[发明专利]一种具有电磁屏蔽功能的复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有电磁屏蔽功能的复合材料及其制备方法，属于复合材料制备技术领域。本发明以机械浆纤维为主原料、碳纳米管为导电填料、纳米纤维素为导电填料分散剂，辅以其他填料及助剂，设计制备了具有电磁屏蔽功能的复合材料。本发明方法制备工艺简单、过程环保，碳纳米管在机械浆纤维中分散良好，所制备的电磁屏蔽复合材料具有良好的导电性、优异的电磁屏蔽性能。

技术领域

本发明属于复合材料制备技术领域，涉及一种具有电磁屏蔽功能的复合材料及其制备方法。

背景技术

随着信息技术的发展，电磁波逐渐成为人们传递信息和能量的一种主要方式，但电磁波带来利益的同时也产生了诸多弊端，如电磁波干扰、电磁波辐射与电磁波信息泄露等，对金属产品以及电子信息的运输带来极大影响。因此，有效防护电磁波污染，提升电子产品质量，成为当前研究热点；其中，防护电磁波污染的主要办法是利用电磁屏蔽技术。

电磁屏蔽技术是利用导电或导磁材料将电磁干扰源限制在一定范围内，可有效抑制或衰减电磁干扰，故具有屏蔽性能的新型材料的开发是研究的重中之重。传统的电磁屏蔽材料，如金属材料等，具有易腐蚀、密度大、价格较高等不足，限制其在一些场合的应用。因此研制高效、质轻、价廉的电磁屏蔽材料具有重要的意义。近年来，电磁屏蔽复合材料的研究已成为研究热点，特别以碳纤维为填料制备的导电屏蔽材料。

然而，不同配方的材料化学组分相差较大，所制备的电磁屏蔽复合材料性能迥异，在电磁屏蔽材料领域应用中，为了满足人们对不同电磁屏蔽效果的需求，对电磁屏蔽复合材料制备工艺的优化开展进一步研究意义重大。

发明内容

针对传统的电磁屏蔽复合材料电磁屏蔽性能无法进一步提升的问题，本发明提出一种高效制备兼具柔性、导电性的电磁屏蔽复合材料的方法，无需特殊设备，生产成本得到控制，制备的复合材料兼具柔性、导电性能好，并且形状、电阻可控，具有良好的电磁屏蔽效能。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

一种电磁屏蔽复合材料由如下原料按重量百分数构成：机械浆纤维：74～89％、碳酸钙：10％、碳纳米管：1～5％、纳米纤维素：1～5％、十二烷基苯磺酸钠：1～5％、消泡剂：0.5％、助留剂：0.5％。

其中，所述碳纳米管为单壁碳纳米管、多壁碳纳米管中的一种或两种的混合。单壁碳纳米管仅由一层石墨片卷曲层，直径在0.8～2nm之间；多壁碳纳米管则由两层以上的石墨片卷曲层，直径在5～20nm之间，管壁间距为0.34～0.4nm，二者长度均在30nm～几厘米之间。所述的纳米纤维素为纳米微纤丝、纳米微晶纤维素中的一种或两种的混合，所述纳米微纤丝的粒径小于100nm，长度在500nm～几微米之间，所述纳米微晶纤维素的粒径为5～40nm，长度在80～500nm之间。

上述电磁屏蔽复合材料的制备方法，具体步骤如下：

步骤(1)：按重量份计数：将1～5份表面活性剂，80份水，1～5份碳纳米管，1～5份纳米纤维素，0.5份消泡剂，通过高速剪切混合，得到混合分散液A。

步骤(2)：取经过预处理后的机械浆纤维与不同组分的分散液A相混合，加入10份碳酸钙、0.5份助留剂、300份水及一滴乳化剂剪切分散，得到混合浆料B。

步骤(3)：将混合浆料B倒入抄片机中，注入8倍于浆料B的水搅拌均匀后在抄片机的网案上抄取湿纸幅，将网案上揭下来的湿纸幅在5Bar压力下压榨10min后，置于60℃快速烘干机干燥，即得到电磁屏蔽复合材料。

进一步说，步骤(2)所述的碳酸钙作为填料，其为重质碳酸钙。

进一步说，步骤(2)所述的助留剂为阳离子聚丙烯酰胺或聚氧化乙烯中的一种。

进一步说，步骤(2)所述的乳化剂为吐温-80。

进一步说，步骤(3)所述的电磁屏蔽复合材料，平均厚度为0.30±0.02mm。