具有吸波和电磁屏蔽性能的复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了具有吸波和电磁屏蔽性能的复合材料及其制备方法，涉及电磁屏蔽材料技术领域，本发明专利技术包括发泡导电层、复合屏蔽层、柔性吸波层和复合透波层，所述复合屏蔽层设置在发泡导电层上方，所述复合屏蔽层和发泡导电层之间共同设置有第一粘连剂层，所述柔性吸波层设置在复合屏蔽层上方，所述柔性吸波层和复合屏蔽层之间共同设置有第二粘连剂层，所述复合透波层设置在柔性吸波层上方，所述复合透波层和柔性吸波层之间共同设置有第三粘连剂层；本发明专利技术通过泡孔结构的发泡导电层不仅赋予吸波和电磁屏蔽复合材料轻质的优势，还提高导电性以及电磁屏蔽效能，通过具有三维网格结构的复合屏蔽层进一步提高电导率，兼具了磁损耗和电损耗。耗。耗。

【技术实现步骤摘要】
具有吸波和电磁屏蔽性能的复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电磁屏蔽材料
，特别涉及具有吸波和电磁屏蔽性能的复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]电磁兼容性是指器件、设备或分系统在所处电磁环境中良好运行，并且不对其所在环境产生任何难以承受的电磁骚扰的能力，它包括电磁干扰(EMI)和电磁敏感度(EMS)两方面。产生电磁干扰的三要素为骚扰源、耦合途径和感受器。在电磁兼容性设计、改进过程中，常用的抑制电磁干扰的方法有接地、屏蔽、滤波等，这三种方法对提高设备的电磁兼容性有着重要的意义。在解决高频电磁干扰问题上，完全采用屏蔽的解决方式越来越不能满足要求了，因为诸多设备中，端口的设置及通风、视窗等的需求使得实际的屏蔽方法不可能形成像法拉第电笼那样的全屏蔽电笼，端口尺寸是设备高频化的一大威胁。另外，困扰人们的还有另外一个问题，在设备实施了有效的屏蔽后，对外干扰虽然解决了，但电磁波干扰在屏蔽系统内部仍然存在，甚至因为屏蔽导致干扰加剧，甚至引发设备不能正常工作。
[0003]上述都是屏蔽存在的问题，也正是因为这些问题的存在，吸波材料有了用武之地，吸波材料是指能够有效吸收入射电磁波并使其散射衰减的一类材料，它通过材料的各种不同的损耗机制将入射电磁波转化成热能或者是其它能量形式而达到吸收电磁波目的。不同于屏蔽解决方案，其功效性在于减少干扰电磁波的数量。既可以单独使用吸收电磁波，也可以和屏蔽体系配合，提高设备高频功效。
[0004]电磁屏蔽材料，就是能对两个空间区域之间进行金属的隔离、以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射的一类材料。具体讲就是用来制造屏蔽体的材料，屏蔽体将元部件、电路、组合件、电缆或整个系统的干扰源包围起来，防止干扰电磁场向外扩散，以及防止它们受到外界电磁场的影响。
[0005]所谓的吸波和电磁屏蔽复合材料主要包括金属和高分子复合材料，但是传统的金属基电磁屏蔽材料存在密度大、结构设计困难等问题，并且应用也受到限制。石墨烯不仅具有独特的物理结构和优异的力学、电磁学性能，还具有良好的微波吸收性能，将其与磁性纳米粒子复合后可以得到一种新型吸波材料，它兼具磁损耗和电损耗，在电磁屏蔽及微波吸收领域拥有较好的应用前景，可以部分解决金属基电磁屏蔽材料存在的技术瓶颈，故此，我们提出一种吸波和电磁屏蔽性能的复合材料及其制备方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提供具有吸波和电磁屏蔽性能的复合材料及其制备方法，以解决上述背景中提出的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：具有吸波和电磁屏蔽性能的复合材料，包括发泡导电层、复合屏蔽层、柔性吸波层和复合透波层，所述复合屏蔽层设置在发泡导电层上方，所述复合屏蔽层和发泡导电层之间共同设置有第一粘连剂层，所述柔性吸波
层设置在复合屏蔽层上方，所述柔性吸波层和复合屏蔽层之间共同设置有第二粘连剂层，所述复合透波层设置在柔性吸波层上方，所述复合透波层和柔性吸波层之间共同设置有第三粘连剂层；
[0008]所述发泡导电层由碳石墨烯微发泡材料制成，并在聚合物微发泡过程中添加金属填料，所述金属填料为金属氧化物填料、金属粉末填料或金属氧化物和金属粉末的混合填料；
[0009]所述复合屏蔽层是通过化学气相沉积法制备出的三维网格贯通的石墨烯泡沫，再采用原位聚合法制备出的石墨烯泡沫－硅橡胶复合材料；
[0010]所述柔性吸波层由碳纤维或活性碳纤维编织成经纬交错网结构后形成的柔性制品；
[0011]所述复合透波层由树脂基透波复合材料，所述树脂基透波复合材料的树脂基体为环氧树脂或聚四氟乙烯树脂，所述树脂基透波复合材料的增强纤维为玻璃纤维或超高分子量聚乙烯纤维；
[0012]所述第一粘连剂层和第二粘连剂层均为导电压敏胶，所述第三粘连剂层为乙烯共聚物粘连剂。
