吸波材料及其制备方法和应用与流程

文档序号:16314046发布日期:2018-12-19 05:24阅读:640来源:国知局
吸波材料及其制备方法和应用与流程
本发明涉及吸波材料领域,具体涉及一种吸波材料及其制备方法和应用。
背景技术
随着电子行业的迅速发展,无线充电技术的普及,5g网络商用的一步步逼近,人们对各类电子产品的电磁兼容性与可靠性、安全性提出了更高的要求。现代的电子产品,功能越来越强大,电子线路也越来越复杂,电磁干扰(emi)问题越来越突出,抗电磁干扰用吸波材料逐步体现出他的价值。电磁兼容设计实际上就是针对电子产品中产生的电磁干扰进行最佳化设计,使之能成为符合各国或地区电磁兼容性标准的产品,而很多电子产品的设计无法完全从根源上消除电磁干扰,此时emi问题的最终解决就需要用到吸波材料。吸波材料的应用领域很广:5g通讯是通过光电转换的原理进行,相比于4g网络,5g网络的传输速度更快,emi问题严重影响核心部件光模块的正常工作,需要吸波材料解决这个迫在眉睫的问题。rfid电子标签,现代运输储存业的发展离不开电子标签的识别,rfid电子标签遇到金属就不能正常的被识别,在rfid标签上粘贴吸波材料能很好的解决这个问题。电子元器件抗电磁干扰,我们使用的手机、电脑等电子产品,pcb板上有很多电子元器件,其中核心部件一般很容易受到外界磁场或者其他电子元器件发射的磁场的干扰,影响核心部件的运行效率,在核心部件表面粘贴吸波材料,能有效屏蔽外界磁场对该器件的干扰。电磁屏,电磁屏是继电阻屏和电容屏之后的第三代显示技术,因其书写具有“原笔迹”的特点,一般应用在专业绘画,教学,电子签名的特殊领域,电磁屏需要在不同的环境中稳定工作,吸波材料则作为吸波层统一其工作环境。oled加无线充电,自发光有机二极管屏幕的应用来势凶猛,手机内部的弱磁场不会对oled屏幕造成大的干扰,oled屏幕会对无线充电的磁场产生较大反应,要解决这个问题,也离不开吸波材料的支持。要解决上述问题,无线充电线圈内置于手机终端中需要面临很多技术难题,首先需要吸波材料做到磁导率比较高,从而提升吸波材料的吸波效果,另外,电子产品的轻薄化趋势决定了吸波材料必须做的很薄,这些就对吸波材料提出了很高的要求。现有技术中的吸波材料制备工艺复杂、吸收电磁波的效果并不理想。技术实现要素:本发明的目的是为了克服现有技术存在的吸波材料制备工艺复杂、吸收电磁波效果不好的问题,提供一种吸波材料及其制备方法和应用,采用所述制备方法制备得到的吸波材料具有更好的屏蔽性能和吸收电磁波的能力。为了实现上述目的,本发明第一方面提供一种吸波材料,所述吸波材料包括磁性层和任选的屏蔽层,所述磁性层含有片状磁性粉末,其中,所述片状磁性粉末彼此相互分离,且沿所述磁性层的一端到另一端的轴线方向平行分布于所述磁性层中。本发明第二方面提供一种上述吸波材料的制备方法,该方法包括以下步骤:1)形成片状磁性粉末;2)对所述片状磁性粉末进行氢化处理;3)将步骤2)得到的氢化处理后的片状磁性粉末与绝缘粘合剂混合进行制浆,得到涂布浆料,然后将所述涂布浆料在基材表面或屏蔽层表面涂布形成磁性层,并控制形成的磁性层中所述片状磁性粉末彼此相互分离,且沿所述磁性层的一端到另一端的轴线方向平行分布于所述磁性层中;4)对步骤3)得到的材料进行热压,以及可选地去除基材。本发明第三方面提供一种采用上述的方法制备的吸波材料。本发明第四方面提供一种上述吸波材料或采用上述方法制备的吸波材料在抗电磁干扰、电磁屏、oled屏、rfid标签中的应用。通过上述技术方案,本发明达到了以下的有益效果:1)本发明通过氢化处理,可以有效还原高温热处理及球磨造成的粉末氧化现象,最大程度提高吸波材料的磁导率,增强吸波材料的吸波效能;2)本发明利用绝缘粘合剂的流动性包裹片状磁性粉末,使所述片状磁性粉末相互分离,降低了吸波材料的电阻率,从而降低了吸波材料对电磁波的反射率,使所述吸波材料具有更高的磁场屏蔽性能;3)本发明采用球磨工艺,使球形磁性粉末扁平化,有效降低最终获得的吸波材料的厚度,并提高吸波材料的磁导率;4)本发明采用涂布的方式进行生产,步骤简单,操作容易,大大提高了生产效率,使所述吸波材料可以进行大批量工业化生产;5)本发明在涂布时候增加磁场或者在制浆的时候加入定向剂,有助于统一浆料中的片状磁性粉末的朝向,使所述片状磁性粉末规则排列,从而有效阻止了片状磁性粉末的团聚和堆叠,进一步降低磁性层厚度,进而最大程度降低最终制得的吸波材料厚度,在不降低吸波材料屏蔽性能的前提下,实现产品轻薄化。