本发明涉及一种电子设备机壳材料的制备方法，属于电磁屏蔽技术领域。
背景技术：
随着信息时代的到来，各种电子、电气设备得到广泛应用，为了建立高速的通讯网络，数字系统的工作频率日趋提高。而随之产生的电磁干扰不但会对人体、自然环境产生危害，而且会对电子设备产生不良影响，特别是大功率高频设备，会对附近电子仪器设备、精密仪表、通讯信号、参数测试等产生严重的干扰，随着电子技术的迅猛发展，人们在日常生活中被动或主动接触的电磁辐射越来越多。科学研究表明，电磁辐射会对人体健康产生重要影响，例如引起神经系统的障碍；造成垂体多种激素紊乱和促肾上腺皮质激素升高等；降低妊娠率，延缓胚胎发育、促使胎儿体重下降等。另一方面，由于电磁波技术在航空航天、通信、军事等领域的广泛应用，因电磁波辐射而导致的信息泄密事件也时有发生。同时，电磁波辐射还会造成电子设备系统失灵，例如外界电子设备的电磁波辐射可能会使心脏起搏器停止工作或发生紊乱，外界电磁波辐射的干扰会造成武器系统失灵等，危害人体生命安全及国家国防安全。因此我们急需采取措施消除或者减少电磁干扰。
目前常见的办法是使用碳材料掺杂电子设备机壳，但是该方法制备的机壳材料中碳材料，电容量较小，表面活性基团少，分散性差，不能有效抑制二次发射杂波、高频电磁波，屏蔽效能低，应用受限。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题：针对传统机壳材料中碳材料，电容量较小，表面活性基团少，分散性差，不能有效抑制二次发射杂波、高频电磁波，屏蔽效能低的问题，本发明提供了一种电子设备机壳材料的制备方法，本发明苯胺原位化学聚合合成聚苯胺包覆碳纳米管，再炭化处理制备氮掺杂碳纳米管，得到以碳纳米管为核、氮掺杂碳层为壳，具有较大电容量，核-壳结构的氮掺杂碳纳米管，并将其与铝基体进行复合制备出铝吸附氮掺杂碳纳米管复合材料，最后与聚酰胺树脂尼龙6等混料后熔融造粒，注塑成型，制得电子设备机壳材料。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
（1）称取3.0~3.6g苯胺，加入480~500mL质量分数为5%盐酸中，以300~400r/min搅拌20~30min后，再加入7.0~8.4g碳纳米管，并以300W超声波超声分散30~50min，得碳纳米管悬浮液，向碳纳米管悬浮液中加入7.0~8.4g过硫酸铵，300~400mL质量分数为5%盐酸，在冰水浴下搅拌20~30min，随后真空过滤，用去离子水洗涤滤渣3~5次，得聚苯胺包覆碳纳米管；
（2）称取3~5g上述聚苯胺包覆碳纳米管，置于真空干燥箱中，在80~90℃下干燥至恒重，随后转入管式炉中，在氮气氛围下以4℃/min加热至400~450℃并保温2~3h，继续加热至700~720℃并保温1~2h，自然冷却至室温，得氮掺杂碳纳米管；
（3）称取1~2g上述氮掺杂碳纳米管，加入80~100mL无水乙醇中，以500W超声波超声分散15~20min，加入95~98g铝粉，以300~400r/min搅拌20~30min，静置1~2h后过滤，将滤渣置于真空干燥箱中，在105~110℃下干燥至恒重，随后装入球磨机中，以400~500r/min球磨2~3h，得铝吸附氮掺杂碳纳米管复合材料；
（4）称取50~60g聚酰胺树脂尼龙6，置于80~90℃鼓风干燥箱中干燥15~20h，将干燥处理的聚酰胺树脂尼龙6与15~20g上述铝吸附氮掺杂碳纳米管复合材料，1~2g硅烷偶联剂KH-570混合后装入高速搅拌机中，以1500~2000r/min搅拌5~8min，得混合料；
（5）将混合料预热至50~60℃后，加入双螺杆挤出机中，加热至220~240℃熔融共混，过60目筛，挤出造粒，冷却至室温，得复合材料颗粒，将复合材料颗粒置于105~110℃真空干燥箱中干燥2~3h后，装入注塑机料桶中，加热至200~250℃，保持温度15~20min，注入预热至80~90℃模具中，压制成型，冷却至室温脱模，得电子设备机壳材料。
