一种耐高温聚合物基电磁屏蔽梯度功能材料制造技术

一种耐高温聚合物基电磁屏蔽梯度功能材料，主要由耐高温聚合物树脂基体和导电填料两部分组成；所述导电填料分为碳系导电填料A和金属导电填料B两种。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种耐高温聚合物基电磁屏蔽梯度功能材料，其特征是填料含量沿材料厚度方向呈梯度变化。该梯度功能材料的电磁屏蔽效能达45dB～90dB，其长期使用温度为150℃，并且在200℃热处理240小时后，仍可保持原有电磁屏蔽效能的85％以上，可广泛应用于具有耐热和电磁屏蔽要求的电子电器产品的防护或其它应用领域。【专利说明】一种耐高温聚合物基电磁屏蔽梯度功能材料
本专利技术涉及一种聚合物基电磁屏蔽功能材料，具体地说，涉及一种耐高温聚合物基电磁屏蔽梯度功能材料。
技术介绍
当今社会处于信息时代，电子电器产品的广泛应用形成了复杂的电磁环境，由此引起的电磁干扰和电磁兼容问题日益严重，同时电磁波对人类工作和生活环境的污染已成为一种新的环境公害，威胁着人类的健康。金属类电磁屏蔽材料存在价格高，密度大，易腐蚀，难以调节屏蔽性能，使用不方便等缺点，限制了其进一步发展。聚合物基导电复合材料具有比重轻、电阻率可调，耐化学腐蚀、易于加工成型等优点。传统的聚合物基电磁屏蔽复合材料为宏观均质结构，填料的填充率高，分散性差，其导电性能和力学性能不能兼顾，且电磁波容易从填料分散不足的地方泄露，限制了 此类材料的大规模应用。梯度功能材料中由于填料在聚合物基体中呈逐渐递增的梯度分布，成功地解决了存在于传统电磁屏蔽复合材料中的上述突出问题，从而可获得较好的屏蔽效果。进而，在梯度功能材料中将具有不同维度和介电损耗机理的功能填料进行复配使用，一方面有助于减少填料间的粒间距，使其易于形成导电网络；另一方面，可通过两种具有不同介电损耗机理填料产生的协同效应，进一步提高材料的电磁屏蔽功能。CN1654515A公开了一种复合梯度膜的制备方法，主要采用两个步骤，先将碳纳米管和聚合物用有机溶剂溶解后，制备半干的聚合物/碳纳米管复合膜，之后在其上涂覆仅含有聚合物的溶液，热处理后获得聚合物/碳纳米管梯度复合膜。但是此种方法制备过程中需要程序升温，比较复杂，并且制得的梯度模的支撑板一侧的电导率仍有待进一步提高。CN101618595A采用共挤的制备方法，通过对赋形模具中流动的共混熔体赋予一定的温度梯度场，使被挤出赋形模具的己被赋形且处于熔融态的成型物再通过一个相同或不同的特定温度梯度场。通过牵引装置迅速将成型物导入固形模具并在极短的时间内将成型物冷却至熔点以下，最终获得聚合物梯度功能材料。但由于该种方法加工温度较高，容易使金属类导电填料电导率下降，造成材料功能的下降。CN101704984A给出了一种采用一次溶液流延法制备聚合物基导电梯度功能材料的方法，但该专利既未涉及本专利技术所描述的耐高温树脂基体，也没有提供经高温处理后材料的电磁屏蔽的效果或实施例。某些用于精确测量的仪器需要在高温条件下工作，因而研制具有耐高温聚合物基电磁屏蔽功能材料具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种耐高温聚合物基电磁屏蔽梯度功能材料。本专利技术所提供的耐高温聚合物基电磁屏蔽梯度功能材料，主要由耐高温聚合物树脂基体和导电填料两部分组成，所述导电填料分为碳系导电填料A和金属导电填料B两种。本专利技术所提供的耐高温聚合物基电磁屏蔽梯度功能材料，所述碳系导电填料A主要分布在功能材料的下侧；金属导电填料B主要分布在功能材料的上侧，其含量沿着膜厚度的方向从上表面到材料的中部呈现由低至高的梯度分布；在功能材料的中间部位，碳系导电填料A和金属导电填料B形成较为致密的混合分布过渡区。本专利技术所提供的耐高温聚合物基电磁屏蔽梯度功能材料，所述的聚合物基体选自聚酰亚胺(PI)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚砜(PES)中的一种。本专利技术所提供的耐高温聚合物基电磁屏蔽梯度功能材料，所述碳系导电填料A选自碳纤维、石墨烯、碳纳米管或石墨中的一种，优选石墨烯或碳纳米管；所述金属导电填料B选自银粉、镍粉或镀银铜粉中的一种。