附图说明图1a是本发明的仅包括磁性层的吸波材料的结构示意图;图1b是本发明的包括磁性层和屏蔽层的吸波材料的结构示意图;图2是本发明的磁性层的结构示意图;图3是本发明的球形磁性粉末的球磨过程示意图;图4是本发明的制浆过程示意图;图5是本发明的涂布过程示意图;图6是本发明的热压过程示意图;图7是本发明的制备方法工艺流程图;图8是本发明的磁场发生装置的工作原理示意图;图9是本发明实施例1中球形铁硅铝粉末依次进行热处理、球磨和干燥形成的片状铁硅铝粉末的扫描电子显微镜照片;图10是本发明实施例2中球形羟基铁粉末依次进行热处理、球磨和干燥形成的片状羟基铁粉末的扫描电子显微镜照片。附图标记说明10磁性层20屏蔽层30基材101球形磁性粉末102片状磁性粉末103添加剂104定向剂105绝缘粘合剂11涂布浆料31球磨罐筒旋转方向32球磨罐33磨球41混合机搅拌轴51浆料输送室52磁场发生装置53涂布头54排气管道55烘干室56加热装置57冷却送风装置58冷却室59成品收料卷轴具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本发明第一方面提供一种吸波材料,如图1a、图1b和图2所示,所述吸波材料包括磁性层10和任选的屏蔽层20,所述磁性层10含有片状磁性粉末102,其中,所述片状磁性粉末102彼此相互分离,且沿所述磁性层10的一端到另一端的轴线方向平行分布于所述磁性层10中。在本发明中,受限于实际生产过程中的不可控因素,难以满足所述片状磁性粉末102全部彼此分离,且保障所述片状磁性粉末102达到100%地平行分布,因此,即使实际生产过程中所述片状磁性粉末102出现2-3个片状磁性粉末102团聚和堆叠的现象,所述平行分布指基本平行分布,所述片状磁性粉末102所在平面方向与所述磁性层10所在平面方向之间呈大于0且小于30°的夹角,均可被认为是本发明所述的所述片状磁性粉末102彼此相互分离,且沿所述磁性层10的一端到另一端的轴线方向平行分布于所述磁性层10中。根据本发明,所述吸波材料包括磁性层10和任选的屏蔽层20是指,所述吸波材料可以仅包括磁性层10,也可以包括磁性层10和屏蔽层20。当所述当所述吸波材料仅包括磁性层10时,所述吸波材料的结构示意图如图1a所示,当所述吸波材料包括磁性层10和屏蔽层20时,所述的结构示意图如图1b所示。根据本发明,为了使所述吸波材料具有较高的磁导率和电磁屏蔽性能,所述片状磁性粉末102优选为片状铁硅铝粉末、片状羰基铁粉末、片状羰基镍粉末和片状羰基钴粉末中的至少一种。根据本发明,为了使所述吸波材料进一步获得更高的电磁屏蔽效果,优选地,所述片状磁性粉末102的平均片径为10-300μm,厚度为0.1-2μm,径厚比为5-2000;更优选地,所述片状磁性粉末102的平均片径为50-250μm,厚度为0.1-2μm,径厚比为100-2000。根据本发明,如图1b所示,所述吸波材料包括磁性层10和屏蔽层20,所述屏蔽层20与所述磁性层10接触,所述屏蔽层20与所述磁性层10的层叠顺序没有特别地限定,只要二者相互接触即可。根据本发明,所述屏蔽层20的种类没有特别的限定,只要具有导电效果即可,例如,所述屏蔽层20可以为金属箔、导电布和导电胶的至少一种。优选地,所述屏蔽层20为铝箔、铜箔、导电布和导电胶的至少一种。