推荐一种PTFE基复合材料、制备方法及应用与流程

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本发明涉及复合材料领域,特别是涉及一种ptfe基复合材料、制备方法及应用。
背景技术
:信息时代电子电气设备的迅猛发展在给人们带来方便的同时,也产生了大量的负面效应,如电磁信息泄露、电磁环境污染和电磁干扰等新的环境污染问题。高性能电磁波屏蔽材料已成为解决电磁波污染的关键技术。随着高频高速5g时代的到来以及可穿戴设备的发展,对电磁屏蔽材料提出了更高的要求。金属材料虽具有良好的电磁屏蔽性能,但其密度大、易腐蚀等特点限制了其进一步应用。因此,发展高效、轻质、柔性、耐腐蚀金属基电磁波屏蔽材料是一项重大挑战。现有材料电磁屏蔽材料如金属类、高性能电磁屏蔽碳包覆银纳米线杂化海绵等不耐老化和腐蚀,在某些结构场合上是可以使用的,但是当需要电磁屏蔽的装置或设施处在恶劣环境条件下如低温、高温、高湿、高盐、油水污染的综合应用场合(海岛、舰船、沙漠),装置或设施上孔洞和缝隙需要防止电磁信号干扰和泄露。现有材料电磁屏蔽材料应对这些恶劣条件下电磁屏蔽就不能满足使用需求了。技术实现要素:本发明主要解决的技术问题是提供一种ptfe基复合材料、制备方法及应用,能够满足在恶劣环境条件下如低温、高温、高湿、高盐、油水污染的综合应用场合(海岛、舰船、沙漠)性能正常使用,且装置或设施上孔洞和缝隙采用本发明的复合材料后,可以可靠防止电磁信号干扰和泄露。为解决上述技术问题,本发明采用的一个技术方案是:提供一种ptfe基复合材料,包括:50wt%~85wt%的聚四氟乙烯ptfe材料和15wt%~50wt%的导电材料制成。在本发明一个较佳实施例中,所述导电材料包括金属粉、碳系和铁氧体类磁性材料中的一种或多种的混合材料。在本发明一个较佳实施例中,金属粉包括镍、铜和银中的一种或多种的混合粉。在本发明一个较佳实施例中,碳系包括碳黑、石墨烯、碳纳米管和碳纤维中的一种或多种的混合物。为解决上述技术问题,本发明采用的另一个技术方案是:提供一种ptfe基复合材料的制备方法,包括以下步骤:1)将聚四氟乙烯ptfe材料和导电材料放入容器里混合均匀,然后缓慢加入润滑剂后,再次混合均匀;2)将混合均匀的粉料通过小口模推挤成条状,再进行双辊压延;3)压延后进行高温加热,即完成复合材料的制备。在本发明一个较佳实施例中,步骤1)中所述润滑剂为煤油、烷烃和乙醇中的一种或多种混合剂。在本发明一个较佳实施例中,步骤1)中所述的容器是规格为60cm×80cm的透明容器。在本发明一个较佳实施例中,步骤2)中的最大推挤压强15mpa~20mpa。在本发明一个较佳实施例中,步骤2)中的双辊压延的辊轮最小间距0.03~0.05mm。在本发明一个较佳实施例中,步骤3)中的高温加热平均温度为200℃~250℃。为解决上述技术问题,本发明采用的另一个技术方案是:提供一种ptfe基复合材料的应用,所述复合材料作为电磁屏蔽材料应用。在本发明一个较佳实施例中,电池屏蔽材料包括:导电布、导电衬垫、导电橡胶、贴片泡棉、导电硅胶、导电涂料和/或吸波材料。本发明的有益效果是:本发明的复合材料性能优异:耐高低温(-60~260℃)、耐腐蚀、耐紫外20年不变色,能够满足装置或设施处在恶劣环境条件下如低温、高温、高湿、高盐、油水污染的综合应用场合(海岛、舰船、沙漠)性能正常使用,且装置或设施上孔洞和缝隙采用本发明的复合材料后,可以可靠防止电磁信号干扰和泄露;本发明的制备方法有利于规模化生产,同时产品平整度好、强度高、屏蔽效能良。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图,其中:图1是本发明ptfe基复合材料的制备方法的工艺流程示意图。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本发明的描述中,需要说明的是,术语“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。请参阅图1,本发明实施例包括:实施例1:一种ptfe基复合材料,包括:50wt%~70wt%的聚四氟乙烯ptfe材料和30wt%~50wt%的碳制成。碳包括碳黑、石墨烯、碳纳米管和碳纤维中的一种或多种的混合物。本发明选用聚四氟乙烯ptfe材料作为基材,聚四氟乙烯ptfe材料可以是乳液、粉末、颗粒等形式。一种ptfe基复合材料的制备方法,包括以下步骤:1)将聚四氟乙烯ptfe细粉和碳放入规格为60cm×80cm的透明容器里混合均匀,然后缓慢加入1100ml润滑剂后,再次混合均匀,其中,润滑剂为煤油、烷烃和乙醇中的一种或多种混合剂;2)将混合均匀的粉料1通过小口模2推挤成条状,最大推挤压强为15mpa~20mpa,再进行双辊压延3,双辊压延3的辊轮最小间距0.03~0.05mm。