[发明专利]轻质导电屏蔽复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种导电屏蔽复合材料及制备方法，尤其是一种轻质导电屏蔽复合材料及其制备方法。

背景技术

电磁屏蔽材料在一些电子设备和密集系统中有着广泛的应用。传统的电磁屏蔽材料一般由金属制得，其屏蔽效果虽好，却也存在着质重、易腐蚀、加工性能差的缺陷；难以将其应用于航天、航空、汽车等领域。近期，人们为了获得轻质电磁屏蔽材料，作了一些有益的尝试和努力，如中国发明专利申请公开说明书CN1656574A于2005年8月17日公开的一种导电的聚合物泡沫和弹性体及其制造方法。该公开说明书中记载的导电的聚合物泡沫由聚合物泡沫体和碳纳米管组成组合物，具有大于或等于50dB的电磁屏蔽容量；制造方法为先将选定的具体的聚合物与表面活性剂、催化剂或起泡剂、固化剂或起泡剂、催化剂，以及碳纳米管的液态组合物进行泡沫化或混合物进行挤压，再将其固化或吹泡成型，获得产物。但是，无论是产物，还是其制造方法，都存在着不足之处，首先，聚合物泡沫中的碳纳米管因其易团聚，故于泡沫中极难分布均匀，从而影响了产物的导电性，尤为影响了产物的电磁屏蔽性能；其次，因发泡而形成的产物，不仅极易使其中的碳纳米管于发泡时进一步地团聚，也使产物的力学性能变差，影响了其应用的范围；再次，制造方法既不能获得电磁屏蔽性能可靠、力学性能好的产物，又需表面活性剂、催化剂、起泡剂、固化剂等原料，易对环境造成污染。

发明内容

本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处，提供一种结构合理，电磁屏蔽性能可靠、力学性能好的轻质导电屏蔽复合材料。

本发明要解决的另一个技术问题为提供一种上述轻质导电屏蔽复合材料的制备方法。

为解决本发明的技术问题，所采用的技术方案为：轻质导电屏蔽复合材料包括氟塑料和碳纳米管，特别是，

所述复合材料还包含空心玻璃微珠，所述氟塑料、碳纳米管和空心玻璃微珠的重量比为20～60：0.5～20：0.5～40；

所述氟塑料为泡沫状，其为全氟共聚物，或聚全氟烷氧基树脂，或聚三氟氯乙烯，或乙烯-三氟氯乙烯共聚物，或乙烯-四氟乙烯共聚物，或聚偏氟乙烯，或聚氟乙烯；

所述碳纳米管于泡沫状氟塑料中为网络结构状。

作为轻质导电屏蔽复合材料的进一步改进：

优选地，碳纳米管为单壁碳纳米管或多壁碳纳米管，其管直径均为20～30nm、管长均为10～30μm。

优选地，空心玻璃微珠的外直径为10～100μm、密度为0.2～0.7g/cm³、抗压强度为5～55MPa。

为解决本发明的另一个技术问题，所采用的另一个技术方案为：上述轻质导电屏蔽复合材料的制备方法包括熔融共混法，特别是完成步骤如下：

步骤1，先将氟塑料、刻蚀相、碳纳米管和空心玻璃微珠混合均匀，得到混合物，其中，刻蚀相为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯中的一种或两种以上的混合体，其与氟塑料的重量比为20～60：20～60，再将混合物置于转矩流变仪中，于150～240℃下混炼5～20min，得到混炼料；

步骤2，先将混炼料置于平板硫化机上，于200～280℃、1～10MPa下热压10～60min，得到复合板材，再将复合板材置于溶剂中浸泡2～20h后，置于60～80℃下干燥5～15h，制得轻质导电屏蔽复合材料。

作为轻质导电屏蔽复合材料的制备方法的进一步改进：

优选地，碳纳米管为单壁碳纳米管或多壁碳纳米管，其管直径均为20～30nm、管长均为10～30μm。

优选地，空心玻璃微珠的外直径为10～100μm、密度为0.2～0.7g/cm³、抗压强度为5～55MPa。

优选地，混合氟塑料、刻蚀相、碳纳米管和空心玻璃微珠时的温度为15～30℃。

优选地，混炼时转矩流变仪的转速为50～100r/min。

优选地，溶剂为甲苯，或二甲苯，或对二甲苯。

优选地，在干燥经溶剂浸泡的复合板材前，先使用乙醇冲洗其表面的沉积物。

相对于现有技术的有益效果是：