[发明专利]一种导电聚合物包覆镍铁氧体的电磁屏蔽材料及其制法

说明书

本发明涉及电磁屏蔽材料技术领域，且公开了一种导电聚合物包覆镍铁氧体的电磁屏蔽材料，包括以下配方原料及组分：氨基化镍铁氧体空心球、吡咯、苯胺、过硫酸胺。该一种导电聚合物包覆镍铁氧体的电磁屏蔽材料，氨基化聚苯乙烯中的氨基与Ni²⁺和Fe³⁺进行络合，钐掺杂镍铁氧体纳米空心微球，钐取代了部分铁的晶格，提高了磁导率和饱和磁化强度，氨基化镍铁氧体空心球与吡咯的亚氨基形成大量氢键网络，形成聚吡咯包覆钐掺杂镍铁氧体，聚苯胺与聚吡咯具有良好的相容性，作为二次包覆层与聚吡咯包覆镍铁氧体形成壳核结构，聚吡咯和聚苯胺的介电损耗性能和电阻损耗性能，与磁损耗性能优异的钐掺杂镍铁氧体形成良好的阻抗匹配性能。

技术领域

本发明涉及电磁屏蔽材料技术领域，具体为一种导电聚合物包覆镍铁氧体的电磁屏蔽材料及其制法。

背景技术

电磁波具有电磁辐射特性，电磁辐射由低频率到高频率分为无线电波、微波、红外线、可见光和紫外线，通常高于绝对零度的物质或粒子都有电磁辐射，温度越高辐射量越大，电磁辐射是传递能量的一种方式，辐射种类包括游离辐射、有热效应的非游离辐射、无热效应的非游离辐射和基地台电磁波绝非游离辐射波等，电磁辐射危害人体的机理主要是热效应、非热效应和积累效应，长期接触高能电磁波辐射，即使功率和频率很低，也会对人体的中枢神经系统、机体免疫功能、心血管系统和生殖系统造成严重的危害，引起人体免疫力下降、新陈代谢紊乱、记忆力减退等症状，同时电磁辐射还会对飞机导航系统、医疗设备、笔记本电脑等电子电器造成干扰，开发高效的吸波和电磁屏蔽材料是解决问题的关键所在。

目前的吸波和电磁屏蔽材料主要有石墨烯、碳纳米管和碳纤维等碳系电磁屏蔽材料；铁氧体、磁性纳米铁等铁系电磁屏蔽材料；聚苯胺、聚吡咯等导电聚合物电磁屏蔽材料，其中镍铁氧体磁导率较高，可以吸收电磁波，通过磁极化效应和谐振损耗等方式，将电磁波转化为热能进行耗散，但是镍铁氧体的阻抗匹配性能较差，不具有介电损耗与电阻损耗，仅仅靠镍铁氧体材料的磁损耗很难充分地吸收和消耗电磁波。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种导电聚合物包覆镍铁氧体的电磁屏蔽材料及其制法，解决了镍铁氧体电磁屏蔽材料不具有介电损耗与电阻损耗能力，阻抗匹配性能很差的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种导电聚合物包覆镍铁氧体的电磁屏蔽材料，包括以下按重量份数计的配方原料及组分：28-35份氨基化镍铁氧体空心球、12-18份吡咯、8-14份苯胺、33-52份过硫酸胺。

优选的，所述氨基化镍铁氧体空心球制备方法如下：

(1)向反应瓶中通入氮气排出空气，加入甲醇溶剂、聚乙烯吡咯烷酮和4-氨基苯乙烯，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至60-80℃，再加入引发剂过硫酸钾，匀速搅拌反应15-25h，将溶液冷却至室温，离心分离除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到氨基化聚苯乙烯微球。

(2)向反应瓶中加入蒸馏水、氨基化聚苯乙烯微球、Ni(NO₃)₂、Fe(NO₃)₃和Sm(NO₃)₃，将反应瓶置于恒温水浴锅中，在30-40℃下匀速搅拌反应40-60h，升温至70-90℃，加入氢氧化钠调节溶液pH至11-12，匀速搅拌反应4-8h，将溶液离心分离除去溶剂，使用蒸馏水洗涤固体产物并充分干燥，固体产物置于电阻炉中，升温速率为2-10℃/min，在480-540℃下保温煅烧2-4h，煅烧产物即为钐掺杂镍铁氧体。

(3)向反应瓶中加入乙二醇溶剂、钐掺杂镍铁氧体和己二胺，超声分散均匀后，将溶液转移进聚四氟乙烯水热反应釜中，并置于鼓风干燥机中加热至180-260℃，反应10-15h，将溶液真空干燥除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到己二胺修饰的氨基化镍铁氧体空心球。