本發(fā)明涉及電磁屏蔽材料，尤其涉及用于制備定向電磁屏蔽材料的電磁屏蔽體及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、隨著航空航天、5g通信技術(shù)、可隱身戰(zhàn)斗機(jī)、可穿戴柔性電子皮膚等技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)電磁屏蔽材料的電磁屏蔽、輕質(zhì)、柔性等性能要求也越來(lái)越高。聚合物材料作為導(dǎo)電或磁性填料的載體，由于其電絕緣性，能夠降低復(fù)合材料表面阻抗的不匹配，使得電磁波更容易進(jìn)入復(fù)合材料內(nèi)部，從而減少了電磁波在復(fù)合材料表面的反射和散射，起到了傳輸電磁波的功能，在聚合物基電磁屏蔽復(fù)合材料中擔(dān)負(fù)著電磁波傳輸和吸收等作用。然而，對(duì)于聚合物復(fù)合材料電磁屏蔽效能的優(yōu)劣，主要取決于：(1)導(dǎo)電或?qū)Т盘盍媳旧淼男阅軆?yōu)劣；(2)導(dǎo)電或?qū)Т盘盍显诰酆衔锘w間能否性能良好的導(dǎo)電通路，具有良好的阻抗匹配。

2、同時(shí)，隨著國(guó)內(nèi)外研究者對(duì)電磁屏蔽機(jī)理的深入研究，發(fā)現(xiàn)了聚合物基體電磁屏蔽復(fù)合材料電磁屏蔽效能的優(yōu)劣還取決于復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)，繼而開(kāi)展了關(guān)于復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)提高電磁屏蔽性能，以達(dá)到滿足在不同領(lǐng)域適用的研究。目前，聚合物電磁屏蔽復(fù)合材料常見(jiàn)的微觀結(jié)構(gòu)主要包括：多孔泡沫結(jié)構(gòu)、多層結(jié)構(gòu)、梯度結(jié)構(gòu)、隔離結(jié)構(gòu)等。不同的微觀結(jié)構(gòu)，將導(dǎo)致電磁波屏蔽機(jī)理和效果是不同的，并且單一微觀結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料往往對(duì)電磁波的屏蔽效率不具備定向電磁屏蔽性能。因此，研究和開(kāi)發(fā)具有定向電磁屏蔽性能的電磁屏蔽材料成為了本領(lǐng)域技術(shù)人員的研究方向。

3、本公司為了能夠在該方向具有突破研究，引進(jìn)了專利號(hào)為202110638506.5的雙屏蔽結(jié)構(gòu)材料的專利技術(shù)，并經(jīng)過(guò)在該專利技術(shù)基礎(chǔ)上，開(kāi)展中試生產(chǎn)線建設(shè)的試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)電磁屏蔽材料中碳納米薄膜層是利用真空輔助過(guò)濾成膜，再經(jīng)裁剪-組裝-封裝而成，該工藝能夠增強(qiáng)電磁屏蔽材料各向異性性能，但處理工藝較為復(fù)雜，并且碳納米薄膜層的厚度將由分散液的量決定，造成分散液用量控制難度較大，難以達(dá)到精確控制，影響電磁屏蔽材料性能的穩(wěn)定性，同時(shí)還需要對(duì)抽濾成膜的后液進(jìn)行處理，需要配置后液處理裝置，導(dǎo)致后液處理成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明創(chuàng)造提供了用于制備定向電磁屏蔽材料的電磁屏蔽體及其制備方法和應(yīng)用，采用噴涂-烘干交替成膜工藝，避免了后液處理，降低了過(guò)多分散液的使用，同時(shí)能夠保障成膜效果，簡(jiǎn)化了碳納米薄膜層成型工藝，易于產(chǎn)業(yè)化推廣實(shí)施。