经检测本发明制备的电子设备机壳材料抗压强度可达60~70MPa，导热系数达到66~70W/m·K，电磁屏蔽效能可达60~80DB。
本发明的有益技术效果是：
（1）本发明制备的电子设备机壳材料能有效屏蔽电磁辐射，增强了电子设备的使用安全性及延长了产品本身的使用寿命；
（2）本发明制备的电子设备机壳材料屏蔽范围广、屏蔽性能持久，制备工艺简单，制得的产品无毒无害，使用方便适合大规模生产应用。
具体实施方式
称取3.0~3.6g苯胺，加入480~500mL质量分数为5%盐酸中，以300~400r/min搅拌20~30min后，再加入7.0~8.4g碳纳米管，并以300W超声波超声分散30~50min，得碳纳米管悬浮液，向碳纳米管悬浮液中加入7.0~8.4g过硫酸铵，300~400mL质量分数为5%盐酸，在冰水浴下搅拌20~30min，随后真空过滤，用去离子水洗涤滤渣3~5次，得聚苯胺包覆碳纳米管；称取3~5g上述聚苯胺包覆碳纳米管，置于真空干燥箱中，在80~90℃下干燥至恒重，随后转入管式炉中，在氮气氛围下以4℃/min加热至400~450℃并保温2~3h，继续加热至700~720℃并保温1~2h，自然冷却至室温，得氮掺杂碳纳米管；称取1~2g上述氮掺杂碳纳米管，加入80~100mL无水乙醇中，以500W超声波超声分散15~20min，加入95~98g铝粉，以300~400r/min搅拌20~30min，静置1~2h后过滤，将滤渣置于真空干燥箱中，在105~110℃下干燥至恒重，随后装入球磨机中，以400~500r/min球磨2~3h，得铝吸附氮掺杂碳纳米管复合材料；称取50~60g聚酰胺树脂尼龙6，置于80~90℃鼓风干燥箱中干燥15~20h，将干燥处理的聚酰胺树脂尼龙6与15~20g上述铝吸附氮掺杂碳纳米管复合材料，1~2g硅烷偶联剂KH-570混合后装入高速搅拌机中，以1500~2000r/min搅拌5~8min，得混合料；将混合料预热至50~60℃后，加入双螺杆挤出机中，加热至220~240℃熔融共混，过60目筛，挤出造粒，冷却至室温，得复合材料颗粒，将复合材料颗粒置于105~110℃真空干燥箱中干燥2~3h后，装入注塑机料桶中，加热至200~250℃，保持温度15~20min，注入预热至80~90℃模具中，压制成型，冷却至室温脱模，得电子设备机壳材料。
实例1
称取3.0g苯胺，加入480mL质量分数为5%盐酸中，以300r/min搅拌20min后，再加入7.0g碳纳米管，并以300W超声波超声分散30min，得碳纳米管悬浮液，向碳纳米管悬浮液中加入7.0g过硫酸铵，300mL质量分数为5%盐酸，在冰水浴下搅拌20min，随后真空过滤，用去离子水洗涤滤渣3次，得聚苯胺包覆碳纳米管；称取3g上述聚苯胺包覆碳纳米管，置于真空干燥箱中，在80℃下干燥至恒重，随后转入管式炉中，在氮气氛围下以4℃/min加热至400℃并保温2h，继续加热至700℃并保温1h，自然冷却至室温，得氮掺杂碳纳米管；称取1g上述氮掺杂碳纳米管，加入80mL无水乙醇中，以500W超声波超声分散15min，加入95g铝粉，以300r/min搅拌20min，静置1h后过滤，将滤渣置于真空干燥箱中，在105℃下干燥至恒重，随后装入球磨机中，以400r/min球磨2h，得铝吸附氮掺杂碳纳米管复合材料；称取50g聚酰胺树脂尼龙6，置于80℃鼓风干燥箱中干燥15h，将干燥处理的聚酰胺树脂尼龙6与15g上述铝吸附氮掺杂碳纳米管复合材料，1g硅烷偶联剂KH-570混合后装入高速搅拌机中，以1500r/min搅拌5min，得混合料；将混合料预热至50℃后，加入双螺杆挤出机中，加热至220℃熔融共混，过60目筛，挤出造粒，冷却至室温，得复合材料颗粒，将复合材料颗粒置于105℃真空干燥箱中干燥2h后，装入注塑机料桶中，加热至200℃，保持温度15min，注入预热至80℃模具中，压制成型，冷却至室温脱模，得电子设备机壳材料。
