專利名稱：一種具有吸波功能的聚苯胺和碳纖維氈復(fù)合屏蔽材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明ー種具有吸波功能的聚苯胺和碳纖維氈復(fù)合屏蔽材料及其制備方法屬于聚苯胺復(fù)合屏蔽材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
當(dāng)前所采用的電磁屏蔽材料主要是由金屬殼體組成。由于金屬殼體的全反射特性，導(dǎo)致車載、機(jī)載電磁屏蔽殼體內(nèi)部電磁環(huán)境惡化。反射回來的高能量電磁波會對屏蔽殼體內(nèi)部的電子、電氣設(shè)備本身造成一定的電磁干擾，對電子和電氣設(shè)備的正常操作造成種種不良后果。目前常用的方法是將吸波貼片粘貼在屏蔽殼體內(nèi)部或?qū)⑽ㄍ苛蠂娡吭谄帘螝んw內(nèi)壁，這種方法雖然能改善屏蔽殼體內(nèi)部的電磁環(huán)境，但是貼片、涂料與殼體的粘接強(qiáng)度不高，容易出現(xiàn)脫落現(xiàn)象，導(dǎo)致設(shè)備故障事件發(fā)生
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供ー種高屏蔽效能、吸收強(qiáng)、反射弱的聚苯胺和碳纖維氈復(fù)合屏蔽材料及其制備方法。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:ー種具有吸波功能的聚苯胺和碳纖維氈復(fù)合屏蔽材料所用原料按照以下重量份配比:
丙烯酸酯類環(huán)氧樹脂基光敏膠粘劑100份、聚苯胺20 80份、碳纖維氈20 80份、紫外光引發(fā)劑0.1 1.0份、熱固化劑0.1 3.0份。所述丙烯酸酯類環(huán)氧樹脂基光敏膠粘劑的制備方法是:
在裝有滴液漏斗、回流冷凝管、溫度計(jì)、攪拌器等的四ロ瓶中加入一定量的環(huán)氧樹脂E-51并且預(yù)熱至60°C，再加入丙烯酸酯単體(丙烯酸酯與環(huán)氧樹脂的比例為4 1:1)、催化劑N，N- ニ甲基芐胺(用量為環(huán)氧樹脂的2%)、阻聚劑對苯ニ酚(用量為環(huán)氧樹脂的0.3%)，緩慢升溫至115 120°C，繼續(xù)反應(yīng)Ih左右，當(dāng)酸值小于5mgK0H時(shí)終止反應(yīng)，自然降溫至70 0C并且趁熱倒出反應(yīng)液即可。所述聚苯胺的數(shù)均分子量為50000 200000 ;介電常數(shù)實(shí)部為5.0 20.0，介電常數(shù)虛部為10.0 40.0，介電損耗為2.0 5.0 ;磁導(dǎo)率實(shí)部為5.0 20.0，磁導(dǎo)率虛部為10.0 40.0，磁損耗為2.0 5.0。所述碳纖維氈為聚丙烯腈基碳?xì)?，単位面積重量為50g/m2 100g/m2，電阻率為0.4 10 Q cm。所述紫外光引發(fā)劑為2-羥基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羥基-環(huán)己基苯基酮、2-甲基-1-[4-甲硫基苯基]-2-嗎啉基-1-丙酮、2，4，6-三甲基苯甲?；?ニ苯基氧化磷、異丙基硫雜蒽酮、ニ苯甲酮或其中的兩種光引發(fā)劑形成的復(fù)配紫外光引發(fā)劑。所述熱固化劑為ニ氨基ニ苯甲烷或ニ氨基ニ苯砜。
所述的具有吸波功能的聚苯胺和碳纖維氈復(fù)合屏蔽材料的制備方法，按照以下步驟進(jìn)行:
