一种轻质环氧树脂复合材料及其制备方法_2

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[0042] 以下通过实施例形式的【具体实施方式】,对本发明的上述内容再作进一步的详细说 明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容 所实现的技术均属于本发明的范围。
【附图说明】
[0043] 图1是本发明轻质电磁屏蔽性能环氧复合材料的结构示意图:1_环氧树脂/固化剂 基体、2-泡孔、3-镀金属泡沫、4-碳系填料。
【具体实施方式】
[0044] 本发明【具体实施方式】中使用的原料、设备均为已知产品,通过购买市售产品获得 或制备得到。
[0045] -、原料
[0046] 1、泡沫:
[0047] 三聚氰胺甲醛开孔泡沫Basotect W(BASF);
[0048] 开孔泡沫(成都西河镇蜀新海绵厂);
[0049] PVC开孔泡沫(上海莫源实业有限公司);
[0050] PI开孔泡沫(按照专利CN101113209A和/或CN101402795A中的制备方法得到);
[0051] 2、固化剂:
[0052] BAXXODURTM EC301、VERS:AMID?V140和2-乙基-4-甲基咪唑(BASF);
[0053] 乙二胺(上海麦克林生化科技有限公司);
[0054]三乙醇胺/三乙烯四胺(广州信达精细化工有限公司);
[0055]甲基四氢苯酐/DMP_30(濮阳惠成化工有限公司);
[0056]桐油酸酐(合肥宝丰化工有限责任公司);
[0057]聚酰胺650(上海树脂厂);
[0058] 间苯二甲胺(成都西亚化工股份有限公司);
[0059] 3、环氧树脂:
[0060] NPEL-128(台湾南亚集团);
[0061 ] E-51和E-44(巴陵石化有限责任公司);
[0062] REN 1774(Huntsman Corporation);
[0063] CY_183(湖北新景新材料有限公司);
[0064] 4、发泡剂:
[0065] 膨胀微球EXPANCEL?(AkzoNobel N.V.);
[0066] 玻璃空心微珠(秦皇岛玻璃空心微珠厂、3M公司);
[0067]陶瓷空心微珠(上海汇精亚纳米新材料有限公司);
[0068]聚二甲基硅氧烷(上海麦克林生化科技有限公司);
[0069] 4,4_氧代双苯磺酰肼0BSH(广州金昌盛科技有限公司);
[0070] 5、碳系填料:
[0071] 多壁碳纳米管(中科院成都有机化学有限公司);
[0072] 石墨烯(常州第六元素材料科技股份有限公司);
[0073]导电炭黑(安阳德龙化工有限公司);
[0074] 石墨(青岛日升石墨有限公司);
[0075] 碳纳米纤维(北京德科岛金科技有限公司)。
[0076] 二、性能测试
[0077] 1、采用U-NIT两探针电阻测试仪测试所得轻质环氧导电泡沫的电阻,按照以下公 式计算材料的电阻率: 「 ? Μ
[0078] ρ=- Lj
[0079] p为材料的电阻率;R为材料的电阻;S为材料的横截面积,L为材料的长度。
[0080] 2、按照中华人民共和国电子行业军用标准SJ20524,采用Agilent8720ET电磁屏蔽 测试仪对所得轻质环氧导电泡沫进行电磁屏蔽测试。扫描频段为0.05~20GHz、输入OdBm、 测试点201,圆片试样的厚度为2mm,直径为10mm;
[0081 ] 3、排水法测试所得轻质复合材料的密度;
[0082] 4、采用INSTR0N 4302型万能材料实验机测试所得尺寸为30X30 X 15mm3材料的压 缩性能,压缩传感器为30謂,测试速度为2_/11^11,以压缩应变为10%时的强度、模量评价所 得材料的力学性能。
[0083] 实施例1
