一種輕質(zhì)高導(dǎo)電高電磁屏蔽的復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種輕質(zhì)高導(dǎo)電高電磁屏蔽的復(fù)合材料及其制備方法。其特點(diǎn)是將開孔泡沫置于溫度25～70℃、濃度0.0002～17.7g/L的活化溶液中進(jìn)行表面活化0.5min～12h。再將活化后的泡沫放入濃度2～30g/L金屬鍍層化合物溶液中浸泡3～30min，通過(guò)化學(xué)還原沉積，讓骨架表面吸附一層金屬微粒，使泡沫具有導(dǎo)電性，然后將上述泡沫放入濃度3～60g/L的金屬離子化合物溶液中，經(jīng)0.5～12h電化學(xué)沉積，使金屬微粒包覆在泡沫骨架上，形成連續(xù)的金屬層，取出干燥，獲得輕質(zhì)高導(dǎo)電高電磁屏蔽的復(fù)合材料。其骨架與金屬層的粘接性好，密度不超過(guò)0.2g/cm3，表面電阻率最低為0.01Ω·cm，在0.05～18GHz頻率范圍內(nèi)最高電磁屏蔽效能達(dá)98dB，平均超過(guò)80dB。
【專利說(shuō)明】一種輕質(zhì)高導(dǎo)電高電磁屏蔽的復(fù)合材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種輕質(zhì)高導(dǎo)電高電磁屏蔽的復(fù)合材料及其制備方法，屬于電磁屏蔽高分子材料領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]電子設(shè)備的普及給人們生活創(chuàng)造了便利，同時(shí)也帶來(lái)了不容忽視的負(fù)面影響。研究表明，高電磁輻射不僅會(huì)干擾附近其它電子系統(tǒng)正常工作，還會(huì)引起信息傳播的泄露。因此，開發(fā)高電磁屏蔽性能材料非常必要。
[0003]許多特殊行業(yè)的快速發(fā)展，如航空航天，對(duì)電磁屏蔽材料提出了苛刻的要求。除強(qiáng)調(diào)屏蔽性能優(yōu)異外，還需降低材料的密度以減輕自重，提高有效載荷。目前，用于導(dǎo)電、電磁屏蔽的輕質(zhì)材料主要包括泡沫金屬、高分子導(dǎo)電復(fù)合泡沫兩種。
[0004]導(dǎo)電泡沫金屬是指以金屬基體經(jīng)過(guò)發(fā)泡而形成的內(nèi)部含大量孔洞的金屬材料。泡沫金屬的研究較多。張靈振等人(硅酸鹽通報(bào)(增刊)，2009，28:157-159)以電沉積法制備了泡沫鎳后，并在其空隙內(nèi)生長(zhǎng)納米棒狀氧化鐵，制備出氧化鐵泡沫鎳復(fù)合材料，測(cè)試表明該復(fù)合材料在12.4?18GHz范圍內(nèi)的電磁屏蔽效能達(dá)33dB。項(xiàng)蘋等人(金屬功能材料，2008,15:12-18)采用加壓滲流法制備了一系列不同孔徑、不同厚度的開孔泡沫鋁，發(fā)現(xiàn)在50?1050MHz頻率范圍內(nèi)電磁屏蔽效達(dá)75dB。泡沫金屬雖然具有多孔性且孔隙率較高、質(zhì)輕、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、電磁屏蔽的特性，但其質(zhì)脆，制備工藝復(fù)雜，在使用過(guò)程中必須與其他材料復(fù)合，否則會(huì)出現(xiàn)泡沫骨架坍塌的現(xiàn)象，從而影響其導(dǎo)電和電磁屏蔽性能。
