[发明专利]一种具有电磁屏蔽功能的形状记忆高分子复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有电磁屏蔽功能的形状记忆高分子复合材料及其制备方法，包括如下步骤：(1)将氧化石墨烯于水中超声分散，形成均匀的分散液，调节pH至4‑5，然后将硅烷偶联剂溶解于乙醇，再加入到上述分散液中，进行偶联反应，反应结束后冷却，离心洗涤；经冷冻干燥，获得化学修饰的氧化石墨烯；(2)将0.5‑5质量份的化学修饰氧化石墨烯、5‑20质量份的碳纳米管、0.5‑3质量份的抗氧剂以及75‑95质量份的树脂熔融挤出共混，然后，然后热压成型，最后对样品进行电子束辐照，获得具有电磁屏蔽功能的形状记忆高分子复合材料。本发明复合材料具有良好的电磁屏蔽性能、优异的形状记忆性能和耐老化性能等。

技术领域

本发明属于高分子复合材料领域，涉及一种具有具有电磁屏蔽功能的形状记忆高分子复合材料及其制备方法。

背景技术

1959年A.Charlesby和他的合作者S.H.Pinner为Raychem公司申请了PE热缩管的首个专利权，高分子材料的形状记忆性能逐渐受到科研人员的关注。高分子形状记忆材料具有易加工，形变量大，转变温度可调，耐腐等优点，得到了广泛的应用。高分子形状记忆材料的一个主要应用就是以热缩管的形式作为线缆保护材料。

传统的高分子形状记忆材料不具备电磁波屏蔽的能力，不能对电磁敏感性高的线束系统进行防护。然而降低电磁敏感性的手段主要有降低源头的电磁辐射，切断传播路径以及提高接收器自身的抗干扰能力。其中切段传播路径即采用电磁屏蔽措施，使之不影响设备的正常工作，是最有效也是最常见的电磁干扰防护手段。具有电磁屏蔽功能的高分子形状记忆材料既可以起到线缆保护作用，又可以降低所防护线缆系统的电磁敏感性，使设备免遭电磁干扰，保证其正常运行。因此，开发电磁屏蔽功能的高分子形状记忆材料是十分必要的。

发明内容

首先，乙烯基硅烷偶联剂通过水解反应和缩合反应与氧化石墨烯表面的羧基和羟基发生偶联反应，制备了含乙烯基结构的化学修饰氧化石墨烯。随后化学修饰氧化石墨烯、碳纳米管、助剂和树脂通过熔融共混工艺、电子束辐照交联工艺制备了具有电磁屏蔽功能的形状记忆高分子复合材料。

本发明的具体技术方案如下：

一种具有电磁屏蔽功能的形状记忆高分子复合材料，包括如下步骤：

(1)将氧化石墨烯于水中超声分散，形成均匀的分散液，调节pH至4-5，然后将硅烷偶联剂溶解于乙醇，再加入到上述分散液中，进行偶联反应，反应结束后冷却，离心洗涤，除去未反应的偶联剂；经冷冻干燥，获得化学修饰的氧化石墨烯；

(2)将0.5-5质量份的化学修饰氧化石墨烯、5-20质量份的碳纳米管、0.5-3质量份的抗氧剂以及75-95质量份的树脂熔融挤出共混，然后，然后热压成型，最后对样品进行电子束辐照，获得具有电磁屏蔽功能的形状记忆高分子复合材料。

优选地，步骤(1)氧化石墨烯与水的质量比为0.2-1：100；硅烷偶联剂与氧化石墨烯的质量比为5-10：100；乙醇与硅烷偶联剂的质量比为100：10-20。

优选地，所述碳纳米管为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管和多壁碳纳米管中的一种或两种以上。

优选地，所述抗氧剂为：β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、硫代二丙酸双月桂酯和亚磷酸三(2,4-二叔丁基)苯酯中的一种或两种以上；所述树脂为聚乙烯、聚丙烯和聚偏氟乙烯中的一种或两种以上。

优选地，步骤(1)所述偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种；所述偶联反应的条件为25-70℃下反应6-24h。

优选地，所述熔融挤出共混的温度为180-220℃，所述电子束辐照的剂量为30-70KGy，电子加速电压为2.5MeV，束流为16mA。

优选地，步骤(2)所述热压成型条件为：温度140-190℃，压强0.5-1MPa。