一种电磁屏蔽复合导电材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种电磁屏蔽复合导电材料及其制备方法和应用，该电磁屏蔽复合导电材料，包括：化学镀金属碳纤维、导电炭黑和四针状氧化锌晶须；所述化学镀金属碳纤维、导电炭黑和四针状氧化锌晶须的质量比为1：(0.2～2)：(0.2～2)；所述化学镀金属碳纤维为内层镀铜、外层镀镍

【技术实现步骤摘要】
一种电磁屏蔽复合导电材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及电磁屏蔽
，更具体地，涉及一种电磁屏蔽复合导电材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着经济社会的高速发展，电子化、信息化社会的到来，越来越多的电子产品开始进入人类的日常生活，在给人类生活带来极大方便的同时，也带来了一种看不见、听不着的污染——电磁污染。另外，电磁辐射对人们生活、生产造成的负面影响也越来越明显，一方面，电磁辐射会对人体造成伤害，另一方面，电磁辐射还会对精密电子仪器设备产生严重的干扰，不但容易影响电子仪器设备的性能，而且影响通信、引起仪器故障等。
[0003]聚氯乙烯(PVC)由于具有质量轻、柔软、性价比高等特点而常作为生产、制造电线槽的材料，但是，由于PVC材料本身对于电磁辐射无屏蔽作用，所以用PVC材料常规生产的电线槽不能满足对电磁屏蔽有特殊要求的场合的使用需求。虽然使用金属材料制成的金属电线槽具有电磁屏蔽效果，但是金属电线槽存在生产成本高、质量重、刚性强而导致装配困难的问题。中国专利CN111454546A通过使用内层镀铜、外层镀镍的短切碳纤维——镀金属碳纤维提高了电磁屏蔽效果，且避免了装配困难的问题，但是，该专利适用于PA11、PA12或PETG树脂，而不是PVC材料，而且当该镀金属碳纤维用于PVC电线槽时，电磁屏蔽效果并不显著。
[0004]因此，开发一种新的电磁屏蔽复合导电材料来提高镀金属碳纤维用于PVC电线槽时的电磁屏蔽性能是极具经济价值的。