[0005]高分子導(dǎo)電復(fù)合泡沫一般采用原位復(fù)合方法，將導(dǎo)電填料摻入樹脂基體中然后再發(fā)泡制得。作為導(dǎo)電填料的材料有碳系填料，如碳納米管、導(dǎo)電炭黑、石墨、石墨烯、碳纖維；金屬系填料，如金屬納米線、金屬納米微粒；導(dǎo)電聚合物，如聚乙炔、聚噻吩、聚苯胺。中國(guó)專利200610021286.7將納米碳管分散到多元醇中，然后原位聚合生成聚氨酯，并發(fā)泡成型。該方法制備的導(dǎo)電泡沫密度為0.03?0.3g/cm3,電阻率最低為10 Ω.cm,未研究其電磁屏蔽性能。Marcelo Antunes等(Carbon, 2011,49:708-717)利用化學(xué)發(fā)泡法制備了碳納米纖維填充聚丙烯復(fù)合泡沫的導(dǎo)電性能。H.B.Zhang等(ACS Appl.Mater.1nterfaces, 2011,3:918-924)利用超臨界二氧化碳發(fā)泡法制備了石墨烯填充聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)復(fù)合泡沫，并研究了其電磁屏蔽性能。石墨烯含量為1.8wt%時(shí)的PMMA復(fù)合泡沫在8?12GHz頻率范圍內(nèi)為 13 ?19dB。Y.L.Yong 等(Nano letters, 2005,11:2131-2134)制備碳納米管填充聚苯乙烯(PS)復(fù)合泡沫。研究發(fā)現(xiàn)，在8.2?12.4GHz頻率范圍內(nèi)，7被％碳納米管填充PS復(fù)合泡沫的電磁屏蔽效能平均為20dB。以上這些研究結(jié)果突出表明，采用添加導(dǎo)電填料的原位發(fā)泡法制備的導(dǎo)電、電磁屏蔽泡沫，性能都很不理想。導(dǎo)電填料添加量大，顯著增加泡沫密度，同時(shí)達(dá)到的導(dǎo)電、電磁屏蔽性能都不夠高，很難滿足對(duì)高導(dǎo)電、高電磁屏蔽材料的需求。
[0006]根據(jù)Schelkunoff電磁屏蔽理論,材料的電磁屏蔽效能由電磁波反射損耗(dB)、吸收損耗(dB)、多次反射損耗(dB)三部分的綜合。一般來(lái)說(shuō)材料的導(dǎo)電性越好，反射損耗就越大；導(dǎo)磁性越好，則吸收損耗就越大。若想大幅度提高材料的電磁屏蔽性能，應(yīng)盡可能提高材料的導(dǎo)電性。如果仍然沿用添加導(dǎo)電填料的思路，勢(shì)必要增加導(dǎo)電填料的含量以獲得足夠完善的導(dǎo)電通路。但制備輕質(zhì)發(fā)泡材料時(shí)，由于填料與基體間的作用力弱，過(guò)高的填料含量不僅會(huì)對(duì)泡沫的泡孔結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，還會(huì)大幅度降低泡沫的力學(xué)性能。也有研究為保持泡沫的本身結(jié)構(gòu)，而采用將導(dǎo)電填料粘附于泡沫骨架上的方法來(lái)制備導(dǎo)電泡沫。中國(guó)發(fā)明專利201310008327.9將不同泡沫基體置于含納米銀線和粘結(jié)劑的分散液中，除去溶劑使得納米銀線沉積在泡沫上，制備出導(dǎo)電率大于200S/m的輕質(zhì)(0.003g/cm3)導(dǎo)電泡沫，這種方法用到的納米銀線價(jià)格非常昂貴，所述的制備過(guò)程也較復(fù)雜，實(shí)際推廣存在很大難度。因此,如何協(xié)調(diào)好材料質(zhì)量、性能和成本之間的關(guān)系,進(jìn)而開發(fā)出輕質(zhì)、高性能且低成本的電磁屏蔽復(fù)合材料是當(dāng)前迫待解決的技術(shù)問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足而提供一種輕質(zhì)高導(dǎo)電高電磁屏蔽的復(fù)合材料及其制備方法，其特點(diǎn)是以開孔的泡沫材料為基體，采用化學(xué)還原沉積和電化學(xué)沉積相結(jié)合的方法將金屬沉積在泡沫骨架上形成連續(xù)導(dǎo)電金屬薄層，制備出輕質(zhì)、高導(dǎo)電、高電磁屏蔽的復(fù)合材料。
[0008]本發(fā)明由以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)，其中所述原料份數(shù)除特殊說(shuō)明外，均為重量份數(shù)。