根据本发明,为了使得所述吸波材料获得最优的综合性能,所述吸波材料的厚度应该适中,所述吸波材料的厚度优选为0.02-0.5mm,例如吸波材料的厚度可以为0.02mm、0.05mm、01.mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm,以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值。如果所述吸波材料的厚度过高,则无法实现电子产品的轻薄化,且降低所述吸波材料的柔韧性,造成所述吸波材料的应用受限;如果所述吸波材料的厚度过低,则无法获得理想的吸收电磁波效果,且加大工艺实施的难度,为了使所述吸波材料兼具优异的磁导率和柔韧性,更优选地,所述吸波材料的厚度为0.03-0.1mm。根据本发明,在所述吸波材料满足上述厚度范围的前体条件下,所述磁性层10的厚度可以为10-500μm,所述屏蔽层20的厚度可以为1-100μm。本发明第二方面提供一种制备前述吸波材料的方法,所述制备方法工艺流程图如图7所示,该方法包括以下步骤:1)形成片状磁性粉末102;2)对所述片状磁性粉末102进行氢化处理;3)将步骤2)得到的氢化处理后的片状磁性粉末102与绝缘粘合剂105混合进行制浆,得到涂布浆料,然后将所述涂布浆料在基材30表面或屏蔽层20表面涂布形成磁性层10,并控制形成的磁性层10中所述片状磁性粉末102彼此相互分离,且沿所述磁性层10的一端到另一端的轴线方向平行分布于所述磁性层10中;4)对步骤3)得到的材料进行热压,以及可选地去除基材30。根据本发明,所述片状磁性粉末102的形成过程包括:将球形磁性粉末101依次进行热处理、球磨和干燥。在本发明,所述球形磁性粉末101要求具有较好的延展性,易于球磨为片状,优选地,所述球形磁性粉末101可以为球形铁硅铝粉、球形羰基粉末和球形羟基粉末中的至少一种,具体地,所述球形羰基粉末可以为球形羰基铁粉、球形羰基镍粉和球形羰基钴粉中的至少一种;所述球形羟基粉末可以为球形羟基铁粉和/或球形羟基镍粉。更优选地,所述球形磁性粉末的粒度为10-500μm。根据本发明,所述热处理过程不受设备、热处理时间、热处理方式等的限制,只要可以实现本发明目的即可,优选地,本发明所述的热处理过程在热处理炉中进行,进行热处理是为了消除球形磁性粉末101的内部应力,降低球磨时形成片状磁性粉末102的阻力,提高球形磁性粉末101的磁性能;作为所述热处理的优选实施方案,所述热处理温度范围可以为400-1000℃,例如热处理温度可以为400℃、500℃、600℃、700℃、800℃、900℃、1000℃以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值,优选地,热处理温度范围可以为600℃-800℃,具体地,所述热处理时间可以为30-150min,例如可以为30min、50min、70min、90min、120min、150min以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值,优选地,热处理时间可以为50-120min。本发明的球磨是为了使所述球形磁性粉末101片状化,降低吸波材料的厚度,提高吸波材料对电磁波的吸收效果。具体的球磨过程如图3所示:将热处理后的球形磁性粉末101置于球磨罐32中,用大小不同、按一定比例配比的磨球33,在有机溶剂的作用下对球形磁性粉末101进行球磨,球磨罐32按照图3中箭头31所示的旋转方向运动,球形磁性粉末101在磨球33滚动挤压的作用下扁平化,被球磨成片状磁性粉末102;其中,所述有机溶剂起到分散球形磁性粉末101、避免球形磁性粉末101团聚的作用,使得球形磁性粉末101更容易被球磨开。根据本发明,为了有效降低最终获得的吸波材料的厚度,并提高吸波材料的磁导率,所述球磨的条件优选使得形成的片状磁性粉末102的片径为10-300μm,厚度为0.1-2μm,径厚比为5-2000。