本专利技术所提供的耐高温聚合物基电磁屏蔽梯度功能材料，进一步包括改善材料性能的助剂，如偶联剂和/或增塑剂；所述的偶联剂选自乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、Y-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的一种；所述的增塑剂选自癸二酸二丁酯、癸二酸二(2-乙基己基)酯、磷酸三苯酯、磷酸三(二甲苯)酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二庚酯、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二壬酯、邻苯二甲酸二丁氧基乙酯、三乙二醇二异辛酸酯、环氧硬脂酸丁酯、环氧硬脂酸辛酯、癸二酸丙二醇聚酯、己二酸二(2-乙基己基)酯、柠檬酸三乙酯或乙酰柠檬酸三丁酯中的一种。本专利技术所提供的耐高温聚合物基电磁屏蔽梯度功能材料，所述碳系导电填料A在梯度功能材料中与聚合物基料的质量之比为0.5~15% ;所述金属导电填料B在梯度功能材料中与聚合物基料的质量之比为20~60%。本专利技术所提供的耐高温聚合物基电磁屏蔽梯度功能材料，所述的耐高温聚合物基电磁屏蔽梯度功能材料的长期使用温度可达150°C。本专利技术提供的耐高温聚合物基电磁屏蔽梯度功能材料，其特征在于所述耐高温聚合物基电磁屏蔽梯度功能功能材料采用两次溶液流延的方法来制备，制备方法主要包括如下步骤:`(I)先将聚合物溶于极性溶剂中，配置聚合物溶液Lp ；(2)取一部分聚合物溶液Lp，向其中加入碳系导电填料A，可根据需要加入或不加入所需的助剂，搅拌，将其制成分散均匀的悬浮液La ;向剩余的聚合物溶液Lp中加入金属导电填料B，可根据需要加入所需的助剂，搅拌，将其制成均匀分散的悬浮液Lb ；(3)选用步骤(2)制备的悬浮液La脱泡后在水平放置的基板上进行第一次流涎，静置，随即选用步骤(2)制备的悬浮液Lb脱泡后在其上进行第二次流延，静置，干燥，彻底除去溶剂，剥离后即得耐高温聚合物基电磁屏蔽梯度功能材料。本专利技术所提供的耐高温聚合物基电磁屏蔽梯度功能材料制备方法，针对所要制备材料对电磁屏蔽性能和梯度的要求，对所需原料组分进行选择和配料，确定聚合物和导电填料的品种和配比；根据聚合物的溶解特性选择聚合物溶剂；根据流涎工艺对聚合物溶液粘度的要求确定聚合物和溶剂的配比来配制聚合物溶液，根据材料的用途来确定偶联剂和增塑剂的品种和加入量。本专利技术所提供的耐高温聚合物基电磁屏蔽梯度功能材料制备方法，其中所述的溶剂选自三氯甲烷、二甲酚、十氢萘、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、四氢呋喃(THF)、二甲基亚砜(DMSO)中的一种。本专利技术所提供的耐高温聚合物基电磁屏蔽梯度功能材料制备方法，其中所述基板为具有平整表面的不锈钢板、铝合金板、玻璃板、聚四氟乙烯(PTFE)板、聚丙烯(PP)板或聚乙烯(PE)板。本专利技术所提供的耐高温聚合物基电磁屏蔽梯度功能材料制备方法，其中所述基板在使用前需用所述极性溶剂浸泡。本专利技术所提供的耐高温聚合物基电磁屏蔽梯度功能材料制备方法，流涎后的基板水平放置。本专利技术所提供的耐高温聚合物基电磁屏蔽梯度功能材料制备方法，所述的干燥采用自然干燥、真空干燥、烘箱干燥或红外线干燥。本专利技术的特点:本专利技术以耐高温的热塑性工程塑料为基体，选用碳系导电填料A和金属导电填料B作为功能填料，采用两次溶液流延的方法来制备耐高温聚合物基电磁屏蔽梯度功能材料。其制备原本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐高温聚合物基电磁屏蔽梯度功能材料，主要由耐高温聚合物树脂基体和导电填料两部分组成；所述导电填料分为碳系导电填料A和金属导电填料B两种。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：温变英，张扬，
申请(专利权)人：北京工商大学，
类型：发明
国别省市：