[0009]輕質(zhì)高導(dǎo)電高電磁屏蔽的復(fù)合材料由開孔泡沫材料和包覆在泡沫骨架上的連續(xù)導(dǎo)電金屬薄層制成。
[0010]所述開孔的泡沫材料為三聚氰胺甲醒(Melamine formaldehyde)泡沫、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)泡沫、聚乙烯(PE)泡沫、聚氯乙烯(PVC)泡沫或三元乙丙橡膠泡沫(EPDM)泡沫中的任一種，開孔泡沫的密度為0.008?0.2g/cm3。
[0011]所述連續(xù)導(dǎo)電金屬薄層為銀、銅、鎳、鉻和金中至少一種，金屬薄層含量為復(fù)合材料總質(zhì)量的60?80%。
[0012]所述的輕質(zhì)高導(dǎo)電高電磁屏蔽的復(fù)合材料的制備方法包括以下步驟:
[0013]將開孔泡沫置于溫度為25?70°C、濃度為0.0002?17.7g/L的活化溶液中進(jìn)行表面活化0.5min?12h，再將活化后的泡沫放入濃度為2?30g/L，溫度為40?90°C金屬鍍層化合物溶液中浸泡3?30min，通過(guò)化學(xué)還原沉積的方式讓骨架表面吸附一層金屬微粒，使泡沫具有導(dǎo)電性，然后利用電化學(xué)沉積方法，經(jīng)過(guò)0.5?12h沉積，使金屬微粒包覆在泡沫骨架上，從而形成連續(xù)的金屬層，再取出干燥，獲得輕質(zhì)高導(dǎo)電高電磁屏蔽的復(fù)合材料。
[0014]所述活化溶液為含有鈕、錫、銀、鉻和金的化合物中的至少一種。
[0015]所述化學(xué)還原沉積時(shí)，金屬化合物的鍍層溶液由金屬離子化合物水溶液和相應(yīng)的還原劑組成:金屬離子化合物為含銀、銅、鎳、鉻和金化合物中的至少一種，金屬離子化合物水溶液濃度為2?30g/L ;相應(yīng)的還原劑為葡萄糖、甲醛、乙醛、堿金屬硼氫化物、二甲基胺基硼烷、水合肼、硫脲、L-抗壞血酸、次磷酸鈉和二羥基乙酸中的至少一種。
[0016]所述電化學(xué)沉積時(shí)，金屬離子化合物為銀、銅、鎳、鉻和金離子化合物中的至少一種，金屬離子化合物溶液的濃度為3?60g/L。
[0017]結(jié)構(gòu)表征與性能測(cè)試:
[0018]1、采用四探針電阻率測(cè)試儀器(SIGNATONE，USA)，對(duì)實(shí)例I中制備的三聚氰胺甲醛輕質(zhì)電磁屏蔽復(fù)合材料進(jìn)行了導(dǎo)電性測(cè)試。
[0019]結(jié)果表明:該輕質(zhì)電磁屏蔽復(fù)合材料的電阻率為0.01 Ω.cm，展示了優(yōu)異的導(dǎo)電性。
[0020]2、按照中華人民共和國(guó)電子行業(yè)軍用標(biāo)準(zhǔn)SJ20524，采用電磁屏蔽測(cè)試儀(Agilent8720ET,America)對(duì)未經(jīng)任何處理的三聚氰胺甲醒開孔泡沫材料和實(shí)例I中制備的三聚氰胺甲醛輕質(zhì)電磁屏蔽復(fù)合材料進(jìn)行了電磁屏蔽測(cè)試，掃描頻段為0.05?18GHz、輸入OdBm、測(cè)試點(diǎn)201。試樣尺寸為厚度2mm，直徑為1mm原片。結(jié)果詳見(jiàn)圖1和圖2所
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[0021]結(jié)果表明:在50?1000MHz范圍內(nèi)，未經(jīng)任何處理的三聚氰胺甲醛開孔泡沫材料的電磁屏蔽效能不超過(guò)18dB，當(dāng)超過(guò)1000MHz，幾乎沒(méi)有電磁屏蔽性能。而含銀量為63.5%的三聚氰胺甲醛輕質(zhì)復(fù)合材料在0.05?18GHz范圍內(nèi)的電磁屏蔽效能最高達(dá)98dB，平均效能超過(guò)80dB。本發(fā)明制備的輕質(zhì)電磁屏蔽復(fù)合材料展示了出色的電磁屏蔽性能。