技术实现思路

[0005]本专利技术的首要目的是解决镀金属碳纤维用于PVC电线槽时电磁屏蔽性能差的问题而提供一种电磁屏蔽复合导电材料。
[0006]本专利技术的另一目的是提供一种电磁屏蔽复合导电材料的制备方法。
[0007]本专利技术的另一目的是提供一种电磁屏蔽复合导电材料在制备PVC电线槽中的应用。
[0008]本专利技术的另一目的是提供一种高电磁屏蔽PVC电线槽材料。
[0009]本专利技术的再一目的是提供一种高电磁屏蔽PVC电线槽材料的制备方法。
[0010]为了达到上述目的，本专利技术采用了下列技术方案：
[0011]一种电磁屏蔽复合导电材料，包括：化学镀金属碳纤维、导电炭黑和四针状氧化锌晶须；
[0012]所述化学镀金属碳纤维、导电炭黑和四针状氧化锌晶须的质量比为1：(0.2～2)：(0.2～2)；
[0013]所述化学镀金属碳纤维为内层镀铜、外层镀镍
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钴
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磷的碳纤维。
[0014]本专利技术通过特定质量比例的化学镀金属碳纤维、导电炭黑和四针状氧化锌晶须组
成的电磁屏蔽复合导电材料，能够提高PVC电线槽的电磁屏蔽性能，解决了镀金属碳纤维用于PVC电线槽时电磁屏蔽性能差的问题。
[0015]本专利技术的电磁屏蔽复合导电材料在特定质量比例范围内，通过化学镀金属碳纤维的长程距离传输电子以及导电炭黑、四针状氧化锌晶须的短程距离传输电子，并以四针状氧化锌晶须、化学镀金属碳纤维为桥链接导电炭黑，形成了导电网络，增强了电磁屏蔽复合导电材料在PVC树脂中的分散性，提高了PVC电线槽的电磁屏蔽性能。
[0016]优选地，所述化学镀金属碳纤维、导电炭黑和四针状氧化锌晶须的质量比为1：(0.5～1)：(0.5～1)。
[0017]优选地，所述四针状氧化锌晶须的针状体根部直径为50～90nm，长径比为15～20。
[0018]在本专利技术中，四针状氧化锌晶须的长径比为针状体长度与针状体根部直径之比。
[0019]在本专利技术中，当四针状氧化锌晶须的长径比＜15时，由于针状体长度太短或针状体根部直径太大而导致四针状氧化锌晶须与其自身、四针状氧化锌晶须与化学镀金属碳纤维之间发生堆积，不利于形成导电网络，不能更好地提高PVC电线槽的电磁屏蔽性能；当四针状氧化锌晶须的长径比＞20时，由于针状体长度太长或针状体根部直径太小而导致四针状氧化锌晶须、化学镀金属碳纤维与导电炭黑形成的导电网络的孔洞结构太大，进而在使用过程中容易生局部坍塌，丧失导电网络的规整性，从而不能更好地提高PVC电线槽的电磁屏蔽性能。因此，当四针状氧化锌晶须的长径比为15～20时，能够最大程度地提高PVC电线槽的电磁屏蔽性能。
[0020]优选地，所述化学镀金属碳纤维的长度为5～50μm。
[0021]本专利技术通过多次实验发现，当化学镀金属碳纤维的长度在5～50μm范围内时，电磁屏蔽复合导电材料对PVC电线槽的电磁屏蔽性能的提高程度是最好的，当化学镀金属碳纤维的长度不在5～50μm范围内时，电磁屏蔽复合导电材料也能解决镀金属碳纤维用于PVC电线槽时电磁屏蔽性能差的问题，但是，对PVC电线槽的电磁屏蔽性能的提高程度较小。
[0022]优选地，所述化学镀金属碳纤维的内层镀铜的厚度为2～4nm；所述化学镀金属碳纤维的外层镀镍
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钴
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磷的厚度为5～10nm。
[0023]在化学镀金属碳纤维的外层镀镍
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钴
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磷能宽化化学镀金属碳纤维的吸收频带，并提升其吸收强度，避免了因铜暴露在外被氧化而引起的电磁屏蔽性能下降的问题。当化学镀金属碳纤维的外层镀镍
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钴
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磷的厚度低于5nm时，其电磁屏蔽效果不佳；当化学镀金属碳纤维的外层镀镍
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钴
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磷的厚度大于10nm时，其屏蔽效果差距不大，因此，综合屏蔽效果和成本考虑，化学镀金属碳纤维的外层镀镍
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钴
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磷的厚度应选择5～10nm。
[0024]优选地，所述化学镀金属碳纤维的制备方法包括如下步骤：
[0025]S1.碳纤维的前处理：
[0026]对碳纤维进行去胶、除油、粗化、敏化和活化处理，得到前处理后的碳纤维；
[0027]S2.化学镀：
[0028]先在55～65℃条件下，用氢氧化钠调节镀铜液的pH＝11～12，接着加入前处理后的碳纤维进行镀铜处理，然后在75～85℃条件下，用氨水调节镀镍
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钴
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磷液的pH＝11～12，进行镀镍
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钴
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磷处理，即得化学镀金属碳纤维。
[0029]更为优选地，所述去胶为400℃下灼烧碳纤维10min，再用丙酮中浸泡10min。
[0030]更为优选地，所述除油为45℃下用包含50g/L氢氧化钠、15g/L碳酸钠、30g/L磷酸
钠和3g/L 6501清洗剂(椰油酰基二乙醇胺)的除油液多次清洗碳纤维，然后用稀硫酸中和。
[0031]更为优选地，所述粗化为用体积比为1：1的浓硝酸和浓硫酸混合液浸泡碳纤维并超声60～80min。
[0032]更为优选地，所述敏化为将碳纤维分散在乙醇中，然后加入含10g/L氯化亚锡、20mL/L盐酸和锡粒的敏化液中，超声1～2min，并用水多次清洗。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电磁屏蔽复合导电材料，其特征在于，包括：化学镀金属碳纤维、导电炭黑和四针状氧化锌晶须；所述化学镀金属碳纤维、导电炭黑和四针状氧化锌晶须的质量比为1：(0.2～2)：(0.2～2)；所述化学镀金属碳纤维为内层镀铜、外层镀镍
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钴
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磷的碳纤维。2.根据权利要求1所述电磁屏蔽复合导电材料，其特征在于，所述化学镀金属碳纤维、导电炭黑和四针状氧化锌晶须的质量比为1：(0.5～1)：(0.5～1)。3.根据权利要求1所述电磁屏蔽复合导电材料，其特征在于，所述四针状氧化锌晶须的针状体根部直径为50～90nm，长径比为15～20。4.根据权利要求1所述电磁屏蔽复合导电材料，其特征在于，所述化学镀金属碳纤维的长度为5～50μm。5.根据权利要求1所述电磁屏蔽复合导电材料，其特征在于，所述化学镀金属碳纤维的内层镀铜的厚度为2～4nm；所述化学镀金属碳纤维的外层镀镍
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钴
‑
磷的厚度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：何梦华，郑先伟，李艳芳，
申请(专利权)人：广东联塑科技实业有限公司，
类型：发明
国别省市：