[发明专利]一种轻质电磁屏蔽密封材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种轻质电磁屏蔽密封材料，它是由下述原料制备而成的：聚合物膨胀微球、碳材料；其中，聚合物膨胀微球与碳材料的质量比为(64～2)：1。进一步地，所述原料还包括偶联剂，偶联剂的质量为聚合物膨胀微球与碳材料总质量的1％～2％，优选为2％。本发明的轻质电磁屏蔽密封材料，具有密度小、导电和电磁屏蔽性能优良等多种优点，非常适合作为导电材料及电磁屏蔽材料。而且，本发明的轻质电磁屏蔽密封材料的制备方法简便，能耗低，生产效率高，具有十分良好的产业化前景。

技术领域

本发明属于高分子电磁屏蔽材料领域，具体涉及一种轻质电磁屏蔽密封材料及其制备方法和应用。

背景技术

电磁波的出现极大的促进了社会的进步，现代电子信息技术的发展与电磁波已密不可分。然而，电子设备的广泛使用，也造成了大量的电磁泄露和污染，不仅干扰电子元器件的正常运行，诱发设备故障，而且会环境污染，危害人们身体健康，更为严重的是还会导致信息泄露。

导致电子设备产生电磁泄露的原因在于，构成设备的各元件接缝、外壳上开关间隙等处未得到良好的屏蔽密封。因而，需要探索和开发具有一定形式的屏蔽材料来满足不同情况下的密封需求。

作为能满足屏蔽密封的材料，应该具有可压缩性、导电或导磁性、电磁屏蔽或吸收等特性。含有导电或磁性填料的橡胶复合材料常被用于各种密封领域，这种复合材料常选用聚氨酯、天然橡胶、丁基橡胶、三元乙丙橡胶等弹性材料为基体，再加入碳纳米管、石墨烯、碳纤维、镀金属纤维等填料，通过特定的加工方法制得的。为了获得所需的电磁屏蔽性能，这类电磁密封材料中的填料的含量较高，因而制备成本也较高。为了在降低成本情况下获得优异的电磁屏蔽效果，有研究尝试在制备电磁屏蔽橡胶复合材料后，再进行发泡操作(ACS Applied MaterialsInterfaces，2011，3：918-924；Nano letters，2005，11：2131-2134)，来进一步提高导电电磁屏蔽性能，但是提升效果并不是太理想。也有研究尝试在软质开孔泡沫的骨架上镀一层金属纳米薄膜(中国发明专利ZL201410414514.1，US6309742B1)，这样既可在较低的金属含量下获得极佳的屏蔽效果，还具有可压缩性。但是此法用到的化学镀或电镀技术，制备过程会产生大量的重金属污染，而且泡沫骨架上的金属还存在不耐腐蚀等缺点。研究发现，在复合材料内部形成连续的导电网络有助于提高材料的电磁屏蔽性能。研究人员开发了隔离结构复合材料，即在复合材料内部形成连续的填料富集相和树脂基体相。例如，DX Yan等人(Advanced Functional Materials，2015，25：559-566)将石墨烯负载在聚苯乙烯树脂微球表面，然后施以高压，在较低的石墨烯用量下制备出了具有隔离结构的电磁屏蔽复合材料。但是此法需要极高的压力，才能使树脂粘合在一起，而且获得的材料的力学强度较低，不适合工业化生产应用。

发明内容

为了获得一种简单的方法制备电磁性能极佳的密封材料，本申请的发明人通过大量的研究实践，意外的得到了一种轻质电磁屏蔽密封材料，取得了本领域技术人员预料不到的技术效果。

本发明的目的在于提供一种轻质电磁屏蔽密封材料，其特征在于：它是由下述原料制备而成的：

聚合物膨胀微球、碳材料；

其中，聚合物膨胀微球与碳材料的质量比为(64～2)：1。

进一步地，所述原料还包括偶联剂，偶联剂的质量为聚合物膨胀微球与碳材料总质量的1％～2％，优选为2％。

进一步地，所述聚合物膨胀微球与碳材料的质量比为(16～2)：1，优选为2：1。

进一步地，所述聚合物膨胀微球是一种以热塑性聚合物为壳，挥发性有机物为核的中空球体；