[发明专利]一种新型泡沫炭电磁屏蔽复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种新型泡沫炭电磁屏蔽复合材料的制备方法，包括三聚氰胺泡沫的预处理、三聚氰胺泡沫进行炭化，制得泡沫炭、配置Fe₃O₄纳米颗粒的反应溶液、制备Fe₃O₄纳米颗粒/泡沫炭反应混合液、干燥后获得制备好的Fe₃O₄纳米颗粒/泡沫炭复合材料。本发明一种新型泡沫炭电磁屏蔽复合材料的制备方法，将Fe₃O₄纳米颗粒与柔泡沫炭进行复合，获得电磁屏蔽性能优良的柔性轻质电磁屏蔽复合材料，能够使得Fe₃O₄纳米颗粒分散均匀。

技术领域

本发明属于泡沫炭电磁屏蔽复合材料制备方法，涉及一种新型泡沫炭电磁屏蔽复合材料的制备方法。

背景技术

电子技术的进步和信息工业的迅速发展不可避免的带来了电磁波辐射问题。由电磁波辐射引起的电磁干扰和射频干扰不仅会引起电子设备失灵、通讯中断和电磁信息泄密等问题，而且严重危害着人类生存的生活环境和健康。因此，发展新型高效的电磁屏蔽材料逐渐引起了人们的广泛关注。目前，占据市场主要份额的电磁屏蔽材料以金属及其合金为主，这些材料具有优良的电磁屏蔽性能，但是，它们在使用过程中仍受到许多缺陷的限制，比如密度大、耐腐蚀性差和成本高等。因此，开发轻质高效、柔性、耐腐蚀和低成本的新型电磁屏蔽材料已成为电磁屏蔽材料领域的重要发展方向，具有十分重要的实际意义和应用价值。

作为具有一种三维孔状结构的新型炭材料，泡沫炭具有低密度、强度高、导电性好、耐腐蚀、易加工成型等优点，被认为是下一代电磁屏蔽材料的理想候选材料之一。而泡沫炭本身的电磁屏蔽性能一般，距电磁屏蔽材料的性能要求尚有一定差距。选择合适的第二相材料与泡沫炭进行复合制备泡沫炭复合材料，是提高泡沫炭电磁屏蔽性能的主要手段，也是推动其实际应用最有效的方法之一。过渡金属氧化物因其高磁导率、低成本、良好的生物兼容性和高饱和磁化度等特性在电磁屏蔽领域有着广阔的应用前景，是制备电磁屏蔽复合材料常用的材料之一。

然而过渡金属氧化物纳米颗粒作为填充材料制备复合材料时，极易在基体(尤其是聚合物)中团聚，这主要是因为纳米颗粒比表面积大，表面能大，处于热力学不稳定态，在范德华力等分子间作用力的作用下会聚集到一起，产生团聚。团聚现象会降低纳米颗粒与基体材料之间的界面结合，大幅削弱纳米颗粒对基体的增强效果。目前，解决纳米颗粒或是炭纳米管在泡沫炭基体中的团聚问题常用的方法主要包括超声分散法、球磨法、压延法、搅拌挤压法以及添加表面活性剂等，但是这些方法的分散效果一般，并不能保证纳米颗粒均匀分散。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型泡沫炭电磁屏蔽复合材料的制备方法，将Fe₃O₄纳米颗粒与柔泡沫炭进行复合，获得电磁屏蔽性能优良的柔性轻质电磁屏蔽复合材料且能够使得Fe₃O₄纳米颗粒分散均匀。

本发明所采用的技术方案是，一种新型泡沫炭电磁屏蔽复合材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，三聚氰胺泡沫的预处理；

步骤2，将步骤1经过预处理的三聚氰胺泡沫进行炭化，然后冷却至室温，制得泡沫炭；

步骤3，配置Fe₃O₄纳米颗粒的反应溶液；

步骤4，量取一定量步骤3配置Fe₃O₄纳米颗粒的反应溶液以及量取一定量步骤2制备的泡沫炭，将量取的泡沫炭置于Fe₃O₄纳米颗粒的反应溶液中，对溶液进行超声处理1～2h，在超声过程中用浓氨水调节溶液PH值至9.5～10.5，得到反应混合液；