[发明专利]具有梯度结构的低反射高屏蔽电磁屏蔽复合材料及其制备

说明书

本发明涉及功能复合材料领域，具体为一种具有梯度结构的低反射高屏蔽电磁屏蔽复合材料及其制备方法。本发明通过控制不同填料的梯度分布来实现电磁屏蔽材料的低反射高屏蔽特征。首先选用具有特殊空间结构和吸波性能的四角针状氧化锌晶须纳米粒子作为载体，通过化学沉积方法在其表面沉积金属银层，获得具有优异电导率和特殊空间结构的四角针状氧化锌晶须纳米粒子负载银纳米粒子；通过共沉淀法制备导电性能和磁性能均衡的石墨烯负载四氧化三铁纳米粒子；最终将两种导电填料与作为基体的水溶性聚氨酯进行共混浇注制备电磁屏蔽复合材料。

技术领域

本发明涉及功能复合材料领域，具体为一种具有梯度结构的低反射高屏蔽电磁屏蔽复合材料及其制备方法。

背景技术

随着现代电子工业的高速发展，电子电器和无线电通讯得以普遍使用，电磁辐射己成为继噪声污染、大气污染、水污染、固体废物污染之后的又一大公害。电磁波不仅干扰着各种电子设备的正常运行，威胁通信设备的信息安全，而且对人类的身体健康会产生极大危害。目前消除电磁波危害的主要方法是采用电磁屏蔽材料对其进行屏蔽。因此，探索高效的电磁屏蔽材料已经成为迫切需要解决的问题。

随着便携电子设备的快速发展，制备具有高屏蔽效能的柔性电磁屏蔽薄膜已经成为亟待解决的问题。提高电磁屏蔽复合材料的电导率是实现其屏蔽效能高效化的有效手段，[Jun Li et al.J.Mater.Chem.C,2017,5,1095；Yu Xu et al.ACSAppl.Mater.Interfaces,2016,8,24131；Fang Fang et al.J.Mater.Chem.C,2016,4,4193]但是较高的电导率往往会使入射电磁波在屏蔽材料表面大量反射，造成二次污染。尤其在高精密的电子仪器中，反射的电磁波会对仪器设备本身造成干扰，因此制备具有低反射特征高屏蔽效能的屏蔽薄膜显得尤为重要。

发明内容

本发明旨在提供一种具有梯度结构的低反射高屏蔽电磁屏蔽复合材料及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种具有梯度结构的低反射高屏蔽电磁屏蔽复合材料，所述电磁屏蔽复合材料是由石墨烯负载四氧化三铁纳米粒子、四角针状氧化锌晶须纳米粒子负载银以及基体构成的，利用一次共混浇注实现一体成型，在成型过程中石墨烯负载四氧化三铁纳米粒子、四角针状氧化锌晶须纳米粒子负载银在基体内自然沉降，使得四角针状氧化锌晶须纳米粒子负载银集中于所述电磁屏蔽复合材料的下部，石墨烯负载四氧化三铁纳米粒子集中于四角针状氧化锌晶须纳米粒子上部，形成具有梯度结构的电磁屏蔽复合材料。

作为本发明电磁屏蔽复合材料技术方案的进一步改进，所述基体优选为水性聚氨酯。当然，具体应用时，所述基体还可采用聚二甲基硅氧烷、硅橡胶、天然橡胶等柔性材料。

作为本发明电磁屏蔽复合材料技术方案的进一步改进，在所述电磁屏蔽复合材料中，石墨烯负载四氧化三铁纳米粒子的含量为1wt％～5wt％，四角针状氧化锌晶须纳米粒子负载银的含量为0wt％～50wt％，且不为0。

为了更清楚的说明本发明的技术方案，本发明进一步提供了一种具有梯度结构的低反射高屏蔽电磁屏蔽复合材料的制备方法，包括如下步骤：

将石墨烯负载四氧化三铁纳米粒子、四角针状氧化锌晶须纳米粒子负载银与基体共混，超声分散，浇注到模具中，在真空烘箱中干燥成型，在成型过程中石墨烯负载四氧化三铁纳米粒子、四角针状氧化锌晶须纳米粒子负载银在基体内自然沉降，使得四角针状氧化锌晶须纳米粒子负载银集中于所述电磁屏蔽复合材料的下部，石墨烯负载四氧化三铁纳米粒子集中于四角针状氧化锌晶须纳米粒子上部，形成具有梯度结构的电磁屏蔽复合材料。

作为本发明制备方法技术方案的进一步改进，所述基体为水性聚氨酯。

作为本发明制备方法技术方案的进一步改进，在所述电磁屏蔽复合材料中，石墨烯负载四氧化三铁纳米粒子的含量为1wt％～5wt％，四角针状氧化锌晶须纳米粒子负载银的含量为0wt％～50wt％，且不为0。