2、具體技術(shù)方案為：

3、本發(fā)明創(chuàng)造的目的之一在于提供用于制備定向電磁屏蔽材料的電磁屏蔽體制備方法，包括以下步驟：

4、(1)將三聚氰胺海綿體裁剪成合適尺寸，清洗烘干后，鍍鎳導(dǎo)電化處理，得到導(dǎo)電化多孔骨架；

5、(2)配制聚氧化乙烯溶液，并利用細(xì)胞粉碎機(jī)超聲將碳納米管均勻分散在聚氧化乙烯溶液中，得到碳納米分散液；

6、(3)利用超聲波噴涂設(shè)備將碳納米分散液均勻噴涂在導(dǎo)電化多孔骨架一面上，噴涂完成后，烘干，得電磁屏蔽體。

7、經(jīng)將碳納米管分散在聚氧化乙烯溶液中制備碳納米分散液，再將碳納米分散液利用超聲波噴涂設(shè)備(例如：jlcs-2022-hdkcv)噴涂在導(dǎo)電化多孔骨架上，再經(jīng)烘干制備成碳納米薄膜層，使得碳納米薄膜層與導(dǎo)電化多孔骨架共同構(gòu)建成電磁屏蔽體，不僅避免了后續(xù)將導(dǎo)電化多孔骨架與碳納米薄膜貼合組裝的工藝，而且避免了分散液量變化對(duì)碳納米薄膜層厚度影響，利用噴涂次數(shù)和超聲波噴涂設(shè)備噴涂壓力和噴涂距離等來(lái)準(zhǔn)確控制噴涂量，使得碳納米薄膜層形成厚度精確可控，有助于改善電磁屏蔽結(jié)構(gòu)材料性能。

8、為了能夠保障碳納米薄膜層形成質(zhì)量，提高電磁屏蔽結(jié)構(gòu)材料各向異性性能，優(yōu)選，所述步驟(3)，噴涂壓力為5-8kpa，噴涂距離為10-18cm。更優(yōu)選，所述步驟(3)，噴涂壓力為5kpa，噴涂距離為15cm。

9、為了能夠提高電磁屏蔽體的電磁屏蔽性能，改善電磁屏蔽體的各向異性性能，優(yōu)選，所述步驟(3)，噴涂和烘干各進(jìn)行三次。

10、優(yōu)選，所述步驟(1)，清洗是采用去離子水在超聲波清洗機(jī)中以30khz超聲處理10min。

11、為了提高鍍鎳導(dǎo)電化處理導(dǎo)電效果，優(yōu)選，所述步驟(1)，在鍍鎳導(dǎo)電化處理前，還將清洗烘干的三聚氰胺海綿浸潤(rùn)在敏化液中超聲敏化處理30min，撈出，采用去離子水在超聲波清洗機(jī)中以30khz超聲處理10min后，再浸潤(rùn)在活化液中超聲活化處理30min，撈出，采用去離子水在超聲波清洗機(jī)中以30khz超聲處理10min，烘干，備用。

12、更優(yōu)選，所述鍍鎳導(dǎo)電化處理是將三聚氰胺海綿體浸潤(rùn)在化學(xué)鍍液中經(jīng)化學(xué)沉積工藝鍍鎳處理3min，再撈出用去離子水反復(fù)清洗三次，并在真空烘箱中40℃下烘干至恒重，即可。

13、為了保障噴涂碳納米薄膜層形成質(zhì)量?jī)?yōu)異，優(yōu)選，所述步驟(3)，烘干是在真空烘箱中40℃下烘干至恒重。

14、本發(fā)明創(chuàng)造的目的之二在于提供上述用于制備定向電磁屏蔽材料的電磁屏蔽體制備方法制備的電磁屏蔽體。該電磁屏蔽體將碳納米薄膜層利用噴涂工藝噴涂到導(dǎo)電化多孔骨架上，能夠有助于降低工藝處理難度，改善電磁屏蔽體各向異性性能。

15、本發(fā)明創(chuàng)造的目的之三在于提供用于制備定向電磁屏蔽材料的電磁屏蔽體制備方法制備的電磁屏蔽體應(yīng)用于定向電磁屏蔽材料的制備。具體是：利用聚酰亞胺漿料作為封裝液，并利用超聲波噴涂設(shè)備將封裝液噴涂在所述電磁屏蔽體上，噴涂完成后，在180-190℃下固化，即可。

16、利用聚酰亞胺漿料作為封裝液將含多孔骨架的碳納米薄膜層進(jìn)行固化封裝，不僅利用了聚酰亞胺所具有的優(yōu)異耐溫性能，使得能夠在-200℃至400℃的溫度區(qū)間工作，有助于拓寬應(yīng)用范圍；而且還能夠?qū)娡吭趯?dǎo)電化多孔骨架上的碳納米薄膜層進(jìn)行保護(hù)，避免刮傷、損壞而影響電磁屏蔽材料的性能。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)效果體現(xiàn)在：

18、本發(fā)明創(chuàng)造碳納米薄膜層制備工藝簡(jiǎn)單，能夠通過(guò)噴涂壓力和噴涂距離的準(zhǔn)確控制，并結(jié)合噴涂次數(shù)的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)所需碳納米薄膜層厚度的控制，降低了碳納米薄膜層制備厚度控制難度，避免了隨著抽濾成膜進(jìn)程導(dǎo)致碳納米管分散液中碳納米管含量逐漸降低而致使后期分散液過(guò)量，造成抽濾成膜過(guò)程的碳納米薄膜層厚度不均勻，致使電磁屏蔽體的性能不穩(wěn)定的缺陷。

