[0001] 本发明公开了一种电磁屏蔽材料的制备方法，属于电磁屏蔽材料制备技术领域。

[0002] 随着现代科学技术和电子工业的高速发展，各种数字化、高频化电子电器设备的大量使用，电磁干扰和电磁辐射污染的问题日益严重，电磁辐射产生的电磁干扰不仅对电子类产品性能的实现产生影响，而且由此引起的电磁污染对人类及其他生物也造成了严重的危害，俨然已成为一种新型的环境公害。因此，电磁屏蔽材料的研发显得尤为重要。

[0003] 电磁屏蔽即利用屏蔽材料阻隔或衰减被屏蔽区域与外界的电磁能量传播。电磁屏蔽的作用原理是利用屏蔽体对电磁能流的反射、吸收和引导作用，其与屏蔽结构表面和屏蔽体内部感生的电荷、电流与极化现象密切相关。屏蔽按其原理分为电场屏蔽(静电屏蔽和交变电场屏蔽)、磁场屏蔽(低频磁场和高频磁场屏蔽)和电磁场屏蔽(电磁波的屏蔽)。通常所说的电磁屏蔽是指后一种，即对电场和磁场同时加以屏蔽。

[0004] 现有的电磁屏蔽材料其电磁屏蔽频段窄，低频段屏蔽效能不理想，同时填料颗粒较粗，往往在保证屏蔽效果的同时大大降低材料本身的力学性能，限制了材料的使用范围。

[0005] 本发明主要解决的技术问题：针对目前现有的电磁屏蔽材料其电磁屏蔽频段窄，低频段屏蔽效能不理想，同时填料颗粒较粗，力学性能不理想的问题，提供一种电磁屏蔽材料的制备方法，该方法利用碱木质素对聚氨酯预聚体进行改性，随后将改性聚氨酯预聚体发泡、熟化得改性聚氨酯泡沫，剪碎成泡沫碎块后浸泡在高锰酸钾溶液和硫酸的混合液中，浸泡后用草酸溶液和去离子水洗涤烘干，得干燥物，再将干燥物用壳聚糖溶液浸泡后再对泡沫碎块表面活化，干燥后放入反应釜中，并加入铁粉，利用水热反应生成四氧化三铁，经过滤烘干即可得到电磁屏蔽材料，本发明制备的电磁屏蔽材料其电磁屏蔽频段宽，在低频段仍有较好的屏蔽效能，且材料颗粒细腻，具有优异的力学性能，可用于大规模推广应用，具有广阔的应用前景。

[0006] 为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：（1）称取10～20g聚乙二醇放入500mL烧杯中，再向烧杯中加入10～20g碱木质素和30～
50mL丙酮，机械搅拌混合1～2h得混合液，混合后加入0.2～0.5g辛酸亚锡、2～4g甲基硅油，继续机械搅拌20～30min后加入异佛尔酮二异氰酸酯，搅拌后得改性聚氨酯预聚体；
（2）向上述装有改性聚氨酯预聚体的烧杯中滴加5～10g正戊烷，以700～900r/min转速搅拌10～20s，搅拌后自由发泡1～3min，发泡后将烧杯放入水浴锅中，在60℃和100～200r/min条件下熟化20～22h，即可得到改性聚氨酯泡沫，并剪成2～4cm3体积的泡沫碎块；
（3）称取10～12g高锰酸钾加入到120～150mL去离子水中，搅拌溶解后加入15～20mL质量分数98%硫酸溶液，搅拌混合后加入上述泡沫碎块，浸泡10～12s后用镊子挤出液体，重复浸泡、挤液步骤3～5次后将泡沫碎块浸泡在质量分数3%草酸溶液中，浸泡20～30min后取出，并用去离子水洗涤3～5次，放入烘箱中在50～60℃温度下干燥6～8h，得干燥物；
（4）称取3～5g壳聚糖加入到300～500mL质量分数8%乙酸溶液中，搅拌至壳聚糖完全溶解后加入上述干燥物，浸泡5～10min后取出，挤出多余液体，自然干燥，干燥后浸泡在300～
500mL浓度为0.5g/L氯化钯溶液中浸泡，浸泡后10～15min取出，挤出多余液体后再放入300～500mL浓度为1g/L次亚磷酸钠溶液中浸泡15～20min，浸泡后取出用去离子水洗涤2～3次，用吹风机吹干；
（5）称取1～3g纳米铁粉加入到聚四氟乙烯高压反应釜中，并加入上述吹干后的泡沫碎块和500～1000mL蒸馏水，超声分散30～50min后密封反应釜，并将反应釜放入鼓风干燥箱中，在140～160℃水热反应15～20h，反应结束后冷却至室温，过滤去除多余液体，将滤渣放入真空烘箱中，在70～80℃条件下干燥8～10h，干燥后即可得到电磁屏蔽材料。

