一种碳纤维电磁屏蔽材料及其制备方法与流程

1.本发明涉及复合材料技术领域，具体为一种碳纤维电磁屏蔽材料及其制备方法。


背景技术：

2.随着科技的进步，电子、电器和通讯设备在人们生活中越来越重要，由这些设备向外发射的电磁波也越来越密集。电磁波传播方向垂直于电场和磁场构成的平面，有效地传递能量和动量。
3.电磁波向空中发射或泄露的这种现象称为电磁辐射，它已经成为除水、空气、噪声之外的第四大环境污染。电磁辐射产生的辐射源，除了自然界中的太阳、雷电等天然辐射源之外，人类所制造的电子、电器和通讯设备同样也会产生电磁辐射，因此，电磁屏蔽材料的研究与开发逐渐成为人们日益关注的问题。
4.碳纤维是由碳元素组成的一种特种纤维，具有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性，外形呈纤维状、柔软、可加工成各种织物。碳纤维具有电磁屏蔽能力的主要原因是它具有较好的导电性能。碳纤维在经过高温石墨化处理之后，可以成为电磁波的优良反射材料。目前国内在碳纤维方面的研究还是主要集中在其复合材料的力学性能上，在电磁屏蔽领域的研究相对不多。


技术实现要素：

5.针对上述情况，为弥补上述现有缺陷，本发明提供了一种电磁屏蔽性能高的碳纤维电磁屏蔽材料及其制备方法。
6.本发明提供如下的技术方案：本发明一种碳纤维电磁屏蔽材料，包括碳纤维本体，所述碳纤维本体外表面由内至外依次涂覆设有电磁屏蔽增强层和导电金属涂层；所述电磁屏蔽增强层包括下列重量份数的组分：10
‑
30份金属粉末导电填料、10
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30份导电炭黑、10
‑
20份石墨、5
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10份金刚石、5
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10份阻燃剂、1
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5份阻燃交联剂、1
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3份抗菌防霉剂、0.5
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1.1份次亚磷酸钠、0.5
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1.1份柠檬酸钠和0.5
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2份分散剂。
7.作为优选地，所述电磁屏蔽增强层包括下列重量份数的组分：15
‑
25份金属粉末导电填料、 15
‑
25份导电炭黑、12
‑
18份石墨、7
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8份金刚石、7
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8份阻燃剂、2
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4份阻燃交联剂、1.5
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2.5 份抗菌防霉剂、0.7
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0.9份次亚磷酸钠、0.7
‑
0.9份柠檬酸钠和1
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1.5份分散剂。
8.作为优选地，所述电磁屏蔽增强层包括下列重量份数的组分：20份金属粉末导电填料、20份导电炭黑、15份石墨、7.5份金刚石、7.5份阻燃剂、3份阻燃交联剂、2份抗菌防霉剂、 0.8份次亚磷酸钠、0.8份柠檬酸钠和1.25份分散剂。
9.进一步地，所述金属粉末导电填料为铝、银、金、铜中的一种或几种。
10.进一步地，所述导电金属涂层为银铜镍混合金属涂层，所述银铜镍的重量份数比为1：5： 10。
11.一种碳纤维电磁屏蔽材料及其制备方法，具体包括下列步骤：
12.1)称取对应重量份数的金属粉末导电填料、导电炭黑、石墨、金刚石、阻燃剂、阻燃
交联剂、抗菌防霉剂、次亚磷酸钠、柠檬酸钠和分散剂，加入去离子水，在搅拌容器中，搅拌 1
‑
2小时，得到电磁屏蔽增强层浆料；