例如,所述片状磁性粉末102的片径可以为10μm、50μm、100μm、150μm、200μm、250μm、300μm以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值,所述片状磁性粉末102的厚度可以为0.1μm、0.5μm、1μm、1.5μm、2μm以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值,所述片状磁性粉末102的径厚比可以为5、10、20、30、40、50、80、100、120、150、200以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值。更优选地,所述球磨的条件使得形成的片状磁性粉末102的片径为50-250μm,厚度为0.1-2μm,径厚比为100-2000。优选情况下,所述球磨条件可以包括:磨球33的直径为2-10mm,相比于体积为1l的球磨罐,磨球的数量为50-300个,所述磨球的材质可以为低碳合金钢球、中碳合金钢球、高锰钢球和稀土铬钼合钢球中的至少一种,球料比为10-50。根据本发明,为了使获得的片状磁性粉末102最大程度扁平化,进一步优选地,所述球磨过程采用3种直径分别为2-3mm、5-6mm和7-8mm的磨球33按个数比为3-5:5-7:1进行。在本发明中,所述球料比是指球磨机内物料与磨球的重量之比,说明在一定球磨罐装载量下球磨过程中球磨罐内存料量的大小。根据本发明,球磨过程中使用的有机溶剂可以为乙醇,所述乙醇的用量与所述球形磁性粉末101的用量的重量比可以为10-50。进一步优选地,本发明采用的球磨方式为正/反转间歇式循环湿法球磨,即采用球磨-停机循环进行,每球磨10-40min停机间歇10-40min;作为本发明的优选实施方案,球磨总时间可以为1-100h,优选地,球磨总时间可以为20-70h,具体地,例如球磨总时间可以为1h、8h、20h、50h、70h、100h以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值;作为本发明的优选实施方案,球磨时球磨机转速可以为100-500rpm,优选地,球磨时球磨机转速可以为200-400rpm,具体地,例如可以为100rpm、200rpm、300rpm、400rpm、500rpm以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值。根据本发明,所述干燥可以采取本领域常规的干燥方式,只要能得到干燥的粉末即可,优选地,干燥方式可以为烘干,烘干为本领域的常规操作,烘干所用设备、烘干时间、烘干温度等不受限制,只要可以将粉末干燥即可。作为本发明的优选实施方案,所述烘干温度可以为40-120℃,具体地,烘干温度可以为40℃、60℃、80℃、100℃、120℃以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值;烘干时间可以为30-300min,优选地,烘干时间可以为90-210min,具体地,例如烘干时间可以为30min、60min、90min、120min、150min、180min、210min、250min、280min、300min以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值。在本发明步骤2)中,将所述片状磁性粉末102进行氢化处理,消除因球磨过程造成的内部残余应力,还原所述片状磁性粉末102因球磨过程造成的微氧化现象。作为本发明的优选实施方案,所述氢化处理的温度可以为400-1000℃,优选地,氢化处理的温度可以为600-800℃,具体地,例如可以为400℃、500℃、600℃、700℃、800℃、900℃、1000℃以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值;氢化处理时间可以为30-150min,具体地,例如氢化处理的时间可以为30min、50min、80min、100min、120min、150min以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值,优选地,氢化处理时间可以为50-100min。