一种具有电磁屏蔽性能的复合板及其制备方法   0    0

本发明公开了一种具有电磁屏蔽性能的复合板及其制备方法，涉及新材料技术领域。本发明先用吸附铜离子的胺基化氧化石墨烯与聚丙烯混合，经干法纺丝制得改性聚丙烯纤维，然后以苯乙烯、过氧化苯甲酰、羟乙基纤维素、马来酸酐、淀粉、高碘酸钾和丙烯酸为主要原料，通过悬浮聚合制得改性空心微球，最后，将改性聚丙烯纤维与碳纤维、涤纶和改性空心微球混合，经梳理、成网，制得混合纤维毡，将混合纤维毡经针刺加固、热压处理后，制得具有电磁屏蔽性能的复合板。本发明制备的具有电磁屏蔽性能的复合板具备优良的电磁屏蔽性能和降噪性能，且密度低，强度好。

1.一种具有电磁屏蔽性能的复合板，其特征在于，主要包括以下重量份数的原料组分：
40～60份改性聚丙烯纤维，5～10份碳纤维，20～40份涤纶和10～20份改性空心微球；
所述改性空心微球的制备原料包括：苯乙烯、过氧化苯甲酰、水、羟乙基纤维素、马来酸酐、淀粉、高碘酸钾和丙烯酸。

2.根据权利要求1所述的一种具有电磁屏蔽性能的复合板，其特征在于，所述改性聚丙烯纤维是由聚丙烯与改性氧化石墨烯混合经干法纺丝制得；所述改性氧化石墨烯是由氧化石墨烯经胺基化后，再吸附铜离子制得。

3.根据权利要求2所述的一种具有电磁屏蔽性能的复合板，其特征在于，所述碳纤维为长度6～10mm，直径0.2～0.5mm的碳纤维；所述涤纶为长度20～50mm，直径为0.5～1.0mm的涤纶。

4.根据权利要求3所述的一种具有电磁屏蔽性能的复合板，其特征在于，所述具有电磁屏蔽性能的复合板主要包括以下重量份数的原料组分：45份改性聚丙烯纤维，10份碳纤维，
30份涤纶和15份改性空心微球。

5.一种具有电磁屏蔽性能的复合板的制备方法，其特征在于，主要包括以下制备步骤：
(1)将引发剂、淀粉、马来酸酐和苯乙烯混合，于惰性气体氛围下，搅拌预聚，得预聚苯乙烯混合物，将预聚苯乙烯混合物与苯乙烯和引发剂混合，搅拌混合后，得预聚苯乙烯分散液，将预聚苯乙烯分散液与分散剂的水溶液混合后，进行悬浮聚合，降温，抽滤，洗涤，得预处理空心微球；
(2)将步骤(1)所得预处理空心微球于高温条件下发泡后，得空心微球，将空心微球与水混合，并加入高碘酸钾，搅拌反应后，过滤，得滤饼，将滤饼与氢氧化钠溶液混合，并加入丙烯酸，搅拌混合后，过滤，干燥，得改性空心微球；
(3)将改性氧化石墨烯与聚丙烯混合，加热熔融，得纺丝液，将纺丝液用干法纺丝进行纺丝，得改性聚丙烯纤维；按重量份数计，依次称取：40～60份改性聚丙烯纤维，5～10份碳纤维，20～40份涤纶和10～20份步骤(2)所得改性空心微球；将改性聚丙烯纤维与碳纤维混合，并加入涤纶和步骤(2)所得改性空心微球，经搅拌混合后，得混合料，将混合料经梳理、成网，制得混合纤维毡，将混合纤维毡进行针刺加固，得预处理混合纤维毡；
(4)将预处理混合纤维毡进行热压处理，得具有电磁屏蔽性能的复合板。

