(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211188564.3 (22)申请日 2022.09.27 (71)申请人 合肥工业大 学 地址 242000 安徽省宣城市宣州区薰化路 301号 (72)发明人 汪嘉恒　魏鑫　吴玉程　宫新宇　 陈志远　吴运飞　 (74)专利代理 机构 安徽省合肥新 安专利代理有 限责任公司 34101 专利代理师 乔恒婷 (51)Int.Cl. C08L 63/00(2006.01) C08K 9/04(2006.01) C08K 7/06(2006.01) C08K 9/06(2006.01)C08K 3/22(2006.01) C08K 9/02(2006.01) C08K 3/36(2006.01) C08K 9/10(2006.01) H05K 9/00(2006.01) H01Q 17/00(2006.01) (54)发明名称 双固废复合的高强度高电阻率绝缘电磁屏 蔽和电磁吸收材 料的制备 (57)摘要 本发明公开了一种双固废复合的高强度高 电阻率绝缘电磁屏蔽和电磁吸收材料的制备方 法， 通过采用碳纤维和铁氧体两种工业固废的复 合， 分别利用各自的高介 电和低频磁损耗的优 势， 同时兼顾微波频段的电磁屏蔽， 及微波能量 的转换和吸收。 同时， 本发明绝缘材料对复合碳 纤维结构进行包覆， 从而隔绝碳纤维间的到导电 联通， 即在保证内部屏蔽的同时， 仍具有较高的 体电阻率。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 115521578 A 2022.12.27 CN 115521578 A 1.双固废复合的高强度高电阻率绝缘电磁屏蔽和电磁吸收材料的制备方法， 其特征在 于包括如下步骤： 步骤1： 将经过清洗的0.1 ‑3g短切碳纤维固废均匀分散于20ml无水乙醇或蒸馏水中， 向 其中加入分散剂， 常温下持续超声处理0.5～3h， 通过官能团改善表面的电荷分布， 使碳纤 维均匀分散； 而后经过抽滤或离心分离， 获得具有良好极性溶液分散性的改性短切 碳纤维 粉体； 步骤2： 使用机械合金化方法将铁氧体固废粉碎至50～ 1000nm， 并通过磁分选和过筛进 行提纯和粒径均匀化； 将 0.1‑5g铁氧体粉体 分散于20ml蒸馏水中， 并加入硅烷偶联剂， 超声 处理15～60min后， 在70℃下水浴搅拌3～8h； 反应结束后分别用水和乙醇洗涤并离心分离， 获得表面改性的铁氧体； 步骤3： 将步骤2获得的表面改性的铁氧体分散至30ml甲苯中， 并超声振荡10～30min； 将步骤1获得的改性短切碳纤维粉体加入分散液中， 体系在50～90℃下水浴搅拌3～10h， 反 应结束后依次用水和乙醇洗涤并离心分离， 获得铁氧体修饰的碳纤维粉体材 料； 步骤4： 将步骤3获得的铁氧体修饰的碳纤维粉体材料， 分别采用步骤4a或4b对颗粒进 行绝缘非晶氧化硅或绝 缘聚合物壳层的包覆： 4a： 将铁氧体修饰的碳纤维粉体材料均匀分散于由水、 醇、 氨水组成的混合溶液中， 室 温搅拌0.5～2h， 向体系中缓慢滴加正硅酸四乙酯， 并保持室温继续搅拌反应1～20h； 反应 产物经水和乙醇清洗后， 抽滤或离心分离并干燥， 即获得绝缘非晶SiO2包覆的生物质碳基 屏蔽材料粉体； 4b： 将铁氧体修饰的碳纤维粉体材料均匀分散于浓度 为0.05～8 mol/L的绝缘聚合物单 体水溶液中， 室温搅拌0.5～5h， 向体系中缓慢加入引发剂， 并在0～90℃ 持续搅拌反应1～ 20h， 反应产物经水和乙醇清洗后， 抽滤或离心分离并干燥， 即获得绝缘聚合物包覆的生物 质碳基屏蔽材 料粉体； 步骤5： 将步骤4获得的绝缘壳层包覆的生物质碳基屏蔽材料粉体与器件基体混合， 成 型后获得 具有高电阻率 绝缘包覆的电磁屏蔽材 料或器件。 2.根据权利要求1所述的制备 方法， 其特 征在于： 步骤1中， 所述短切碳纤维的长度为0.5 ‑3mm， 直径为2 ‑5um。 3.根据权利要求1所述的制备 方法， 其特 征在于： 步骤1中， 所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、 十二烷基苯磺酸钠、 十二烷基苯磺酸钠、 KH550、 聚乙二醇、 油酸、 吐温中的一种或几种； 分散剂的添加比例为0.0 01‑3mol/L。 4.根据权利要求1所述的制备 方法， 其特 征在于： 步骤3中， 改性短切碳纤维粉体与表面改性的铁氧体的质量比为1:2 ‑10。 5.根据权利要求1所述的制备 方法， 其特 征在于： 步骤4a中， 所述混合溶 液中氨水、 水、 醇的体积比为1： 2 ～30： 25～60。 6.根据权利要求1所述的制备 方法， 其特 征在于： 步骤4a中， 铁氧体修饰的碳纤维粉体材料分散于混合溶液中的比例为0.01～0.075g/ mL。 7.根据权利要求1所述的制备 方法， 其特 征在于： 步骤4a中， 正硅酸四乙酯的添加体积为总溶 液体积的2 ～20％。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115521578 A 28.根据权利要求1所述的制备 方法， 其特 征在于： 步骤4b中， 所述绝缘聚合物单体选自构成聚苯乙烯、 聚甲基丙烯酸甲酯、 聚苯硫醚、 聚 酰胺、 聚丙烯、 聚对 苯二甲酸丁二酯、 聚酰亚胺、 聚碳酸酯、 聚甲醛、 聚乙烯、 聚氯乙烯或聚乳 酸具有高电阻率的聚合物的单体及其 掺杂或衍 生物的前驱单体。 9.根据权利要求1所述的制备 方法， 其特 征在于： 步骤4b中， 铁氧体修饰的碳纤维粉体材料分散于绝缘聚合物单体水溶液中的比例为 0.01～0.075g/mL。 10.根据权利要求1所述的制备 方法， 其特 征在于： 绝缘壳层包覆的生物质碳基屏蔽材 料粉体的添加质量 为器件基 体质量的10～40％。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115521578 A 3