[发明专利]一种高电磁屏蔽效能树脂基复合材料及其成型方法和应用

说明书

一种高电磁屏蔽效能树脂基复合材料及其成型方法和应用。本发明属于电磁屏蔽材料领域。本发明的目的是为了解决现有电磁屏蔽树脂基复合材料在10KHz‑40GHz频率范围内屏蔽效能不高的技术问题。本发明的复合材料由金属箔和碳纤维层交替层叠而成，最外层为碳纤维层，相邻碳纤维层的碳纤维排布方向垂直。方法：将金属箔和碳纤维层交替叠布置后固化成型。本发明的高电磁屏蔽效能树脂基复合材料用于制备电磁屏蔽结构件。本发明的高电磁屏蔽效能树脂基复合材料可设计性极强，可实现多种形状的结构件成型，操作简便，适合工业化生产，在10KHz‑40GHz频率范围内屏蔽效能高达45dB，电磁屏蔽效果优异。

技术领域

本发明属于电磁屏蔽材料领域，具体涉及一种高电磁屏蔽效能树脂基复合材料及其成型方法和应用。

背景技术

电磁屏蔽材料是指通过反射或者吸收电磁波的原理达到防止电磁波透射穿过的一类材料，目前电磁屏蔽作为电磁兼容技术的重要组成部分越来越凸现出它的重要性，新材料、新工艺逐渐成为当前电磁屏蔽研究领域的热点。

传统的电磁屏蔽复合材料多采用共混工艺将聚合物树脂与填料混合，屏蔽效能取决于导电网络的连续程度，石墨烯、碳纳米管和炭黑等具有优良导电性的碳材料逐渐被应用于电磁屏蔽材料领域，但是碳材料在使用过程中存在一定缺陷，首先，碳材料的小尺寸使得其具有极大的比表面积，而大比表面积带来的高表面能使得碳材料极易团聚从而限制碳材料的使用效率，碳材料的利用率低；其次，填料在基体内部容易团聚往往需要大量添加导电填料(如金属粉、碳纳米管、碳纤维、石墨烯等)才能获得良好的导电性能。由于同时填料在树脂基体中的大量添加会导致复合材料与空气之间的阻抗不匹配，造成大量的电磁反射，造成二次电磁波污染。此外，填料在树脂基体中的大量添加也会导致复合材料力学性能的大大降低，不能满足实际应用。

随着复合材料的应用越来越广，复合材料的电磁屏蔽性能不能满足复合材料的应用，亟需一种新型轻质化的电磁屏蔽复合材料，通过优化设计满足复合材料的结构功能一体化。但现有电磁屏蔽树脂基复合材料在10KHz-40GHz频率范围内屏蔽效能仍不高，无法满足需求，因此，开发一种轻质高电磁屏蔽效能的复合材料显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有电磁屏蔽树脂基复合材料在10KHz-40GHz频率范围内屏蔽效能不高的技术问题，而提供一种高电磁屏蔽效能树脂基复合材料及其成型方法和应用。

本发明的目的之一在于提供一种高电磁屏蔽效能树脂基复合材料，所述高电磁屏蔽效能树脂基复合材料由金属箔和碳纤维层交替层叠而成，最外层为碳纤维层，相邻碳纤维层的碳纤维排布方向垂直。

进一步限定，相邻金属箔之间的碳纤维层数为1-2层。

进一步限定，金属箔包括铜箔、镍箔、铝箔，金属箔层数为3-6层。

进一步限定，单层金属箔厚度为0.1-0.15mm，复合材料厚度为2.2-2.6mm。

本发明的目的之二在于提供一种高电磁屏蔽效能树脂基复合材料的成型方法，该成型方法按以下步骤进行：

步骤1：将碳纤维预浸料铺设在模具内，形成底层碳纤维层；

步骤2：将金属箔表面用化学试剂处理后，涂刷胶粘剂，然后铺设于底层碳纤维层上；

步骤3：重复步骤1-2至目标厚度，然后固化成型，冷却脱模后打磨、表面清理，得到高电磁屏蔽效能树脂基复合材料。

进一步限定，步骤2中化学试剂为丙酮或乙酸乙酯。

进一步限定，步骤2中胶粘剂为橡胶改性树脂胶粘剂。

进一步限定，重复步骤1时碳纤维预浸料铺设方向与上一层垂直。

进一步限定，步骤3中固化温度为120-150℃，固化时间为5-10h。