[0022]3、將未經(jīng)過(guò)任何處理的三聚氰胺甲醛開孔泡沫材料與實(shí)施例1制得的輕質(zhì)復(fù)合材料在液氮中脆斷，斷面經(jīng)真空鍍金后，用掃描電子顯微鏡(Hitachi S-3400, Japan)觀察其微觀形貌，其中加速電壓為5KV。
[0023]結(jié)果表明:圖3為未經(jīng)過(guò)任何處理的三聚氰胺甲醛開孔泡沫材料骨架表面形貌，可看到骨架表面光滑，沒(méi)有物質(zhì)粘在上面。圖4為實(shí)施例1制得的含銀量為63.5%的三聚氰胺甲醛輕質(zhì)復(fù)合材料的骨架表面形貌，可看到泡沫骨架表面粗糙，有一層銀沉積在骨架表面上，無(wú)明顯的脫落或裂痕，說(shuō)明金屬與泡沫骨架之間粘接性好。
[0024]本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0025]1、本發(fā)明選擇密度很低的開孔泡沫為基材，制備出輕質(zhì)高導(dǎo)電高電磁屏蔽的復(fù)合材料的密度不超過(guò)0.2g/cm3。
[0026]2、本發(fā)明采用了化學(xué)還原沉積和電化學(xué)沉積相結(jié)合的方式，使泡沫骨架與包覆的金屬薄層之間粘接性良好。
[0027]3、本發(fā)明在開孔泡沫材料的三維立體骨架表面包覆均勻連續(xù)金屬薄層，制備出的輕質(zhì)高導(dǎo)電高電磁屏蔽的復(fù)合材料，其表面電阻率最低為0.01 Ω.cm ;在0.05?18GHz頻率范圍內(nèi)平均電磁屏蔽效能超過(guò)80dB，最高效能達(dá)98dB，導(dǎo)電性和電磁屏蔽性能出色。
[0028]4、本發(fā)明的輕質(zhì)高導(dǎo)電高電磁屏蔽的復(fù)合材料達(dá)到最佳性能時(shí)對(duì)金屬的最佳用量為60?80份，用量少，成本低。
[0029]5、本發(fā)明的輕質(zhì)高導(dǎo)電高電磁屏蔽的復(fù)合材料除了導(dǎo)電和電磁屏蔽性能出色外，還延續(xù)了開孔泡沫材料本身優(yōu)異的吸聲、隔熱性能，具有很大的實(shí)用價(jià)值，可望在車輛、建筑、軍事、航空航天、特種包裝方面獲得廣泛應(yīng)用。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1未經(jīng)過(guò)處理的三聚氰胺甲醛開孔泡沫材料在0.05?18GHz范圍內(nèi)的電磁屏蔽效能
[0031]圖2含銀量為63.5%的三聚氰胺甲醛復(fù)合材料在0.05?18GHz范圍內(nèi)的電磁屏蔽效能
[0032]圖3未經(jīng)過(guò)處理的三聚氰胺甲醛開孔泡沫材料的表面微觀形貌
[0033]圖4含銀量為63.5%的三聚氰胺甲醛復(fù)合材料的表面微觀形貌【具體實(shí)施方式】:
[0034]以下通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體的描述，有必要在此指出的是本實(shí)施例只用于本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員可以根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)容作出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。
[0035]實(shí)施例1
[0036]將1mL濃鹽酸用1mL蒸餾水稀釋，加入0.3g 二氯化鈀，混合均勻，制得a液；將12g 二氯化錫緩慢加入到20mL濃鹽酸中，溶解后，加入3g四氯化錫，充分溶解，制得b液；再將160g氯化鈉，加入到100g蒸餾水中，充分溶解，制得c液。然后將a液和b液分別加入到c液中，溶液由無(wú)色透明變成墨綠色，在溫度60°C水浴鍋中保溫4h，溶液變成深褐色，得到改性鹽基膠體鈀活化液，其中鈀活化粒子的濃度為0.0002g/L。
