【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电磁屏蔽材料，尤其涉及一种非对称双层结构复合发泡材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着电子通信技术的快速发展以及各种相关电子设备的使用，电磁(em)辐射污染日益严重，电磁辐射不仅严重干扰精密电子设备的运行，甚至会威胁人类的健康。传统的金属材料虽然具有优异的电磁屏蔽性能，但具有成本高、重量大以及易腐蚀等缺点。对此，为了保护电磁辐射源周围的电子设备和操作人员的身体健康，能通过简单和绿色环保的方式制备出具有低成本、轻质、柔性、耐腐蚀和高吸收等优点的高效电磁屏蔽复合材料成为人们的迫切需求。
2、目前，尽管已经开发了大量的电磁屏蔽复合材料，但这些复合材料对电磁波的屏蔽机制大多数以反射为主，容易造成二次电磁辐射污染。因此，需要开发出在保持高的电磁屏蔽效能的同时，还能兼顾对电磁波高吸收损耗的电磁屏蔽复合材料。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种非对称双层结构复合发泡材料及其制备方法和应用，对电磁波具有优异的电磁干扰屏蔽效能(最高37.32db)和高吸收损耗。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种非对称双层结构复合发泡材料的制备方法，包括以下步骤：
4、将碳纳米管分别与等规聚丙烯和高密度聚乙烯进行熔融共混，得到聚乙烯-碳纳米管复合物；
5、将所述聚丙烯-碳纳米管复合物和聚乙烯-碳纳米管复合物分别依次进行造粒和第一热压，将所得聚丙烯-碳纳米管复合片材和聚乙烯-碳
6、将所述双层片材在密闭条件下注入超临界物理发泡剂，依次进行饱和处理和发泡，得到非对称双层结构复合发泡材料。
7、优选的，所述等规聚丙烯的密度为0.90g/cm3，在210℃、2.16kg条件下熔融指数为3～5g/10min；
8、所述高密度聚乙烯的密度为0.96g/cm3。
9、优选的，所述碳纳米管的外径为7～15nm、长度为5～15μm，纯度为97.5％；所述碳纳米管包括多壁碳纳米管；
10、所述聚丙烯-碳纳米管复合物和聚乙烯-碳纳米管复合物中，碳纳米管的质量分数独立为3～12wt％。
11、优选的，所述熔融共混的共混温度为180～190℃，转速为50～60r/min，共混时间为5～12min。
12、优选的，所述第一热压和第二热压的温度独立为190～210℃，压力独立为8～15mpa，时间独立为8～10min。
13、优选的，所述双层片材的厚度为0.5～4mm。
14、优选的，所述超临界物理发泡剂为超临界co2或n2；所述饱和处理的饱和温度为160～200℃，压力为8～15mpa，饱和时间为15～30min。
15、优选的，所述发泡的温度为110～116℃，在所述发泡的温度稳定2～5min后泄压发泡。
16、本专利技术提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的非对称双层结构复合发泡材料，包括层叠的发泡聚乙烯层和不发泡聚丙烯层。
17、本专利技术提供了上述技术方案所述非对称双层结构复合发泡材料在电磁屏蔽领域中的应用。
18、本专利技术提供了一种非对称双层结构复合发泡材料的制备方法，本专利技术通过熔融共混方法，将碳纳米管分别与等规聚丙烯、高密度聚乙烯复合，造粒后采用热压成型压制成片材，然后采用环境友好的超临界物理发泡法制备以吸收为主的非对称双层结构复合发泡材料。本专利技术利用等规聚丙烯和高密度聚乙烯基体熔点和粘弹性的差异，通过超临界流体物理发泡技术制备的非对称双层结构电磁屏蔽复合发泡材料中，聚乙烯层发泡，聚丙烯层基本不发泡；同时本专利技术采用碳纳米管在基体中形成完善的互连导电网络，更好地对电磁波起到屏蔽的作用。本专利技术中非对称结构是由于一层发泡，一层不发泡所形成的，因而两层的电导率不同，因此当电磁波从不同层入射时，电磁屏蔽机制不一样，从低导电的发泡层入射，以吸收为主，即低导电发泡聚乙烯层作为电磁波的吸收层；从高导电的未发泡层入射，以反射为主，即未发泡的高导电聚丙烯层作为电磁波的反射层，电磁波从聚乙烯层传导到聚丙烯层时，界面存在“二次反射”，从而形成吸收-反射-再吸收的界面，当电磁波从本专利技术制备的非对称双层结构复合发泡材料的低导电发泡聚乙烯层一侧入射时，电磁波可以从低导电层更好地进入到材料内部，从而被吸收，因而对电磁波具有优异的电磁干扰屏蔽效能(最高37.32db)和高吸收损耗。而如果从高导电聚丙烯层入射，由于阻抗不匹配较强，电磁波会被大量反射到外界中。
19、本专利技术使用无溶剂的熔融共混和超临界物理发泡工艺，绿色环保无污染。
20、本专利技术的制备工艺简单且可行性较高，样品经发泡处理后，在保证对电磁波高吸收损耗的同时，还能保持高的电磁屏蔽效能，能有效避免电磁波污染和二次电磁辐射污染。
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1.一种非对称双层结构复合发泡材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述等规聚丙烯的密度为0.90g/cm3，在210℃、2.16kg条件下熔融指数为3～5g/10min；
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管的外径为7～15nm、长度为5～15μm，纯度为97.5％；所述碳纳米管包括多壁碳纳米管；
4.根据权利要求1或2或3所述的制备方法，其特征在于，所述熔融共混的共混温度为180～190℃，转速为50～60r/min，共混时间为5～12min。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一热压和第二热压的温度独立为190～210℃，压力独立为8～15MPa，时间独立为8～10min。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述双层片材的厚度为0.5～4mm。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述超临界物理发泡剂为超临界CO2或N2；所述饱和处理的饱和温度为160～200℃，压力为8～15MPa，饱和时
8.根据权利要求1或7所述的制备方法，其特征在于，所述发泡的温度为110～116℃，在所述发泡的温度稳定2～5min后泄压发泡。
9.权利要求1～8任一项所述制备方法制备得到的非对称双层结构复合发泡材料，其特征在于，包括层叠的发泡聚乙烯层和不发泡聚丙烯层。
10.权利要求9所述非对称双层结构复合发泡材料在电磁屏蔽领域中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种非对称双层结构复合发泡材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述等规聚丙烯的密度为0.90g/cm3，在210℃、2.16kg条件下熔融指数为3～5g/10min；
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管的外径为7～15nm、长度为5～15μm，纯度为97.5％；所述碳纳米管包括多壁碳纳米管；
4.根据权利要求1或2或3所述的制备方法，其特征在于，所述熔融共混的共混温度为180～190℃，转速为50～60r/min，共混时间为5～12min。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一热压和第二热压的温度独立为190～210℃，压力独立为8～15...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨扬，陈书龙，张晓黎，侯俊吉，李昆，司永波，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：
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