3)压延后进行高温加热4,加热烘道的平均温度为200℃~250℃,以去除产品中的润滑剂,同时去除应力,最后进行收卷,收卷机5正常收卷速度3rpm~5rpm,即完成复合材料的制备。实施例2:一种ptfe基复合材料,包括:60wt%~80wt%的聚四氟乙烯ptfe材料和20wt%~40wt%的纯金属粉制成。金属粉包括镍、铜和银中的一种或多种的混合粉。本发明选用聚四氟乙烯ptfe材料作为基材,聚四氟乙烯ptfe材料可以是乳液、粉末、颗粒等形式。一种ptfe基复合材料的制备方法,包括以下步骤:1)将聚四氟乙烯ptfe细粉和金属粉放入规格为60cm×80cm的透明容器里混合均匀,然后缓慢加入800ml润滑剂后,再次混合均匀,其中,润滑剂为煤油、烷烃和乙醇中的一种或多种混合剂;2)将混合均匀的粉料1通过小口模2推挤成条状,最大推挤压强为15mpa~20mpa,再进行双辊压延3,双辊压延3的辊轮最小间距0.03~0.05mm。3)压延后进行高温加热4,加热烘道的平均温度为200℃~250℃,以去除产品中的润滑剂,同时去除应力,最后进行收卷,收卷机5正常收卷速度3rpm~5rpm,即完成复合材料的制备。实施例3:一种ptfe基复合材料,包括:65wt%~85wt%的聚四氟乙烯ptfe材料和15wt%~35wt%的镍包碳制成。镍包碳可以是镍包石墨或/和镍包碳纤维中的一种或两种混合物。本发明选用聚四氟乙烯ptfe材料作为基材,聚四氟乙烯ptfe材料可以是乳液、粉末、颗粒等形式。一种ptfe基复合材料的制备方法,包括以下步骤:1)将聚四氟乙烯ptfe细粉和镍包碳放入规格为60cm×80cm的透明容器里混合均匀,然后缓慢加入950ml润滑剂后,再次混合均匀,其中,润滑剂为煤油、烷烃和乙醇中的一种或多种混合剂;2)将混合均匀的粉料1通过小口模2推挤成条状,最大推挤压强为15mpa~20mpa,再进行双辊压延3,双辊压延3的辊轮最小间距0.03~0.05mm。3)压延后进行高温加热4,加热烘道的平均温度为200℃~250℃,以去除产品中的润滑剂,同时去除应力,最后进行收卷,收卷机5正常收卷速度3rpm~5rpm,即完成复合材料的制备。实施例4:一种ptfe基复合材料,包括:60wt%~75wt%的聚四氟乙烯ptfe材料和25wt%~45wt%的铁氧体类磁性材料制成。铁氧体分软磁铁氧体和永磁铁氧体。软磁铁氧体包括锰铁氧体(mno·fe2o3)、锌铁氧体(zno·fe2o3)、镍锌铁氧体(ni-zn·fe2o4)、锰镁锌铁氧体(mn-mg-zn·fe2o4)中的一种或多种组成的铁氧体。永磁铁氧体包括钡铁氧体(bao·6fe2o3)或/和锶铁氧体(sro·6fe2o3)。本发明选用聚四氟乙烯ptfe材料作为基材,聚四氟乙烯ptfe材料可以是乳液、粉末、颗粒等形式。一种ptfe基复合材料的制备方法,包括以下步骤:1)将聚四氟乙烯ptfe细粉和铁氧体放入规格为60cm×80cm的透明容器里混合均匀,然后缓慢加入1000ml润滑剂后,再次混合均匀,其中,润滑剂为煤油、烷烃和乙醇中的一种或多种混合剂;2)将混合均匀的粉料1通过小口模2推挤成条状,最大推挤压强为15mpa~20mpa,再进行双辊压延3,双辊压延3的辊轮最小间距0.03~0.05mm。3)压延后进行高温加热4,加热烘道的平均温度为200℃~250℃,以去除产品中的润滑剂,同时去除应力,最后进行收卷,收卷机5正常收卷速度3rpm~5rpm,即完成复合材料的制备。用四探针法检测实施例1-4的体积电阻率,用法兰同轴测试实施例1-3的屏蔽效能,测试结果如下:测试内容厚度体积电阻率屏蔽效能实施例11.0mm1.5ω·cm23db实施例21.0mm23.6ω·cm12db实施例31.0mm12.9ω·cm18db实施例41.0mm9.4ω·cm15db综上所述,本发明的复合材料性能优异:耐高低温(-60~260℃)、耐腐蚀、耐紫外20年不变色,能够满足装置或设施处在恶劣环境条件下如低温、高温、高湿、高盐、油水污染的综合应用场合(海岛、舰船、沙漠)性能正常使用,且装置或设施上孔洞和缝隙采用本发明的复合材料后,可以可靠防止电磁信号干扰和泄露;本发明的制备方法有利于规模化生产,同时产品平整度好、强度高、屏蔽效能良。本发明还涉及一种ptfe基复合材料的应用,所述复合材料作为电磁屏蔽材料应用。电池屏蔽材料包括:导电布、导电衬垫、导电橡胶、贴片泡棉、导电硅胶、导电涂料和/或吸波材料。以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其它相关的
技术领域
,均同理包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页1 2 3 
技术特征:

