[发明专利]一种阻燃和电磁屏蔽的三明治保温材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种阻燃和电磁屏蔽的三明治保温材料的制备方法，本发明提供的一种阻燃和电磁屏蔽的三明治保温材料的制备方法，本发明，通过采用一定含量的粘合剂、碳纤维布以及芳砜纶布，在适当的反应温度和时间下，制备出新型的电磁屏蔽和阻燃的复合无纺布，然后通过“两步法”将该复合无纺布与硬质聚氨酯泡沫复合在一起，通过对聚氨酯保温材料的结构进行设计，制备出具有优异阻燃性和电磁屏蔽性能的新型三明治保温材料，简化了加工工艺、降低了成本，具有重要的经济效益和社会效益。

技术领域

本发明涉及复合材料的制备技术领域，尤其涉及一种阻燃和电磁屏蔽的三明治保温材料的制备方法。

背景技术

阻燃性指物质具有的或材料经处理后具有的明显推迟火焰蔓延的性质。随着安全意识的提高，建材、车辆、家电等方面的材料对阻燃性的要求逐渐高。评价阻燃性方法很多，如氧指数测定法、水平或垂直燃烧试验法等。近10年来，全国共发生高层建筑火灾3.1万起，死亡474人，直接财产损失15.6亿元。由于建筑物的保温外墙以及家具都是高度易燃材料，一旦点燃5-10分钟就会完全燃烧。目前，易燃材料通常通过添加阻燃剂和改性原料赋予它们一定的阻燃性能，通常使用的阻燃剂包括卤系阻燃剂和无机阻燃剂。卤系阻燃剂是目前全世界产量最大的阻燃剂，主要以氯系和溴系阻燃剂为代表，因其阻燃效率高且价格低廉，长期以来被广泛应用在各个领域。卤系阻燃剂虽然阻燃效果好、市场需求量大，但是卤系阻燃剂燃烧时生成大量的对人体和环境有害的烟、腐蚀性和有毒气体。无机添加型阻燃剂具有价格低廉、毒性较低、持久的阻燃效果、不易挥发析出和产烟量少等优点，但过量添加及粒度较大等问题都会影响材料力学性能和聚合物成型工艺。而且其缺点亦较突出，阻燃效能差，需较大的填充量才能满足阻燃需求，对基材的力学、机械等性能影响较大。磷系阻燃剂既能在气相起作用也可以在凝聚相发挥效果，并且在燃烧过程中不会产生有毒气体。因此，磷系阻燃剂逐渐受到人们的关注。

随着科学技术的迅猛发展，各种电子设备在工业和家庭环境中的激增已经引起了大量的电磁干扰。电磁辐射已经严重影响到人们的生活，并且已经成为现代生活中可以与水污染，空气污染相提并论的另一种严重污染——电磁污染。同时电磁屏蔽的问题已经影响到几乎所有的电气和电子系统，从日常生活到军事活动，再到太空探索。以笔记本电脑为例，其电力系统能够产生宽频带的电磁辐射能量，这种辐射的能量可以被电视天线、无线遥控器以及任何其他设备传播和拾取从而造成性能异常。另外，生物体经常长时间处于电磁能量环境中会加大引发各种疾病的风险，例如引发自觉神经症状、心血管功能紊乱、生殖功能降低及各系统癌变等各种疾病。同样的由于电磁辐射的存在，飞行期间或医院的重症监护室内也不允许使用手机等。因此，解决电磁辐射及电磁干扰问题已经刻不容缓。

芳砜纶简称PSA纤维，由聚砜酰胺组成，是我国自主研制的一种新型高技术纤维产品，具有优良的耐热、阻燃和过滤性能、优异的物理机械性能和化学稳定性。芳砜纶纤维长期使用温度为250℃，100h加热后强度保持率大于80％，极限氧指数(LOI)为33％。芳砜纶现已广泛应用于防护产品、建筑材料、航空航天、国防军工等领域，与其他纤维混合使用，弥补其他纤维的缺陷。

碳纤维具有良好的电磁屏蔽性能，也是一种高性能增强纤维。同时碳纤维具备优异的电、热传导性，阻燃性能良好，热膨胀系数极低，并且还有低辐射线吸收性、非磁性和不磁化、极好的振动阻尼性、抗疲劳和抗蠕变性能。碳纤维具有电磁屏蔽能力的主要原因是它具有较好的导电性能。碳纤维常见的体积电阻率在(0.8～1.8)×10-3Ω·cm之间，并且电导率会随着热处理温度的升高而增大。因此，碳纤维在经过高温石墨化处理之后，可以成为电磁波的优良反射材料。目前国内在碳纤维方面的研究还是主要集中在其复合材料的力学性能上，在电磁屏蔽领域的研究相对不多。

现有阻燃电磁屏蔽无纺布，主要通过纺纱、织造和上浆等工艺加工成阻燃和电磁屏蔽的无织布。但是其工艺过程较为复杂，成本较高，不能满足生产的需要。

发明内容