[0037]將密度為0.008g/cm3的三聚氰胺甲醒泡沫，裁剪成長(zhǎng)30mm、寬30mm、厚2mm的長(zhǎng)方體塊，用溫度為50°C乙醇溶液清洗20min后于溫度為80°C的真空條件下干燥。再放入溫度為70°C的活化溶液中浸泡Ih后取出，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%稀鹽酸清洗Imin,最后用蒸懼水清洗干凈并烘干，得到活化的三聚氰胺甲醛泡沫。
[0038]向1mL濃度為15g/L的硝酸銀溶液中滴入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的稀氨水溶液，至棕色沉淀剛好消失為止，制得銀氨溶液。將活化后的三聚氰胺甲醛泡沫塊放入上述銀氨溶液中并震蕩，待溶液充分浸滿泡沫內(nèi)部空間。再向銀氨溶液中緩慢滴加濃度為8g/L葡萄糖溶液10mL，輕輕震蕩、搖勻；再將混合液置于溫度為50°C的水浴鍋中，隔2min輕輕攪拌一次，保溫3min后取出，用蒸餾水清洗并在溫度為80°C真空下干燥，獲得導(dǎo)電的三聚氰胺甲醛泡沫。
[0039]將0.3g K[Ag(CN)2]溶于去50mL蒸懼水中，用硼酸調(diào)節(jié)pH至5,加入0.45g十六烷基三甲基氯化銨，混合均勻。按前述混合液的總質(zhì)量的30%加入庚烷，振蕩后靜置得兩相溶液。將兩相溶液轉(zhuǎn)入電解槽，再加入等體積的飽和氯化鉀溶液，得到含銀化合物濃度為3g/L的電解液。將導(dǎo)電三聚氰胺甲醛泡沫置于電解槽中，以導(dǎo)電泡沫為陰極，鍍鉬的鈦棒為陽(yáng)極，控制直流電流密度為0.2A/cm2，沉積時(shí)間為10h，沉積過(guò)程中避免劇烈震動(dòng)。最后將復(fù)合泡沫取出，放置于溫度為80°C真空條件下干燥，獲得含銀63.5%的輕質(zhì)高導(dǎo)電高電磁屏蔽三聚氰胺甲醛復(fù)合材料。
[0040]實(shí)施例2
[0041 ] 將0.03g 二氯化鈀溶解在IL質(zhì)量濃度為2.5%的鹽酸溶液中，再加入1.2g 二氯化錫，混合均勻，得到鈀膠體活化液，其中鈀活化粒子的濃度為0.0180g/L。
[0042]將密度為0.08g/cm3的EPDM (三元乙丙橡膠)泡沫，裁剪成長(zhǎng)20mm、寬20mm、厚2mm的長(zhǎng)方體塊，用溫度為40°C的丙酮溶液清洗25min后于溫度為80°C的真空條件下干燥。再放入溫度為45°C的活化溶液中浸泡Ih后取出，最后用蒸餾水清洗干凈并烘干，得到活化的EPDM泡沫
[0043]向30mL濃度為20g/L的硝酸銀溶液中滴入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的稀氨水溶液，至棕色沉淀剛好消失為止，制得銀氨溶液。將活化后的EPDM泡沫塊放入上述銀氨溶液中并震蕩，待溶液充分浸滿泡沫內(nèi)部空間。再向銀氨溶液中滴加濃度為80g/L的水合肼0.6g，迅速震蕩、搖勻，泡沫表面變暗。再將混合液靜置于50°C的水浴鍋中，保溫2min。再將泡沫取出，置于80°C真空條件下干燥，獲得導(dǎo)電的EPDM泡沫。
[0044]將導(dǎo)電的EPDM泡沫放入電解槽中，以濃度為60g/L氯化鎳溶液為電解液，用硼酸調(diào)節(jié)pH至3。以EPDM導(dǎo)電泡沫作為陰極，碳棒為陽(yáng)極，控制直流電流密度為2A/dm2，溫度為50°C，沉積時(shí)間為0.5h，沉積過(guò)程中避免劇烈震動(dòng)。最后將EPDM材料取出，置于溫度為80°C的真空條件下干燥，獲得含鎳71.3%的輕質(zhì)高導(dǎo)電高電磁屏蔽的EPDM復(fù)合材料。
[0045]實(shí)施例3
[0046]向盛有1mL蒸懼水燒杯中依次加入ImL濃度為0.05mol/L的硝酸銀和0.5mL濃度為0.lmol/L的朽1檬酸鈉,再加入蒸懼水至50mL,靜置3min。最后向燒杯中加入0.1mol/L的硼氫化鈉溶液2.5mL，并快速攪拌約2h，得膠體銀活化液，其中活化銀粒子的濃度為0.108g/L。