经检测本发明制备的电子设备机壳材料抗压强度可达60MPa，导热系数达到66W/m·K，电磁屏蔽效能可达60DB。
实例2
称取3.2g苯胺，加入490mL质量分数为5%盐酸中，以350r/min搅拌25min后，再加入7.5g碳纳米管，并以300W超声波超声分散40min，得碳纳米管悬浮液，向碳纳米管悬浮液中加入7.5g过硫酸铵，350mL质量分数为5%盐酸，在冰水浴下搅拌25min，随后真空过滤，用去离子水洗涤滤渣4次，得聚苯胺包覆碳纳米管；称取4g上述聚苯胺包覆碳纳米管，置于真空干燥箱中，在85℃下干燥至恒重，随后转入管式炉中，在氮气氛围下以4℃/min加热至420℃并保温2.5h，继续加热至710℃并保温1.5h，自然冷却至室温，得氮掺杂碳纳米管；称取1.5g上述氮掺杂碳纳米管，加入90mL无水乙醇中，以500W超声波超声分散18min，加入96g铝粉，以350r/min搅拌25min，静置1.5h后过滤，将滤渣置于真空干燥箱中，在108℃下干燥至恒重，随后装入球磨机中，以450r/min球磨2.5h，得铝吸附氮掺杂碳纳米管复合材料；称取55g聚酰胺树脂尼龙6，置于85℃鼓风干燥箱中干燥18h，将干燥处理的聚酰胺树脂尼龙6与18g上述铝吸附氮掺杂碳纳米管复合材料，1.5g硅烷偶联剂KH-570混合后装入高速搅拌机中，以1800r/min搅拌7min，得混合料；将混合料预热至55℃后，加入双螺杆挤出机中，加热至230℃熔融共混，过60目筛，挤出造粒，冷却至室温，得复合材料颗粒，将复合材料颗粒置于108℃真空干燥箱中干燥2.5h后，装入注塑机料桶中，加热至220℃，保持温度18min，注入预热至85℃模具中，压制成型，冷却至室温脱模，得电子设备机壳材料。
经检测本发明制备的电子设备机壳材料抗压强度可达65MPa，导热系数达到68W/m·K，电磁屏蔽效能可达70DB。
实例3
称取3.6g苯胺，加入500mL质量分数为5%盐酸中，以400r/min搅拌30min后，再加入8.4g碳纳米管，并以300W超声波超声分散50min，得碳纳米管悬浮液，向碳纳米管悬浮液中加入8.4g过硫酸铵，400mL质量分数为5%盐酸，在冰水浴下搅拌30min，随后真空过滤，用去离子水洗涤滤渣5次，得聚苯胺包覆碳纳米管；称取5g上述聚苯胺包覆碳纳米管，置于真空干燥箱中，在90℃下干燥至恒重，随后转入管式炉中，在氮气氛围下以4℃/min加热至450℃并保温3h，继续加热至720℃并保温2h，自然冷却至室温，得氮掺杂碳纳米管；称取2g上述氮掺杂碳纳米管，加入100mL无水乙醇中，以500W超声波超声分散20min，加入98g铝粉，以400r/min搅拌30min，静置2h后过滤，将滤渣置于真空干燥箱中，在110℃下干燥至恒重，随后装入球磨机中，以500r/min球磨3h，得铝吸附氮掺杂碳纳米管复合材料；称取60g聚酰胺树脂尼龙6，置于90℃鼓风干燥箱中干燥20h，将干燥处理的聚酰胺树脂尼龙6与20g上述铝吸附氮掺杂碳纳米管复合材料，2g硅烷偶联剂KH-570混合后装入高速搅拌机中，以2000r/min搅拌8min，得混合料；将混合料预热至60℃后，加入双螺杆挤出机中，加热至240℃熔融共混，过60目筛，挤出造粒，冷却至室温，得复合材料颗粒，将复合材料颗粒置于110℃真空干燥箱中干燥3h后，装入注塑机料桶中，加热至250℃，保持温度20min，注入预热至90℃模具中，压制成型，冷却至室温脱模，得电子设备机壳材料。
经检测本发明制备的电子设备机壳材料抗压强度可达70MPa，导热系数达到70W/m·K，电磁屏蔽效能可达80DB。