6.根据权利要求5所述的一种具有电磁屏蔽性能的复合板的制备方法，其特征在于，所述具有电磁屏蔽性能的复合板的制备方法主要包括以下制备步骤：
(1)将过氧化苯甲酰与苯乙烯按质量比1:20～2:20混合于三口烧瓶中，并向三口烧瓶中加入苯乙烯质量0.125～0.200倍的淀粉和苯乙烯质量0.0125～0.0200倍的马来酸酐，向三口烧瓶中以20～40mL/min的速率通入氮气，除去空气后，将三口烧瓶内物料温度加热至
120℃，搅拌预聚1～2h后，得预聚苯乙烯混合物，将预聚苯乙烯混合物与苯乙烯按质量比1:
2～1:2.6混合，并加入预聚苯乙烯混合物质量0.01～0.04倍的过氧化苯甲酰，于温度为60～70℃，转速为300～400r/min的条件下搅拌混合20～50min后，得预聚苯乙烯分散液，将预聚苯乙烯分散液与质量分数为0.8～1.2％的羟乙基纤维素溶液按体积比1:5混合于烧杯中，进行悬浮聚合后，将烧杯内物料降温至40℃，抽滤，得预处理空心微球坯料，将预处理空心微球坯料用水洗涤3～6次后，得预处理空心微球；
(2)将步骤(1)所得预处理空心微球于150～170℃的条件下发泡20～40min后，得空心微球，将空心微球与水按质量比1:10～1：15混合于烧瓶中，并向烧瓶中加入空心微球质量
0.1～0.2倍的高碘酸钾，于温度为70～90℃，转速为300～600r/min的条件下搅拌反应1～
3h后，过滤，得滤饼，将滤饼与质量分数为1～2％的氢氧化钠溶液按质量比1:10～1:20混合，并向滤饼与氢氧化钠溶液的混合物中加入滤饼质量3～5倍的丙烯酸，于温度为30～60℃，转速为300～600r/min的条件下搅拌混合1～4h后，过滤，得滤渣，将滤渣于温度为80～
90℃的条件下干燥1～2h后，得改性空心微球；
(3)将改性氧化石墨烯与聚丙烯按质量比5:100～15:100混合，于温度为130～180℃的条件下搅拌混合，得纺丝液，将纺丝液经喷丝孔挤出，冷却成型后，得直径为0.5～1.0mm，长度为30～100mm的改性聚丙烯纤维；按重量份数计，依次称取：45份改性聚丙烯纤维，10份碳纤维，30份涤纶和15份改性空心微球；将改性聚丙烯纤维与碳纤维混合，并加入涤纶和步骤(2)所得改性空心微球，经搅拌混合后，得混合料，将混合料经梳理、成网，制得混合纤维毡，
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将混合纤维毡依次进行预针刺加固处理和主针刺加固处理，制得克重为450～550g/m的预处理混合纤维毡；
(4)将预处理混合纤维毡于热压机中进行热压处理，得具有电磁屏蔽性能的复合板。

7.根据权利要求6所述的一种具有电磁屏蔽性能的复合板的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述悬浮聚合的条件为先于80℃的条件下反应3h，然后于90℃的条件下反应2h，最后于温度为120℃的条件下反应1h。

8.根据权利要求6所述的一种具有电磁屏蔽性能的复合板的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述改性氧化石墨烯的制备方法为将氧化石墨烯与水按质量比1:100混合，并加入氧化石墨烯质量10～20倍的乙二胺，于温度为80～120℃的条件下搅拌混合2～6h后，再于频率为45～55kHz的条件下超声分散5～15min后，过滤，干燥，得改性氧化石墨烯坯料，将改性氧化石墨烯坯料与质量分数为5％的硝酸铜溶液按质量比1:10混合，过滤，干燥，得改性氧化石墨烯。

9.根据权利要求6所述的一种具有电磁屏蔽性能的复合板的制备方法，其特征在于，步
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骤(3)所述预针刺加固处理的工艺条件为50～100刺点/cm ；所述主针刺加固处理的工艺条
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件为200～300刺点/cm。

10.根据权利要求6所述的一种具有电磁屏蔽性能的复合板的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述热压处理的方法为：先于室温条件下将热压机压力提高至1～2MPa，同时向热压机中通入空气，使热压机中空气压力提高至1MPa，持续30～40s后，将热压机内温度恒压提高至220℃时，使用电子加速器对预处理混合纤维毡进行辐照处理，辐照计量为8～
30kGy，同时对热压机内空气进行泄压，并将热压机压力提高至4～5MPa，于温度为220℃，压力为4～5MPa的条件下压制60～90s。