[0047]將密度為0.llg/cm3的EVA泡沫，裁剪成長(zhǎng)15mm、寬15mm、厚2mm的長(zhǎng)方體塊。將切好的泡沫塊用溫度為40°C的乙醇溶液清洗25min，取出于溫度為80的真空條件下干燥。再放入膠體銀活化液中，在溫度為30°C浸泡12h，最后取出干燥，得到活化的EVA泡沫。
[0048]向10mL 蒸餾水中依次加入 0.4g CuSO4.5H20, 2g EDTA.2Na，5mL 三乙醇胺，
2.2 μ gl, 10-菲羅啉，0.4g十二烷基磺酸鈉，混合均勻，得到含銅化合物濃度為2g/L的化學(xué)沉積液。將活化后的EVA泡沫放置于上述混合液中，加熱至40°C，再加入0.4g 二甲基胺硼烷，用氨水調(diào)節(jié)PH至8.5，靜置30min。再將泡沫取出，置于溫度為80°C的真空條件下干燥，獲得導(dǎo)電的EVA導(dǎo)電泡沫。
[0049]將導(dǎo)電的EVA泡沫放入電解槽中，以濃度為8g/L硫酸銅溶液為電解液，用硫酸調(diào)節(jié)pH至3。以EVA導(dǎo)電泡沫作為陰極，碳棒為陽(yáng)極，控制直流電流密度0.5A/dm2，溫度為400C，沉積時(shí)間為12h，沉積過(guò)程中避免劇烈震動(dòng)。最后將EVA材料取出，置于溫度為80°C的真空條件下干燥，獲得含銅75.6%的輕質(zhì)高導(dǎo)電高電磁屏蔽的EVA復(fù)合材料。
[0050]實(shí)施例4
[0051 ] 向盛有1mL蒸懼水的燒杯中依次加入0.5mL濃度為0.05mol/L的HAuCl4和0.25mL濃度為0.lmol/L的朽1檬酸鈉,再加入蒸懼水至50mL,靜置3min。最后向燒杯中加入0.lmol/L的硼氫化鈉溶液2.5mL，并快速攪拌約2h，得膠體金活化液，其中金活化粒子的濃度為 0.098g/L。
[0052]將密度為0.2g/cm3的PVC開孔泡沫,裁剪成長(zhǎng)15mm、寬15mm、厚2mm的長(zhǎng)方體塊。將切好的泡沫塊用溫度為40°C的丙酮溶液清洗25min，取出于溫度為80°C的真空條件下干燥。再放入上述膠體金活化液中，在溫度為35°C浸泡12h，最后取出干燥，得到活化的PVC泡沫。
[0053]將0.3g K [Au (CN)2],4g檸檬酸銨，6g氯化銨，Ig偏亞硫酸鉀，0.8g次磷酸氫鈉依次溶于50mL蒸餾水中混合均勻，用硼酸調(diào)節(jié)pH至5，得到含金化合物濃度為6g/L的化學(xué)沉積液。將活化處理后的PVC泡沫放入沉積液中，于溫度90°C溫度下沉積25min后取出后，用蒸餾水清洗，最后置于溫度為80°C的真空條件下干燥，獲得導(dǎo)電的PVC泡沫。
[0054]將PVC導(dǎo)電泡沫放入電解槽中，以濃度為60g/L的硫酸鎳溶液為電解液，用硫酸調(diào)節(jié)pH至3，以PVC導(dǎo)電泡沫作為陰極，碳棒為陽(yáng)極，控制直流電流密度為lA/dm2，沉積時(shí)間為lh，沉積過(guò)程中避免劇烈震動(dòng)。最后材料取出，置于溫度為80°C的真空條件下干燥，獲得含鎳79.8%的輕質(zhì)高導(dǎo)電高電磁屏蔽的PVC復(fù)合材料。
[0055]實(shí)施例5
[0056]將20g的K2Cr2O7溶于10mL蒸餾水中，將300mL濃硫酸緩慢加入K2Cr2O7溶液中，攪拌均勻，制得含鉻的活化液，其中鉻活化粒子濃度為17.7g/L。
[0057]將密度為0.033g/cm3的PE開孔泡沫,裁剪成長(zhǎng)15mm、寬15mm、厚2mm的長(zhǎng)方體塊。將切好的泡沫塊用溫度為50°C的乙醇溶液超聲清洗25min，取出于溫度為80°C的真空條件下干燥。再放入上述活化液中，在溫度為25°C浸泡0.5min，最后取出干燥，得到活化的PE泡沫。
[0058]將3g硫酸鎳、5g醋酸鈉溶于10mL蒸懼水中，用硫酸調(diào)節(jié)pH至5,再加入1g次磷酸氫鈉混合均勻，得到含鎳化合物濃度為30g/L的化學(xué)沉積液。將活化處理后的PE泡沫放入沉積液中，于溫度90°C沉積1min后取出后，用蒸餾水清洗，最后置于溫度為80°C的真空條件下干燥，獲得導(dǎo)電的PE泡沫。