作为本发明步骤2)的优选实施方案,所述氢化处理可以在保护气氛下进行,优选地,所述保护气氛由氮气和/或惰性气体提供,所述惰性气体为任何可以想到的惰性气体,优选为氩气和/或氦气,氢化处理环境中氢气的体积浓度为0.1-2%,具体地,例如氢气的体积浓度可以为0.1%、0.5%、1%、1.5%、2%以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值,优选地,氢化处理环境中氢气的体积浓度为1-2%。在本发明步骤3)中,所述制浆为本领域的常规操作,制浆设备、搅拌时间和搅拌速度等不受限制,只要可以实现本发明目的即可。作为本发明的优选实施方案,所述片状磁性粉末102与绝缘粘合剂105两者的用量重量之比可以为6-15:12,具体地,可以为6-15:12、8:12、10:12、13:12、15:12以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值,具体的制浆过程如图4所示:将绝缘粘合剂105和片状磁性粉末102在混合机搅拌轴41的搅拌作用下制成涂布浆料11。当所述片状磁性粉末102与绝缘粘合剂105两者的用量重量之比满足上述范围时,可以有效控制所述片状磁性粉末102彼此相互分离地分布于所述磁性层10中。如前所述,受限于实际生产过程中的不可控因素,难以满足所述片状磁性粉末102全部彼此分离,因此,即使实际生产过程中所述片状磁性粉末102出现2-3个片状磁性粉末102团聚和堆叠的现象仍可被视为所述片状磁性粉末102彼此相互分离。根据本发明,所述绝缘粘合剂105包括有机溶剂和高分子树脂,所述绝缘粘合剂105可以为商购产品,也可以采用以下方式制备获得:如图4所示,将高分子树脂在混合机搅拌轴41的搅拌作用下溶解在有机溶剂中,搅拌速率为100-300rpm,搅拌时间为5-15min,形成绝缘粘合剂105。所用的有机溶剂为任意可以溶解于高分子树脂的有机溶剂,所述高分子树脂为本领域制备绝缘粘合剂的常规高分子树脂,具体地,例如有机溶剂可以为nmp(n-甲基吡咯烷酮),高分子树脂可以为tpu树脂;有机溶剂和高分子树脂的用量质量比可以为3-5:1,具体地,例如有机溶剂和高分子树脂的用量质量比可以为3:1、4:1、5:1以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值。在本发明步骤3)中,所述涂布过程如图5所示,将基材30或屏蔽层20在涂布机上放卷,经过涂布头,涂布所述浆料,然后进行干燥固化,其中,所述基材30的厚度可以为2-100μm,所述屏蔽层20的厚度可以为1-100μm,放卷的速度为0.5-50m/min,所述浆料的湿膜涂布厚度为10-600μm,干燥固化的温度为20-150℃,干燥固化后形成的磁性层层10厚度为10-500μm。根据本发明,当所述吸波材料仅包括磁性层10时,所述涂布过程包括将基材30在涂布机上放卷涂布;当所述吸波材料包括磁性层10和屏蔽层20时,所述涂布过程包括将屏蔽层20在涂布机上放卷涂布,涂布参数如上所述。根据本发明,所述基材30可以为离型膜,所述离型膜的种类可以为本领域常规的离型膜,优选地,所述离型膜为塑料薄膜,具体地,例如所述离型膜可以为pet膜、pi膜和pvc膜中的任意一种;所述基材30的厚度可以为2-100μm,例如所述基材30的厚度可以为2μm、5μm、10μm、25μm、50μm、75μm、100μm、125μm以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值,优选地,所述基材30的厚度为25-100μm,更优选为50-100μm。