13.2)去除碳纤维织物表面的油剂和杂质；
14.3)将电磁屏蔽增强层浆料通过喷涂或者涂层工艺涂覆于碳纤维本体外表面形成电磁屏蔽增强层，涂层厚度20
‑
25μm；
15.4)然后在电磁屏蔽增强层外涂覆导电金属涂层，即可得到碳纤维电磁屏蔽材料。
16.采用上述结构本发明取得的有益效果如下：本发明一种碳纤维电磁屏蔽材料通过电磁屏蔽增强层和导电金属涂层的设置，辅助增强了碳纤维的电磁屏蔽效果，并通过次亚磷酸钠和柠檬酸钠进一步保证电磁屏蔽的效果，同时，公开了碳纤维电磁屏蔽材料的其制备方法，整体制备过程简单，适宜于大批量生产。
具体实施方式
17.下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.实施例1
19.一种碳纤维电磁屏蔽材料，包括碳纤维本体，所述碳纤维本体外表面由内至外依次涂覆设有电磁屏蔽增强层和导电金属涂层；所述电磁屏蔽增强层包括下列重量份数的组分：20份金属粉末导电填料、20份导电炭黑、15份石墨、7.5份金刚石、7.5份阻燃剂、3份阻燃交联剂、2份抗菌防霉剂、0.8份次亚磷酸钠、0.8份柠檬酸钠和1.25份分散剂；其中，所述金属粉末导电填料为铝、银、金、铜中的混合物，所述导电金属涂层为银铜镍混合金属涂层，所述银铜镍的重量份数比为1：5：10。
20.一种碳纤维电磁屏蔽材料及其制备方法，具体包括下列步骤：
21.1)称取对应重量份数的金属粉末导电填料、导电炭黑、石墨、金刚石、阻燃剂、阻燃交联剂、抗菌防霉剂、次亚磷酸钠、柠檬酸钠和分散剂，加入去离子水，在搅拌容器中，搅拌 1
‑
2小时，得到电磁屏蔽增强层浆料；
22.2)去除碳纤维织物表面的油剂和杂质；
23.3)将电磁屏蔽增强层浆料通过喷涂或者涂层工艺涂覆于碳纤维本体外表面形成电磁屏蔽增强层，涂层厚度20
‑
25μm；
24.4)然后在电磁屏蔽增强层外涂覆导电金属涂层，即可得到碳纤维电磁屏蔽材料。
25.实施例2
26.一种碳纤维电磁屏蔽材料，包括碳纤维本体，所述碳纤维本体外表面由内至外依次涂覆设有电磁屏蔽增强层和导电金属涂层；所述电磁屏蔽增强层包括下列重量份数的组分：10份金属粉末导电填料、10份导电炭黑、10份石墨、5份金刚石、5份阻燃剂、1份阻燃交联剂、 1份抗菌防霉剂、0.5份次亚磷酸钠、0.5份柠檬酸钠和0.5份分散剂；其中，所述金属粉末导电填料为铝、银、金、铜的混合物，所述导电金属涂层为银铜镍混合金属涂层，所述银铜镍的重量份数比为1：5：10。
27.一种碳纤维电磁屏蔽材料及其制备方法，具体包括下列步骤：
28.1)称取对应重量份数的金属粉末导电填料、导电炭黑、石墨、金刚石、阻燃剂、阻燃交联剂、抗菌防霉剂、次亚磷酸钠、柠檬酸钠和分散剂，加入去离子水，在搅拌容器中，搅拌 1
‑
2小时，得到电磁屏蔽增强层浆料；
29.2)去除碳纤维织物表面的油剂和杂质；
30.3)将电磁屏蔽增强层浆料通过喷涂或者涂层工艺涂覆于碳纤维本体外表面形成电磁屏蔽增强层，涂层厚度20
‑
25μm；
31.4)然后在电磁屏蔽增强层外涂覆导电金属涂层，即可得到碳纤维电磁屏蔽材料。
32.实施例3
33.一种碳纤维电磁屏蔽材料，包括碳纤维本体，所述碳纤维本体外表面由内至外依次涂覆设有电磁屏蔽增强层和导电金属涂层；所述电磁屏蔽增强层包括下列重量份数的组分：30份金属粉末导电填料、30份导电炭黑、20份石墨、10份金刚石、10份阻燃剂、5份阻燃交联剂、3份抗菌防霉剂、1.1份次亚磷酸钠、1.1份柠檬酸钠和2份分散剂。其中，所述金属粉末导电填料为铝、银、金、铜中的混合物。所述导电金属涂层为银铜镍混合金属涂层，所述银铜镍的重量份数比为1：5：10。
34.一种碳纤维电磁屏蔽材料及其制备方法，具体包括下列步骤：
35.1)称取对应重量份数的金属粉末导电填料、导电炭黑、石墨、金刚石、阻燃剂、阻燃交联剂、抗菌防霉剂、次亚磷酸钠、柠檬酸钠和分散剂，加入去离子水，在搅拌容器中，搅拌1
‑
2小时，得到电磁屏蔽增强层浆料；
36.2)去除碳纤维织物表面的油剂和杂质；
37.3)将电磁屏蔽增强层浆料通过喷涂或者涂层工艺涂覆于碳纤维本体外表面形成电磁屏蔽增强层，涂层厚度20
‑
25μm；
38.4)然后在电磁屏蔽增强层外涂覆导电金属涂层，即可得到碳纤维电磁屏蔽材料。
39.要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物料或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物料或者设备所固有的要素。
40.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。