[0007] 经检测，本发明制得的电磁屏蔽材料在8～12GHz条件下本发明电磁屏蔽材料的电15 15
磁屏蔽效能达35～40dB，具有有益的电磁屏蔽效果，其表面电阻率为7.6×10 ～8.7×10Ω。

[0008] 本发明的有益效果是：（1）本发明制备的电磁屏蔽材料其电磁屏蔽频段宽，在低频段仍有较好的屏蔽效能，且材料颗粒细腻，具有优异的力学性能；
（2）本发明方法操作简单，适用性强，可用于大规模制备电磁屏蔽材料，具有良好的应用前景。

[0009] 首先称取10～20g聚乙二醇放入500mL烧杯中，再向烧杯中加入10～20g碱木质素和30～50mL丙酮，机械搅拌混合1～2h得混合液，混合后加入0.2～0.5g辛酸亚锡、2～4g甲基硅油，继续机械搅拌20～30min后加入异佛尔酮二异氰酸酯，搅拌后得改性聚氨酯预聚体；向上述装有改性聚氨酯预聚体的烧杯中滴加5～10g正戊烷，以700～900r/min转速搅拌10～20s，搅拌后自由发泡1～3min，发泡后将烧杯放入水浴锅中，在60℃和100～200r/min条件下熟化20～22h，即可得到改性聚氨酯泡沫，并剪成2～4cm3体积的泡沫碎块；随后称取
10～12g高锰酸钾加入到120～150mL去离子水中，搅拌溶解后加入15～20mL质量分数98%硫酸溶液，搅拌混合后加入上述泡沫碎块，浸泡10～12s后用镊子挤出液体，重复浸泡、挤液步骤3～5次后将泡沫碎块浸泡在质量分数3%草酸溶液中，浸泡20～30min后取出，并用去离子水洗涤3～5次，放入烘箱中在50～60℃温度下干燥6～8h，得干燥物；再称取3～5g壳聚糖加入到300～500mL质量分数8%乙酸溶液中，搅拌至壳聚糖完全溶解后加入上述干燥物，浸泡5～10min后取出，挤出多余液体，自然干燥，干燥后浸泡在300～500mL浓度为0.5g/L氯化钯溶液中浸泡，浸泡后10～15min取出，挤出多余液体后再放入300～500mL浓度为1g/L次亚磷酸钠溶液中浸泡15～20min，浸泡后取出用去离子水洗涤2～3次，用吹风机吹干；最后称取1～3g纳米铁粉加入到聚四氟乙烯高压反应釜中，并加入上述吹干后的泡沫碎块和500～
1000mL蒸馏水，超声分散30～50min后密封反应釜，并将反应釜放入鼓风干燥箱中，在140～
160℃水热反应15～20h，反应结束后冷却至室温，过滤去除多余液体，将滤渣放入真空烘箱中，在70～80℃条件下干燥8～10h，干燥后即可得到电磁屏蔽材料。

[0010] 实例1首先称取10g聚乙二醇放入500mL烧杯中，再向烧杯中加入10g碱木质素和30mL丙酮，机械搅拌混合1h得混合液，混合后加入0.2g辛酸亚锡、2g甲基硅油，继续机械搅拌20min后加入异佛尔酮二异氰酸酯，搅拌后得改性聚氨酯预聚体；向上述装有改性聚氨酯预聚体的烧杯中滴加5g正戊烷，以700r/min转速搅拌10s，搅拌后自由发泡1min，发泡后将烧杯放入水浴锅中，在60℃和100r/min条件下熟化20h，即可得到改性聚氨酯泡沫，并剪成2cm3体积的泡沫碎块；随后称取10g高锰酸钾加入到120mL去离子水中，搅拌溶解后加入15mL质量分数
98%硫酸溶液，搅拌混合后加入上述泡沫碎块，浸泡10s后用镊子挤出液体，重复浸泡、挤液步骤3次后将泡沫碎块浸泡在质量分数3%草酸溶液中，浸泡20min后取出，并用去离子水洗涤3次，放入烘箱中在50℃温度下干燥6h，得干燥物；再称取3g壳聚糖加入到300mL质量分数
8%乙酸溶液中，搅拌至壳聚糖完全溶解后加入上述干燥物，浸泡5min后取出，挤出多余液体，自然干燥，干燥后浸泡在300mL浓度为0.5g/L氯化钯溶液中浸泡，浸泡后10min取出，挤出多余液体后再放入300mL浓度为1g/L次亚磷酸钠溶液中浸泡15min，浸泡后取出用去离子水洗涤2次，用吹风机吹干；最后称取1g纳米铁粉加入到聚四氟乙烯高压反应釜中，并加入上述吹干后的泡沫碎块和500mL蒸馏水，超声分散30min后密封反应釜，并将反应釜放入鼓风干燥箱中，在140℃水热反应15h，反应结束后冷却至室温，过滤去除多余液体，将滤渣放入真空烘箱中，在70℃条件下干燥8h，干燥后即可得到电磁屏蔽材料。