19、本發(fā)明創(chuàng)造經(jīng)過(guò)對(duì)電磁屏蔽材料制備技術(shù)的引進(jìn)與試驗(yàn)研究，經(jīng)過(guò)在引進(jìn)技術(shù)基礎(chǔ)上，考慮到抽濾過(guò)程分散液含量將會(huì)發(fā)生變化而導(dǎo)致成膜厚度穩(wěn)定性較差，繼而影響電磁屏蔽材料的性能基礎(chǔ)上，采用超聲噴涂設(shè)備進(jìn)行噴涂成膜，不僅避免了將導(dǎo)電化多孔骨架與碳納米薄膜層進(jìn)行貼合組裝制備電磁屏蔽體的工序，而且避免了分散液含量隨著成膜進(jìn)程而發(fā)生變化影響成膜質(zhì)量的缺陷。

技術(shù)特征：

1.用于制備定向電磁屏蔽材料的電磁屏蔽體制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述用于制備定向電磁屏蔽材料的電磁屏蔽體制備方法，其特征在于，所述步驟(3)，噴涂壓力為5-8kpa，噴涂距離為10-18cm。

3.如權(quán)利要求1或2所述用于制備定向電磁屏蔽材料的電磁屏蔽體制備方法，其特征在于，所述步驟(3)，噴涂壓力為5kpa，噴涂距離為15cm。

4.如權(quán)利要求1或2所述用于制備定向電磁屏蔽材料的電磁屏蔽體制備方法，其特征在于，所述步驟(3)，噴涂和烘干各進(jìn)行三次。

5.如權(quán)利要求1所述用于制備定向電磁屏蔽材料的電磁屏蔽體制備方法，其特征在于，所述步驟(1)，在鍍鎳導(dǎo)電化處理前，還將清洗烘干的三聚氰胺海綿浸潤(rùn)在敏化液中超聲敏化處理30min，撈出，采用去離子水在超聲波清洗機(jī)中以30khz超聲處理10min后，再浸潤(rùn)在活化液中超聲活化處理30min，撈出，采用去離子水在超聲波清洗機(jī)中以30khz超聲處理10min，烘干，備用。

6.如權(quán)利要求1或5所述用于制備定向電磁屏蔽材料的電磁屏蔽體制備方法，其特征在于，所述鍍鎳導(dǎo)電化處理是將三聚氰胺海綿體浸潤(rùn)在化學(xué)鍍液中經(jīng)化學(xué)沉積工藝鍍鎳處理3min，再撈出用去離子水反復(fù)清洗三次，并在真空烘箱中40℃下烘干至恒重，即可。

7.如權(quán)利要求1所述用于制備定向電磁屏蔽材料的電磁屏蔽體制備方法，其特征在于，所述步驟(3)，烘干是在真空烘箱中40℃下烘干至恒重。

8.如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述用于制備定向電磁屏蔽材料的電磁屏蔽體制備方法制備的電磁屏蔽體。

9.如權(quán)利要求8所述用于制備定向電磁屏蔽材料的電磁屏蔽體制備方法制備的電磁屏蔽體應(yīng)用于定向電磁屏蔽材料的制備。

10.如權(quán)利要求9所述應(yīng)用，其特征在于，利用聚酰亞胺漿料作為封裝液，并利用超聲波噴涂設(shè)備將封裝液噴涂在所述電磁屏蔽體上，噴涂完成后，在180-190℃下固化，即可。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及電磁屏蔽材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及用于制備定向電磁屏蔽材料的電磁屏蔽體及其制備方法和應(yīng)用，經(jīng)將碳納米管分散在聚氧化乙烯溶液中制備碳納米分散液，再將碳納米分散液利用超聲波噴涂設(shè)備噴涂在導(dǎo)電化多孔骨架上，再經(jīng)烘干制備成碳納米薄膜層，使得碳納米薄膜層與導(dǎo)電化多孔骨架共同構(gòu)建成電磁屏蔽體，不僅避免了后續(xù)將導(dǎo)電化多孔骨架與碳納米薄膜貼合組裝的工藝，而且避免了分散液量變化對(duì)碳納米薄膜層厚度影響，利用噴涂次數(shù)和超聲波噴涂設(shè)備噴涂壓力和噴涂距離等來(lái)準(zhǔn)確控制噴涂量，使得碳納米薄膜層形成厚度精確可控，有助于改善電磁屏蔽結(jié)構(gòu)材料性能。

技術(shù)研發(fā)人員：王瑤,王華,林明華,賴海軍,方炫東,周成立,金政華,鄭斌,李靖,鄭小俊,張昌勝
受保護(hù)的技術(shù)使用者：康命源（貴州）科技發(fā)展有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10