[发明专利]PET/磁性Fe3O4功能纳米复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于功能性PET聚酯的合成，具体涉及一种PET/磁性Fe₃O₄功能纳米复合材料的制备方法。

背景技术

随着电子工业的发展，各种电子设备应用的日益增多，电磁波引起的电磁干扰（EMI）与电磁兼容（EMC）问题日益严重。目前广播电视发射塔的强电磁波辐射，城市电工、医疗射频设备附近的电磁辐射污染，视听设备、电脑、空调、微波产品、移动电话的电磁波辐射等已经引起了人们的广泛关注。电磁辐射对人们的生活环境和生产环境带来的破坏越来越严重，目前电磁辐射已经成为继空气、水、噪音污染后的第四大污染源，成为影响人类生殖系统和心血管系统疾病的主要诱因之一。另外，电磁波辐射造成的电磁干扰也会影响各种电子设备的正常运转，现代高科技战争中电子对抗的核心之一就是电磁干扰和屏蔽技术的较量。因此，探索高效的电磁屏蔽材料，防止电磁波辐射污染以保护环境和人体健康，防止电磁波泄漏以保障信息安全，已经成为当前国际上迫切需要解决的问题。

电磁屏蔽的作用是减弱由某些辐射源所产生的某个区域内的电磁场效应，有效地控制电磁波从某一区域向另一区域辐射而产生的危害。其作用原理是采用低电阻或高磁化率的材料，由于这类材料对电磁能流具有反射和引导作用，在材料内部产生与源电磁场相反的电流和磁极化，从而减弱源电磁场的辐射效果。

目前制备的电磁屏蔽纤维材料主要有如下：

1.表层导电型屏蔽材料

表层导电型屏蔽材料包括导电涂料和金属敷层屏蔽材料两大类。

导电涂料作为电磁屏蔽材料的最大优点是成本低，简单实用且适用面广，可在复杂形状上涂敷，设备费少，成本低，可批量生产，可应用于各种塑料。但是银系导电涂料价格过于昂贵，而铜系导电涂料易氧化，镍系导电涂料在低频区的屏蔽效果不佳。金属敷层屏蔽材料是通过金属熔融喷射、非电解电镀和贴金属箔等方法使高分子绝缘材料的表面获得很薄的导电金属层，从而达到电磁屏蔽之目的。由于附着力差需要特殊装置且工艺复杂。

2.填充复合型屏蔽材料

填充型屏蔽材料是继表层导电型屏蔽材料之后推入市场的新型屏蔽材料。目前美国、英国和日本等国家相继开发了大量的此类屏蔽材料。它主要包括金属纤维填充型屏蔽材料和超细粉末填充型屏蔽材料。总的来说，因其具有优良的导电性能，屏蔽效果高，综合性能好，是一类很有发展前途的电磁屏蔽材料。要使材料具有良好的屏蔽效果，加入的填料的填充量需较高，但同时会使屏蔽材料的机械强度与成型加工性能都会受到影响。采取在聚合物中直接添加纳米无机磁粉制膜法，则因纳米粒子表面能较高，且磁粉之间磁性引力的存在，使纳米无机磁粉容易聚集，不易均匀分散于有机相中。此外，由于无机分散相与有机连续相性质上存在巨大差异，导致磁粉与聚合物相容性差。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述问题，提供一种制备电磁屏蔽材料的新方法，其法利用表面功能化的具有超顺磁性的纳米粒子，制备具有良好电磁屏蔽性能的PET/磁性Fe₃O₄功能纳米复合材料。

本发明的目的可以通过以下措施达到：

一种PET/磁性Fe₃O₄功能纳米复合材料的制备方法，包括如下步骤：

A）取水溶性Fe³⁺盐和Fe²⁺盐在水中混合后，在900rpm以上转速的搅拌下，缓慢加入氨水，直至反应溶液的pH＞9，然后再在50℃～65℃下搅拌反应20～60min，磁力沉淀出超顺磁性Fe₃O₄纳米粒子；

B）将超顺磁性Fe₃O₄纳米粒子洗涤后分散于乙醇中，在搅拌及55℃～65℃下加入KH550进行水解反应；或者先加入KH550后再在搅拌及55℃～65℃下进行水解反应；反应后分离出改性超顺磁性Fe₃O₄纳米粒子；

C）在对苯二甲酸与乙二醇酯化缩聚反应过程中，加入改性超顺磁性Fe₃O₄纳米粒子或改性超顺磁性Fe₃O₄纳米粒子的乙二醇分散液，继续进行反应后，得到PET/磁性Fe₃O₄功能纳米复合材料。