[0013]优选地，所述金属氧化物填料选自氧化锡、氧化钛、氧化锌、四氧化三铁中的一种或多种。
[0014]优选地，所述金属粉末填料选自金、银、铜、铁、镍或不锈钢中的一种或多种。
[0015]具有吸波和电磁屏蔽性能的复合材料的制备方法，包括如下步骤：
[0016]Step1：将碳石墨烯通过聚合物微发泡技术进行发泡，并在发泡过程中添加金属填料，再经过热压、裁切制得发泡导电层；
[0017]Step2：通过化学气相沉积法制备出的三维网格贯通的石墨烯泡沫，再采用原位聚合法制备出的石墨烯泡沫－硅橡胶复合材料，再经过裁切制得复合屏蔽层；
[0018]Step3：通过碳纤维或活性碳纤维编织成经纬交错网结构制得柔性吸波层；
[0019]Step4：以环氧树脂或聚四氟乙烯树脂为树脂基体，以玻璃纤维或超高分子量聚乙烯纤维为增强纤维，通过模压成型技术制得复合透波层；
[0020]Step5：通过导电压敏胶依次将发泡导电层、复合屏蔽层和柔性吸波层粘连，再通过乙烯共聚物粘连剂将复合透波层粘连在柔性吸波层另一端，最后通过热压工艺一体成型。
[0021]优选地，所述Step1中金属填料为金属氧化物填料、金属粉末填料或金属氧化物和金属粉末的混合填料。
[0022]优选地，所述Step2中石墨烯泡沫是以石墨烯或功能石墨烯为原料制得。
[0023]本专利技术具有如下有益效果：
[0024]本专利技术提供具有吸波和电磁屏蔽性能的复合材料，通过泡孔结构的发泡导电层不仅赋予吸波和电磁屏蔽复合材料轻质的优势，且发泡过程产生的双向牵伸作用还有利于二次分散聚合物基体中的金属填料，提高导电性，同时，泡孔结构的引入可以使进入材料的电磁波陷入迷宫结构中，从而显着地提升材料的电磁屏蔽效能，有效防止材料的电磁泄漏。
[0025]本专利技术提供具有吸波和电磁屏蔽性能的复合材料，通过选用不同的金属填料配比使得发泡导电层具有不同的屏蔽性能倾向，适用于不同的产品和环境。
[0026]本专利技术提供具有吸波和电磁屏蔽性能的复合材料，通过具有三维网格结构的复合屏蔽层进一步提高电导率，且高比面积和高纵横比的墨烯泡沫－硅橡胶复合材料可形成导电网络，为复合材料载流子的取向运动提供导电通道，对微波产生导电损耗，兼具了磁损耗和电损耗。
附图说明
[0027]图1为本专利技术具有吸波和电磁屏蔽性能的复合材料的整体结构示意图；
[0028]图2为本专利技术具有吸波和电磁屏蔽性能的复合材料的发泡导电层的整体结构示意图；
[0029]图3为本专利技术具有吸波和电磁屏蔽性能的复合材料的柔性吸波层的整体结构示意图；
[0030]图4为本专利技术具有吸波和电磁屏蔽性能的复合材料的制备方法的方法流程图。
[0031]图中：1、发泡导电层；2、复合屏蔽层；3、柔性吸波层；4、复合透波层；5、第一粘连剂层；6、第二粘连剂层；7、第三粘连剂层。
具体实施方式
[0032]为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。
[0033]在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.具有吸波和电磁屏蔽性能的复合材料，其特征在于：包括发泡导电层(1)、复合屏蔽层(2)、柔性吸波层(3)和复合透波层(4)，所述复合屏蔽层(2)设置在发泡导电层(1)上方，所述复合屏蔽层(2)和发泡导电层(1)之间共同设置有第一粘连剂层(5)，所述柔性吸波层(3)设置在复合屏蔽层(2)上方，所述柔性吸波层(3)和复合屏蔽层(2)之间共同设置有第二粘连剂层(6)，所述复合透波层(4)设置在柔性吸波层(3)上方，所述复合透波层(4)和柔性吸波层(3)之间共同设置有第三粘连剂层(7)；所述发泡导电层(1)由碳石墨烯微发泡材料制成，并在聚合物微发泡过程中添加金属填料，所述金属填料为金属氧化物填料、金属粉末填料或金属氧化物和金属粉末的混合填料；所述复合屏蔽层(2)是通过化学气相沉积法制备出的三维网格贯通的石墨烯泡沫，再采用原位聚合法制备出的石墨烯泡沫－硅橡胶复合材料；所述柔性吸波层(3)由碳纤维或活性碳纤维编织成经纬交错网结构后形成的柔性制品；所述复合透波层(4)由树脂基透波复合材料，所述树脂基透波复合材料的树脂基体为环氧树脂或聚四氟乙烯树脂，所述树脂基透波复合材料的增强纤维为玻璃纤维或超高分子量聚乙烯纤维；所述第一粘连剂层(5)和第二粘连剂层(6)均为导电压敏胶，所述第三粘连剂层(7)为乙烯共聚物粘连剂。2.根据权利要求1所述的具有吸波和电磁屏蔽性能的复合材料，其特征在于：所述金属氧化物填料选自氧化锡、氧化钛、氧化锌、四氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏钢锋，顾健秋，
申请(专利权)人：江苏万华拓谷新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：