[发明专利]一种具有电磁屏蔽功能的海绵及其制备方法

说明书

本发明提供了一种具有电磁屏蔽功能的海绵及其制备方法，涉及电磁屏蔽材料技术领域。本发明提供的具有电磁屏蔽功能的海绵，包括海绵基体以及依次叠层设置于所述海绵基体表面的导电聚合物层和金属层。在本发明提供的具有电磁屏蔽功能的海绵制作成本低廉、电磁屏蔽性能较好。实施例结果表明，本发明提供的具有电磁屏蔽功能的海绵的电磁屏蔽效能为55～80dB，远优于直接镀导电聚合物的方法；成本相对于填充、掺杂金属而言大大降低；且清洁环保性能远优于化学镀方法，综合性能最好。

技术领域

本发明涉及电磁屏蔽材料技术领域，具体涉及一种具有电磁屏蔽功能的海绵及其制备方法。

背景技术

近年来，电磁干扰带来的危害越来越受到人们的关注。电磁波不仅会危害人类健康和生态环境，也会对电子设备造成干扰，造成信息泄露等不良影响。传统的金属材料已不能满足现代电磁屏蔽技术的需求。

电磁屏蔽技术发展中至关重要的一点就是电磁屏蔽材料的研究，目前的高分子导电涂料与表面敷层型屏蔽材料发展较为成熟，但并不够完善。银系高分子导电涂料，如日本神东涂料公司所制备的K-3040、英国RFS公司的RFS-28Ag产品(Journal ofMaterialResearch，2016，14(08):1143-1149.)，导电性好且具有良好的电磁屏蔽功能，但成本较高；碳系高分子导电涂料，如Chen等研究出的纳米石墨微片(化学推进剂与高分子材料，2007，5(6):59-62.)密度小，成本低，但导电性及电磁屏蔽功能不够理想；铜系涂料的电阻率低，电导性好，但铜的密度较大易下沉，在聚合物基体中分散不好，且同时存在抗氧化性能差和填料用量大等问题；镍系导电涂料价格适中，氧化问题比铜轻，但电导率较低，低频和高频电磁屏蔽性能差。

表面敷层型屏蔽材料主要是在绝缘体表面进行导电化处理而达到屏蔽效果，主要依靠反射消耗来屏蔽电磁波。一般来说，使用化学镀或者电镀的方法对绝缘体表面进行导电处理应用较为广泛。如葛昆等采用CrO₃酸洗、HF活化，在镁合金表面实现了化学镀镍(中国铸造装备与技术，2014(3):41-43.)，提高了镁合金的耐蚀性，但Cr⁶⁺有毒对人体有致癌作用，并且污染环境，HF具有极强的腐蚀性；化学镀铜技术都是以甲醛作为还原剂，甲醛挥发性和毒性较强，且溶液不稳定，维护难度大，生产成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有电磁屏蔽功能的海绵及其制备方法，本发明提供的具有电磁屏蔽功能的海绵制作成本低廉、电磁屏蔽性能较好。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种具有电磁屏蔽功能的海绵，包括海绵基体以及依次叠层设置于所述海绵基体表面的导电聚合物层和金属层。

优选地，所述海绵基体的孔径为10～1000微米，孔隙率为30～90％。

优选地，所述导电聚合物层的厚度为3～15微米，所述金属层的厚度为500nm～70μm。

优选地，所述导电聚合物层中的导电聚合物包括聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩、聚苯乙烯磺酸和聚氨酯中的一种或几种。

优选地，所述金属层中的金属包括银、铜或镍。

本发明提供了上述技术方案所述具有电磁屏蔽功能的海绵的制备方法，包括以下步骤：

将导电聚合物单体和氧化剂混合，在海绵基体上进行原位聚合反应，得到本征态导电聚合物/海绵复合物；

以金属盐溶液为电解质，在所述本征态导电聚合物/海绵复合物的表面进行电镀，得到具有电磁屏蔽功能的海绵。

优选地，所述导电聚合物单体包括吡咯单体、苯胺单体、噻吩单体、聚苯乙烯磺酸单体和聚氨酯单体中的一种或几种。

优选地，所述原位聚合反应的温度为0～25℃；所述原位聚合反应的时间为1～30h。