將所述的紫外光引發(fā)劑、熱固化劑分散在所述的丙烯酸酯類環(huán)氧樹脂基光敏膠粘劑中，充分?jǐn)嚢璧玫侥z粘劑；
將所述聚苯胺加入所述的膠粘劑中攪拌得到復(fù)合物A ；
將所述復(fù)合物A均勻涂敷在所述碳纖維氈表面得到復(fù)合物B ；
將所述復(fù)合物B用手提式紫外光固化燈預(yù)固化Imin lOmin，手提式紫外光固化燈功率1000W，光譜主峰波長為365nm ；
重復(fù)以上步驟，直到達(dá)到需要的層數(shù)；
將多層復(fù)合物B疊加在一起熱壓成型，成型溫度為100°C 160°C，成型壓カ為IOMPa 20MPa，成型時(shí)間為5min lOmin，即得到成品復(fù)合屏蔽材料。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果為:本發(fā)明在制備碳纖維氈復(fù)合電磁屏蔽材料的基礎(chǔ)上，以丙烯酸酯類環(huán)氧樹脂基光敏膠粘劑為樹脂基體；以電磁雙損耗特性納米結(jié)構(gòu)聚苯胺為吸收劑；以碳纖維氈為電磁屏蔽功能填料；以自由基聚合引發(fā)劑或其復(fù)配引發(fā)劑為紫外光引發(fā)劑，以芳香胺類固化劑為熱固化劑，得到了ー種具有吸波功能的聚苯胺/碳纖維氈復(fù)合電磁屏蔽材料及其制備方法。本發(fā)明闡述的制備方法對環(huán)境無污染、エ藝簡單，易于エ業(yè)化生產(chǎn)，所得聚苯胺/碳纖維氈復(fù)合電磁屏蔽材料具有良好的電磁屏蔽性能和吸波性能。用本發(fā)明所制備的聚苯胺/碳纖維氈復(fù)合電磁屏蔽材料是將吸波材料引入到復(fù)合材料內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)了“結(jié)構(gòu)、屏蔽、吸波”的統(tǒng)一?？蓱?yīng)用于電磁屏蔽材料、吸波材料等領(lǐng)域。為克服傳統(tǒng)的電磁屏蔽材料反射強(qiáng)、吸收弱的缺陷，本發(fā)明以丙烯酸酯類環(huán)氧樹脂基光敏膠粘劑為樹脂基體；以電磁雙損耗特性納米結(jié)構(gòu)聚苯胺為吸收劑；以碳纖維氈為電磁屏蔽功能填料；以自由基聚合引發(fā)劑或其復(fù)配引發(fā)劑為紫外光引發(fā)劑，以芳香胺類固化劑為熱固化劑，通過UV固化+熱壓成型法來制備兼具屏蔽/吸波功能的聚苯胺/碳纖維氈復(fù)合電磁屏蔽材料。這樣既有利于利用電磁雙損耗特性納米結(jié)構(gòu)聚苯胺微觀形貌可調(diào)、電磁參數(shù)可控等特點(diǎn)調(diào)節(jié)聚苯胺/碳纖維氈復(fù)合電磁屏蔽材料的吸波功能，而且采用碳纖維租為電磁屏蔽功能填料，賦予聚苯胺/碳纖維租復(fù)合電磁屏蔽材料良好的電磁屏蔽性能，另外采用UV固化エ藝分層預(yù)固化，避免了由于膠粘劑的流動導(dǎo)致電磁雙損耗特性納米結(jié)構(gòu)聚苯胺分布不可控而影響吸波性能現(xiàn)象的發(fā)生，為制備具有吸波功能的復(fù)合電磁屏蔽材料提供了新的研究思路，具有較大的實(shí)用價(jià)值。按本發(fā)明提供的以丙烯酸酯類環(huán)氧樹脂基光敏膠粘劑為樹脂基體；以電磁雙損耗特性納米結(jié)構(gòu)聚苯胺為吸收劑；以碳纖維氈為電磁屏蔽功能填料；以自由基聚合引發(fā)劑或其復(fù)配引發(fā)劑為紫外光引發(fā)劑，以芳香胺類固化劑為熱固化劑，通過UV固化+熱壓成型法來制備具有吸波功能的聚苯胺/碳纖維氈復(fù)合電磁屏蔽材料。