[0059]將PE導(dǎo)電泡沫放入電解槽中，以濃度為50g/L的硫酸鎳溶液為電解液，用硫酸調(diào)節(jié)pH至3，以PE導(dǎo)電泡沫作為陰極，碳棒為陽(yáng)極，控制直流電流密度為lA/dm2，沉積時(shí)間為
1.5h，沉積過(guò)程中避免劇烈震動(dòng)。最后將材料取出，置于溫度為80°C的真空條件下干燥，獲得含鎳80%的輕質(zhì)高導(dǎo)電高電磁屏蔽的PE復(fù)合材料。
【權(quán)利要求】
1.一種輕質(zhì)高導(dǎo)電高電磁屏蔽的復(fù)合材料，其特征在于該復(fù)合材料由開孔泡沫材料和包覆在泡沫骨架上的連續(xù)導(dǎo)電金屬薄層制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述輕質(zhì)高導(dǎo)電高電磁屏蔽的復(fù)合材料，其特征在于開孔的泡沫材料為三聚氰胺甲醛泡沫、乙烯-醋酸乙烯共聚物泡沫、聚乙烯泡沫、聚氯乙烯泡沫或三元乙丙橡膠泡沫中的任一種，開孔泡沫的密度為0.008?0.2g/cm3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述輕質(zhì)高導(dǎo)電高電磁屏蔽的復(fù)合材料，其特征在于連續(xù)導(dǎo)電金屬薄層為銀、銅、鎳、鉻和金中至少一種，金屬薄層含量為復(fù)合材料總質(zhì)量的60?80%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述輕質(zhì)高導(dǎo)電高電磁屏蔽的復(fù)合材料的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟: 將開孔泡沫置于溫度為25?70°C、濃度為0.0002?17.7g/L的活化溶液中進(jìn)行表面活化0.5min?12h，再將活化后的泡沫放入濃度為2?30g/L，溫度為40?90°C金屬鍍層化合物溶液中浸泡3?30min，通過(guò)化學(xué)還原沉積的方式讓骨架表面吸附一層金屬微粒，使泡沫具有導(dǎo)電性，然后利用電化學(xué)沉積方法，經(jīng)過(guò)0.5?12h沉積，使金屬微粒包覆在泡沫骨架上，從而形成連續(xù)的金屬層，再取出干燥，獲得輕質(zhì)高導(dǎo)電高電磁屏蔽的復(fù)合材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述輕質(zhì)高導(dǎo)電高電磁屏蔽的復(fù)合材料的制備方法，其特征在于活化溶液為含鈀、錫、銀、鉻和金化合物中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述輕質(zhì)高導(dǎo)電高電磁屏蔽的復(fù)合材料的制備方法，其特征在于化學(xué)還原沉積時(shí)，金屬化合物的鍍層溶液由金屬離子化合物水溶液和相應(yīng)的還原劑組成:金屬離子化合物為含銀、銅、鎳、鉻和金化合物中的至少一種，金屬離子化合物水溶液濃度為2?30g/L ;相應(yīng)的還原劑為葡萄糖、甲醛、乙醛、堿金屬硼氫化物、二甲基胺基硼烷、水合肼、硫脲、L-抗壞血酸、次磷酸鈉和二羥基乙酸中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述輕質(zhì)高導(dǎo)電高電磁屏蔽的復(fù)合材料的制備方法，其特征在于電化學(xué)沉積時(shí)，金屬離子化合物為銀、銅、鎳、鉻和金離子化合物中的至少一種，金屬離子化合物溶液的濃度為3?60g/L。
【文檔編號(hào)】B32B27/06GK104175615SQ201410414514
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月21日
【發(fā)明者】包建軍, 徐雨, 孫楊宣, 徐文嬌 申請(qǐng)人:四川大學(xué)