[发明专利]一种木质素基柔性电磁屏蔽材料

说明书

提供一种木质素改性的电磁屏蔽材料，其制备原料包括：木质素改性的聚氨酯、石墨、金属屏蔽材料。其中，所述木质素改性聚氨酯为异氰酸酯、多元醇和木质素在催化剂作用下原位聚合得到木质素改性聚氨酯低聚物。再于低聚物中加入改性铁粉和石墨，在一定条件下进行固化干燥，得到木质素改性的电磁屏蔽材料。所述电磁屏蔽材料是具有宽频率吸收范围和高效率电磁屏蔽的材料，在微波暗室、微波通讯信息、电磁防护、便携式移动设备等方面有非常广泛的应用。

技术领域

本发明属于电磁屏蔽材料技术领域，具体涉及一种基于木质素、聚氨酯、石墨和金属屏蔽材料的柔性电磁屏蔽材料及其制备方法。

背景技术

随着现代科技水平的提高，大量电子产品相继进入日常生活当中，极大满足了人类的生活需求。然而研究发现，电子设备在使用过程中会产生不同频率的电磁波，这些电磁波在空间汇讯形成电磁辐射和电磁干扰，不仅影响了其它电子产品的正常运作，而且对人体具有潜在的危害。与此同时国际军事装备的竞争日趋激烈，随着新型雷达和探测器的问世，军事武器、装备以及突防能力等都面临着巨大的威胁。电磁屏蔽材料能够保护军事机密，改善武器装备的电磁兼容性能，并且能够改善电磁辐射、电磁泄露所造成的环境污染，在微波暗室，微波通讯信息，电磁防护等民用领域也得到广泛应用。

现有技术中，电磁屏蔽材料通常以刚性固体或橡胶为基体，以金属系、金属氧化物系、碳系为填料来制备电磁屏蔽材料，柔性电磁屏蔽材料较少。聚氨酯作为一种具有高强度、抗撕裂、耐磨、具有良好柔性等特性的高分子材料，在日常生活、工农业生产、医学等领域广泛应用，而聚氨酯用做电磁屏蔽材料大多数是聚氨酯发泡材料，不是聚氨酯柔性材料。石墨作为碳系的电磁屏蔽材料具有来源广，价格低廉，导电能力强而被广泛使用，而还原性铁粉是用氢气高温下还原三氧化二铁得到，还原性特别强，性质非常活泼，即常说的“打火石”，具有非常强的电磁损耗而被用与电磁屏蔽材料中。

不可再生能源日益枯竭，并带来的严峻的环境问题，因此发展低污染的可再生能源迫在眉睫。生物质能源作为可再生能源，能够平衡能源的需求而越来越受到人们的重视。其中木质素具有来源广泛、价格低廉而且环境友好，同时生物相容性好，可降解等优点，被称为最具应用潜力的生物质材料，然而现有技术中没有木质素用于电磁屏蔽材料的报道。

目前大部分电磁屏蔽材料是通过碳纳米管和石墨烯等碳材料与有机基体进行简单的共混或者改性之后共混得到，这几种方法制备的电磁屏蔽材料的屏蔽性能在特定的频率范围内很强，但是屏蔽频率宽度窄，而且这种方法成本高昂，实用性不强，如何解决电磁屏蔽频率窄，制作成本高昂，实用性不强是电磁屏蔽材料发展的关键问题。

发明内容

为了解决前述电磁屏蔽频率窄、电磁屏蔽效果有待提高、成本高昂的问题，本发明预料不到地发明了一种基于木质素、聚氨酯、石墨和金属屏蔽材料构成的电磁屏蔽材料。

本发明提供的木质素基的电磁屏蔽材料，其制备原料包括：木质素改性的聚氨酯、石墨、金属屏蔽材料。其中，所述木质素改性聚氨酯为异氰酸酯、多元醇和木质素在催化剂作用下原位聚合得到木质素改性聚氨酯低聚物。所述电磁屏蔽材料为前述木质素改性聚氨酯低聚物中加入改性铁粉和石墨得到。

优选地，以木质素改性的聚氨酯、石墨和金属屏蔽材料的总质量计，在低频范围9.4-10GHz，木质素质量含量为18-21％，此时，吸波效率达到99％；在高频范围22-26.5GHz，木质素质量含量3-6％，吸波效率达到99％，拉伸强度大于10MPa。优选的，石墨和金属屏蔽材料的用量范围分别为3-12％。