[发明专利]一种电磁屏蔽的石墨烯PC复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种电磁屏蔽的石墨烯PC复合材料及制备方法，该复合材料由聚碳酸酯粒料750～850份，聚碳酸酯粉料150～250份，少层石墨烯40～150份，多层石墨烯40～150份，分散剂4～15份，加工助剂5～15份按重量配比制备而成。电磁屏蔽的石墨烯PC复合材料通过高速混合过程及双螺杆挤出造粒步骤制得。本发明的电磁屏蔽的石墨烯PC复合材料具有良好的加工成型性、导电性能以及电磁屏蔽性能等优点。

技术领域

本发明属于聚合物基复合材料技术领域，涉及一种PC复合材料及其制备方法，尤其是涉及一种电磁屏蔽的石墨烯PC复合材料及其制备方法。

背景技术

通讯设备和电子电气设备在运转过程中会产生大量的电磁辐射污染。这些电磁辐射污染不仅会影响其周围的生态环境和精密电子设备的正常工作运转，甚至还会危及到人类的安全和健康。为了减少电磁辐射污染带来的损害，电磁屏蔽防护被认为是控制电磁辐射污染最直接有效的措施。与金属材料相比，新型聚合物基复合材料具有轻质、易成型加工、导电性能和电磁屏蔽性能可控可调等优点，受到国内外复合材料研究工作者的广泛关注。

聚碳酸酯，简称PC，是五大工程塑料家族中的重要一员，工业用途广泛。少层石墨烯和多层石墨烯具有结构稳定和性能优异等优点，在聚合物基复合材料的基础和应用研究领域，其被认为是一种理想的、很有前途的电磁屏蔽吸收剂，可用于提高和改善复合材料的综合性能和电磁屏蔽性能。因此，不同层数石墨烯在PC基体中形成连续的功能网络结构是石墨烯PC复合材料具备电磁屏蔽性能的重要条件。但是，为了实现石墨烯PC复合材料具备良好的电磁屏蔽性能，也面临一些挑战，例如防止不同层数石墨烯在PC基体中发生团聚和分散不均等问题。通过优化不同层数石墨烯与PC基体的界面作用，使得不同石墨烯在PC基体中均匀分布，可明显提高石墨烯PC复合材料的电磁屏蔽性能。这种PC复合材料不仅具有良好的电磁屏蔽性能，还具有优异的耐光老化性能和成型加工性能，将在聚合物基电磁屏蔽复合材料领域有广泛的应用。因此，研制具有电磁屏蔽性能的石墨烯PC复合材料具有非常重要的科研价值和实用价值。

发明内容

本发明的目的是针对纯聚碳酸酯作为电磁屏蔽材料存在导电性能和电磁屏蔽性能不足等缺点，而提供以聚碳酸酯粒料和聚碳酸酯粉料为聚合物基体，以少层石墨烯和多层石墨烯为电磁屏蔽功能化填料，一种电磁屏蔽的石墨烯PC复合材料及其制备方法，制得的复合材料具有良好的加工成型性、导电性能以及电磁屏蔽性能等优点。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种电磁屏蔽的石墨烯PC复合材料，其特征在于：该复合材料由以下原料按重量份制备而成：

所述的少层石墨烯，其层数为1～5层，比表面积大于300m²/g；所述的多层石墨烯为6～20层，片层直径大于10um。

所述的聚碳酸酯粒料在330℃/2.16kg条件下的熔融指数为10～20g/10min；所述的聚碳酸酯粉料在330℃/2.16kg条件下的熔融指数为30～40g/10min，聚碳酸酯粉料的粒径分布范围为30～90um。

进一步地，所述的分散剂为十二烷基苯磺酸钠、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种。

所述的加工助剂为光稳定剂、抗氧剂和润滑剂的复配物。其中光稳定剂为聚[1-(2-羟乙基)-2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶丁二酸脂]、2-(2-羟基-5-甲基-苯基)苯并三唑和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮按质量比1：1：1均匀混合得到；抗氧剂为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯和四(2,4-二叔丁基苯基)-4,4′-联苯基二亚磷酸酯按质量比2：1均匀混合得到；润滑剂为环五聚二甲基硅氧烷和硬脂酸锌按质量比1：1均匀混合得到。

本发明的另一个目的是提供上述的电磁屏蔽的石墨烯PC复合材料的制备方法，包括以下步骤：