其屏蔽效能、吸波功能可以通過改變電磁雙損耗特性納米結(jié)構(gòu)的微觀形貌、電磁參數(shù)、碳纖維氈的用量、UV預(yù)固化エ藝及熱固化エ藝參數(shù)等エ藝參數(shù)來控制。本發(fā)明研制的具有吸波功能的聚苯胺/碳纖維氈復(fù)合電磁屏蔽材料及其制備方法的特點(diǎn)在于:(1)本發(fā)明采用電磁雙損耗特性納米結(jié)構(gòu)聚苯胺為吸波劑。以電磁雙損耗特性納米結(jié)構(gòu)聚苯胺為吸波劑有利于調(diào)節(jié)聚苯胺/碳纖維氈復(fù)合電磁屏蔽材料的吸波功能；(2)以碳纖維租為電磁屏蔽功能填料,賦予了聚苯胺/碳纖維租復(fù)合電磁屏蔽材料良好的電磁屏蔽性能，(3)采用UV固化エ藝分層預(yù)固化，避免了由于膠粘劑的流動導(dǎo)致電磁雙損耗特性納米結(jié)構(gòu)聚苯胺分布不可控而影響吸波性能現(xiàn)象的發(fā)生，為制備具有吸波功能的聚苯胺/碳纖維氈復(fù)合電磁屏蔽材料提供了新的エ藝方法，具有較大的實(shí)用價(jià)值。本發(fā)明聚苯胺/碳纖維氈復(fù)合電磁屏蔽材料，對頻率范圍為150KHZ 18GHz的電磁波，其電磁屏蔽效能> 40dB的頻帶寬度為17.55GHz ;對頻率范圍為2 18GHz的電磁波，其反射率≤-5dB的頻帶寬度為6.4GHz。聚苯胺/碳纖維氈復(fù)合電磁屏蔽材料在部分頻點(diǎn)的電磁屏蔽效能如表I所示；反射率如

圖1所示。
權(quán)利要求
1.ー種具有吸波功能的聚苯胺和碳纖維氈復(fù)合屏蔽材料，其特征在于所用原料按照以下重量份配比: 丙烯酸酯類環(huán)氧樹脂基光敏膠粘劑100份、聚苯胺20 80份、碳纖維氈20 80份、紫外光引發(fā)劑0.1 1.0份、熱固化劑0.1 3.0份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種具有吸波功能的聚苯胺和碳纖維氈復(fù)合屏蔽材料，其特征在于所述丙烯酸酯類環(huán)氧樹脂基光敏膠粘劑由以下原料按照重量份配比:環(huán)氧樹脂E-51:丙烯酸酯單體:N，N-ニ甲基芐胺:對苯ニ酚為1:4 1:0.02:0.003。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種具有吸波功能的聚苯胺和碳纖維氈復(fù)合屏蔽材料，其特征在于所述丙烯酸酯類環(huán)氧樹脂基光敏膠粘劑的制備方法是: 將環(huán)氧樹脂E-51預(yù)熱至60°C，加入丙烯酸酯単體、催化劑N，N-ニ甲基芐胺和阻聚劑對苯ニ酚后混勻，所述環(huán)氧樹脂E-51與所述丙烯酸酯單體、催化劑N，N-ニ甲基芐胺和阻聚劑對苯ニ酚的重量份比為1:4 1:0.02:0.003，緩慢升溫至115-120°C，反應(yīng)50_70min，當(dāng)酸值小于5mgKOH/g時(shí)終止反應(yīng)，自然降溫至70°C趁熱倒出即得到所述丙烯酸酯類環(huán)氧樹脂基光敏膠粘劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種具有吸波功能的聚苯胺和碳纖維氈復(fù)合屏蔽材料，其特征在于所述聚苯胺的數(shù)均分子量為50000 200000 ;介電常數(shù)實(shí)部為5.0 20.0，介電常數(shù)虛部為10.0 40.0，介電損耗為2.0 5.0 ;磁導(dǎo)率實(shí)部為5.0 20.0，磁導(dǎo)率虛部為10.0 40.0，磁損耗為2.0 5.0。