[0084] (1)制备可发性环氧树脂混合物
[0085] 取100g E51环氧树脂,按照表1中的配比,加入多壁碳纳米管,并在三辊剪切搅拌 机上混合至少五次以上,得到分散均匀的碳纳米管/环氧树脂混合物。然后依次加入聚合物 膨胀微球EXPANCEL? 031DU40、32g聚醚胺固化剂BAXX0DUR? EC301,并混匀,即得到可发性 环氧树脂混合物。
[0086] (2)制备镀银三聚氰胺甲醛(MF)泡沫
[0087] 将尺寸为4cmX3cmX0.5cm的MF开孔泡沫(Basotect W)置于乙醇溶液中,在超声 下清洗30min,以除去表面杂质;将清洗后的MF泡沫置于温度为65°C、浓度为12g/L的氢氧化 钠溶液中浸泡30min左右,以进行表面粗化,然后取出蒸馏水洗净;将粗化后的泡沫置于氯 化亚锡的盐酸溶液(12g/L SnCl2和5mVL浓盐酸)中浸泡lOmin左右,并水洗,再将泡沫置于 低浓度银氨溶液(滴加氨水到3g/L AgN03中至无色透明)中活化20min,得到活化MF泡沫;然 后将活化后的泡沫置于较高浓度的银氨溶液(滴加氨水到l〇g/L AgN03中至无色透明,加入 氢氧化钠至浓度为2.4g/L,再滴入氨水至无色透明)中,再将还原液(lg/L酒石酸,8g/L葡萄 糖,5m/L乙二胺,60ml/L乙醇,0.36g/L PEG-1000)加入银氨溶液中,还原液与银胺溶液的体 积比约2:1,进行化学镀银1小时以上,最后取出清洗并干燥,得到含银量至少为30wt%以上 的镀银MF泡沫。
[0088] (3)取一定质量的步骤1所得的可发性环氧树脂混合物,于45°C下预聚合一段时 间,得到可发性环氧预聚物,如表1所示。将步骤(2)所得的镀银MF泡沫(4CmX3CmX0.5cm) 置于预聚物中,使预聚物充分吸入开孔镀银泡沫内部。然后置于一定温度下发泡4小时,待 环氧树脂固化后,取出切出含镀银泡沫所占据的部分,从而得到轻质电磁屏蔽环氧树脂复 合材料。
[0089]电阻率、电磁屏蔽性能、密度、压缩强度的测试结果见表1。
[0090]表1、实施例1轻质电磁屏蔽环氧树脂复合材料的配方及最终性能测试结果
[0091]
[0092] 实施例2
[0093] (1)制备可发性环氧树脂混合物。
[0094] 取100g NPEL-128环氧树脂,加入3g多壁碳纳米管,并在三辊剪切搅拌机上混合混 匀,得到分散均匀的碳纳米管/环氧树脂混合物。再依次加入1.5g聚合物膨胀微球 EXPANCEL? 051DU 40,50g聚酰胺固化剂VERSAMIDKV140,搅匀,即得到可发性环氧树脂 混合物。
[0095] (2)制备镀镍聚氨酯(PU)泡沫。
[0096] 将PU(4CmX3CmX0.5cm)泡沫置于乙醇溶液中,在超声下清洗30min,以除去表面 杂质;将清洗后的泡沫置于温度为65°C、浓度为12g/L的氢氧化钠溶液中浸泡30min左右, 以进行表面粗化,然后取出蒸馏水洗净;将粗化后的PU泡沫浸泡于氯化亚锡的盐酸溶液 (12g/L SnCl2和5ml/L浓盐酸)中进行敏化处理lOmin左右,并水洗;将敏化的泡沫置于低浓 度氯化钯溶液(0.3g/L PdCl2)中活化20min;将活化的PU泡沫置于40°C的镀镍溶液(硫酸 镍、醋酸钠、磷酸二氢钠按照质量比为3:5:10溶于蒸馏水而配置成300ml溶液,用硼酸调节 PH至5)中,化学镀镍约20min后取出,用蒸馏水适度清洗并烘干。以烘干的PU泡沫为阴极,碳 棒为阳极,60g/L的硫酸镍溶液为电解液,用硫酸调节pH至3,控制直流电流密度为lA/dm 2, 沉积时间为lh,电镀时避免剧烈震动。最后材料取出,置于温度为80°C的真空条件下干燥, 获得含镍79
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