1.一种ptfe基复合材料,其特征在于,包括:50wt%~85wt%的聚四氟乙烯ptfe材料和15wt%~50wt%的导电材料制成。

2.根据权利要求1所述的ptfe基复合材料,其特征在于,所述导电材料包括金属粉、碳系和铁氧体类磁性材料中的一种或多种的混合材料。

3.根据权利要求2所述的ptfe基复合材料,其特征在于,金属粉包括镍、铜和银中的一种或多种的混合粉。

4.根据权利要求2所述的ptfe基复合材料,其特征在于,碳系包括碳黑、石墨烯、碳纳米管和碳纤维中的一种或多种的混合物。

5.根据权利要求1所述的ptfe基复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)将聚四氟乙烯ptfe材料和导电材料混合均匀,然后缓慢加入润滑剂后,再次混合均匀;

2)将混合均匀的粉料通过小口模推挤成条状,再进行双辊压延;

3)压延后进行高温加热,即完成复合材料的制备。

6.根据权利要求5所述的ptfe基复合材料的制备方法,其特征在于,步骤1)中所述润滑剂为煤油、烷烃和乙醇中的一种或多种混合剂。

7.根据权利要求5所述的ptfe基复合材料的制备方法,其特征在于,步骤2)中的最大推挤压强15mpa~20mpa。

8.根据权利要求5所述的ptfe基复合材料的制备方法,其特征在于,步骤2)中的双辊压延的辊轮最小间距0.03~0.05mm。

9.根据权利要求1所述的ptfe基复合材料的应用,其特征在于,所述复合材料作为电磁屏蔽材料应用。

10.根据权利要求9所述的ptfe基复合材料的应用,其特征在于,电池屏蔽材料包括:导电布、导电衬垫、导电橡胶、贴片泡棉、导电硅胶、导电涂料和/或吸波材料。

技术总结
本发明公开了一种PTFE基复合材料、制备方法及应用,复合材料包括:50wt%~85wt%的聚四氟乙烯PTFE材料和15wt%~50wt%的导电材料制成;制备方法:将聚四氟乙烯PTFE材料和导电材料混合均匀,然后缓慢加入润滑剂后,再次混合均匀;将混合均匀的粉料通过小口模推挤成条状,再进行双辊压延,高温加热,即完成复合材料的制备;应用于电磁屏蔽材料中。通过上述方式,本发明能够满足装置或设施处在恶劣环境条件下如低温、高温、高湿、高盐、油水污染的综合应用场合(海岛、舰船、沙漠)性能正常使用,且装置或设施上孔洞和缝隙采用本发明的复合材料后,可以可靠防止电磁信号干扰和泄露;本发明的制备方法有利于规模化生产,同时产品平整度好、强度高、屏蔽效能良。

技术研发人员:郭祥;张云;丁荣华;黄彐全;李炳健
受保护的技术使用者:江苏泛亚微透科技股份有限公司
技术研发日:2020.03.26
技术公布日:2020.06.26

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