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種具有吸波功能的聚苯胺和碳纖維氈復(fù)合屏蔽材料，其特征在于所述碳纖維氈為聚丙烯腈基碳?xì)?，単位面積重量為50g/m2 100g/m2，電阻率為0.4 10 Q cm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述 的ー種具有吸波功能的聚苯胺和碳纖維氈復(fù)合屏蔽材料，其特征在于所述紫外光引發(fā)劑為2-羥基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羥基-環(huán)己基苯基酮、2-甲基-1-[4-甲硫基苯基]-2-嗎啉基-1-丙酮、2，4，6-三甲基苯甲酰基-ニ苯基氧化磷、異丙基硫雜蒽酮、ニ苯甲酮或其中的兩種光引發(fā)劑形成的復(fù)配紫外光引發(fā)劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種具有吸波功能的聚苯胺和碳纖維氈復(fù)合屏蔽材料，其特征在于所述熱固化劑為ニ氨基ニ苯甲烷或ニ氨基ニ苯砜。
8.—種權(quán)利要求1所述的具有吸波功能的聚苯胺和碳纖維氈復(fù)合屏蔽材料的制備方法，其特征在于按照以下步驟進(jìn)行: 將所述的紫外光引發(fā)劑、熱固化劑分散在所述的丙烯酸酯類環(huán)氧樹脂基光敏膠粘劑中，充分?jǐn)嚢璧玫侥z粘劑； 將所述聚苯胺加入所述的膠粘劑中攪拌得到復(fù)合物A ； 將所述復(fù)合物A均勻涂敷在所述碳纖維氈表面得到復(fù)合物B ； 將所述復(fù)合物B用手提式紫外光固化燈預(yù)固化Imin lOmin，手提式紫外光固化燈功率1000W，光譜主峰波長為365nm ； 重復(fù)以上步驟，直到達(dá)到需要的層數(shù)； 將多層復(fù)合物B疊加在一起熱壓成型，成型溫度為:100°C 160°C，成型壓カ為IOMPa 20MPa，成型時(shí)間為5min lOmin，即得到成品復(fù)合屏蔽材料。
全文摘要
本發(fā)明屬于聚苯胺復(fù)合屏蔽材料技術(shù)領(lǐng)域，所要解決的技術(shù)問題是提供一種高屏蔽效能、吸收強(qiáng)、反射弱的聚苯胺和碳纖維氈復(fù)合屏蔽材料及其制備方法；采用的技術(shù)方案為一種具有吸波功能的聚苯胺和碳纖維氈復(fù)合屏蔽材料，原料包括丙烯酸酯類環(huán)氧樹脂基光敏膠粘劑、聚苯胺、碳纖維氈、紫外光引發(fā)劑、熱固化劑；制備步驟將紫外光引發(fā)劑、熱固化劑分散在丙烯酸酯類環(huán)氧樹脂基光敏膠粘劑中，充分?jǐn)嚢韬蠹尤刖郾桨窋嚢璧玫綇?fù)合物A，將復(fù)合物A均勻涂敷在碳纖維氈表面得到復(fù)合物B，將復(fù)合物B用紫外光固化燈預(yù)固化，重復(fù)以上步驟，將所得多層復(fù)合物B疊加在一起熱壓成型，即得到成品復(fù)合屏蔽材料；本發(fā)明可應(yīng)用于電磁屏蔽材料、吸波材料等領(lǐng)域。
文檔編號D06M15/61GK103112222SQ20131003141
公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月28日
發(fā)明者王東紅, 王富強(qiáng), 喬妙杰, 張旭東, 閆麗麗 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第三十三研究所