[0011] 经实例检测，本发明制得的电磁屏蔽材料在8GHz条件下本发明电磁屏蔽材料的电磁屏蔽效能达35dB，具有有益的电磁屏蔽效果，其表面电阻率为7.6×1015Ω。

[0012] 实例2首先称取15g聚乙二醇放入500mL烧杯中，再向烧杯中加入15g碱木质素和40mL丙酮，机械搅拌混合1.5h得混合液，混合后加入0.4g辛酸亚锡、3g甲基硅油，继续机械搅拌25min后加入异佛尔酮二异氰酸酯，搅拌后得改性聚氨酯预聚体；向上述装有改性聚氨酯预聚体的烧杯中滴加8g正戊烷，以800r/min转速搅拌15s，搅拌后自由发泡2min，发泡后将烧杯放入水浴锅中，在60℃和150r/min条件下熟化21h，即可得到改性聚氨酯泡沫，并剪成3cm3体积的泡沫碎块；随后称取11g高锰酸钾加入到135mL去离子水中，搅拌溶解后加入18mL质量分数98%硫酸溶液，搅拌混合后加入上述泡沫碎块，浸泡11s后用镊子挤出液体，重复浸泡、挤液步骤4次后将泡沫碎块浸泡在质量分数3%草酸溶液中，浸泡25min后取出，并用去离子水洗涤4次，放入烘箱中在55℃温度下干燥7h，得干燥物；再称取4g壳聚糖加入到400mL质量分数8%乙酸溶液中，搅拌至壳聚糖完全溶解后加入上述干燥物，浸泡8min后取出，挤出多余液体，自然干燥，干燥后浸泡在400mL浓度为0.5g/L氯化钯溶液中浸泡，浸泡后13min取出，挤出多余液体后再放入400mL浓度为1g/L次亚磷酸钠溶液中浸泡18min，浸泡后取出用去离子水洗涤2次，用吹风机吹干；最后称取2g纳米铁粉加入到聚四氟乙烯高压反应釜中，并加入上述吹干后的泡沫碎块和800mL蒸馏水，超声分散40min后密封反应釜，并将反应釜放入鼓风干燥箱中，在150℃水热反应18h，反应结束后冷却至室温，过滤去除多余液体，将滤渣放入真空烘箱中，在75℃条件下干燥9h，干燥后即可得到电磁屏蔽材料。

[0013] 经实例检测，本发明制得的电磁屏蔽材料在10GHz条件下本发明电磁屏蔽材料的15
电磁屏蔽效能达38dB，具有有益的电磁屏蔽效果，其表面电阻率为8.3×10 Ω。

[0014] 实例3首先称取20g聚乙二醇放入500mL烧杯中，再向烧杯中加入20g碱木质素和50mL丙酮，机械搅拌混合2h得混合液，混合后加入0.5g辛酸亚锡、4g甲基硅油，继续机械搅拌30min后加入异佛尔酮二异氰酸酯，搅拌后得改性聚氨酯预聚体；向上述装有改性聚氨酯预聚体的烧杯中滴加10g正戊烷，以900r/min转速搅拌20s，搅拌后自由发泡3min，发泡后将烧杯放入水浴锅中，在60℃和200r/min条件下熟化22h，即可得到改性聚氨酯泡沫，并剪成4cm3体积的泡沫碎块；随后称取12g高锰酸钾加入到150mL去离子水中，搅拌溶解后加入20mL质量分数
98%硫酸溶液，搅拌混合后加入上述泡沫碎块，浸泡12s后用镊子挤出液体，重复浸泡、挤液步骤5次后将泡沫碎块浸泡在质量分数3%草酸溶液中，浸泡30min后取出，并用去离子水洗涤5次，放入烘箱中在60℃温度下干燥8h，得干燥物；再称取5g壳聚糖加入到500mL质量分数
8%乙酸溶液中，搅拌至壳聚糖完全溶解后加入上述干燥物，浸泡10min后取出，挤出多余液体，自然干燥，干燥后浸泡在500mL浓度为0.5g/L氯化钯溶液中浸泡，浸泡后15min取出，挤出多余液体后再放入500mL浓度为1g/L次亚磷酸钠溶液中浸泡20min，浸泡后取出用去离子水洗涤3次，用吹风机吹干；最后称取3g纳米铁粉加入到聚四氟乙烯高压反应釜中，并加入上述吹干后的泡沫碎块和1000mL蒸馏水，超声分散50min后密封反应釜，并将反应釜放入鼓风干燥箱中，在160℃水热反应20h，反应结束后冷却至室温，过滤去除多余液体，将滤渣放入真空烘箱中，在80℃条件下干燥10h，干燥后即可得到电磁屏蔽材料。

[0015] 经实例检测，本发明制得的电磁屏蔽材料在12GHz条件下本发明电磁屏蔽材料的电磁屏蔽效能达40dB，具有有益的电磁屏蔽效果，其表面电阻率为8.7×1015Ω。