根据本发明,所述屏蔽层20如前所述,可以为金属箔、导电布和导电胶的至少一种,优选为铝箔、铜箔、导电布和导电胶的至少一种,更优选地,所述屏蔽层为导电布或铜箔,所述屏蔽层的厚度可以为1-100μm,例如,可以为1μm、2μm、5μm、10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm和100μm以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值。作为本发明的一种优选实施方案,步骤3)中,控制形成的磁性层10中所述片状磁性粉末102沿所述磁性层10的一端到另一端的轴线方向平行分布于所述磁性层10中的方法包括:如图8所示,使所述涂布浆料的过程在磁场的存在下进行,这样可以有助于统一涂布浆料11中的片状磁性粉末102的朝向,使所述片状磁性粉末102规则排列平铺于基材30或屏蔽层20表面,进一步降低由其形成的磁性层10的厚度,进而最大程度降低最终制得的吸波材料厚度,在不降低吸波材料屏蔽性能的前提下,实现产品轻薄化。具体地,如图8所示,所述磁场可以通过磁场发生装置52产生,所述磁场发生装置52可以由在涂布装置上下两侧相对设置的异名磁极组成,所述涂布浆料11中的片状磁性粉末102在所述磁场发生装置52产生的磁场作用下,规则排列平铺于基材30或屏蔽层20表面,所述磁场发生装置52产生的磁场强度可以为0.01-1t,所述磁场强度大小可以根据所述相对设置的异名磁极之间的距离进行调控。为了将所述磁性层10的厚度控制在最佳范围,所述磁场强度优选为0.5-1t。作为本发明的另一种优选实施方案,步骤3)中,控制形成的磁性层10中所述片状磁性粉末102沿所述磁性层10的一端到另一端的轴线方向平行分布于所述磁性层10中的方法包括:制浆过程中,加入定向剂,得到含有定向剂104的涂布浆料,然后再使用所述含有定向剂的涂布浆料进行涂布。当所述涂布浆料中含有定向剂时,所述定向剂104中的极性基团对所述片状磁性粉末102具有良好的吸引力,可以牢固吸引所述片状磁性粉末102,在所述片状磁性粉末102表面形成一层包覆层,如图2所示,在涂布成膜过程中,产生趋向涂膜空气界面的力,又由于所述片状磁性粉末102片径面积远大于厚度径向界面面积,所以会产生浮力差,使所述片状磁性粉末102与所述绝缘粘合剂105润湿进而促进流平,在流平作用下,涂布浆料在干燥过程中形成一种收缩力,使得处于直立的所述片状磁性粉末102被拉倒,从而产生定向作用。而所述片状磁性粉末102的径向周围均有绝缘粘合剂105,所述片状磁性粉末102在涂布浆料湿膜厚度越薄越趋近于所述片状磁性粉末102的厚度时,越可以形成与所述磁性层10呈趋于0°的夹角,使所述片状磁性粉末102沿所述磁性层10的一端到另一端的轴线方向平行分布于所述磁性层10中。根据本发明,如前所述,受限于实际生产过程中的不可控因素,难以保障所述片状磁性粉末102达到100%地平行分布,因此,即使实际生产过程中所述片状磁性粉末102所在平面方向与所述磁性层10所在平面方向之间呈大于0且小于30°的夹角,仍可被视作所述片状磁性粉末102沿所述磁性层10的一端到另一端的轴线方向平行分布于所述磁性层10中。根据本发明,所述定向剂104可以包括苯并噻唑类化合物、醋酸丁酸纤维酯和聚乙烯蜡类化合物中的至少一种,优选地,相对于100重量份所述片状磁性粉末102的用量,所述定向剂104的用量为0.1-2重量份。根据本发明,在上述制浆过程中,还可以根据需要加入流平剂、湿润剂和分散剂中的至少一种添加剂103,进一步辅助所述片状磁性粉末102更均匀地分散在所述浆料中。优选地,所述添加剂103的用量可以为0-2重量份。根据本发明一种优选的实施方式,如图5所示,所述涂布的方式优选包括:将基材30或屏蔽层20在涂布机上放卷,经过涂布头53,所述涂布头53处设置有磁场发生装置52,所述磁场发生装置52由上下两侧相对设置的异名磁极组成,当基材30或屏蔽层20经涂布头53涂布所述涂布浆料11时,所述涂布浆料11中的片状磁性粉末102在磁场发生装置52产生的磁场下,规则排列平铺于基材表面,然后涂有浆液11的基材30或屏蔽层20随涂布机放卷,先经过烘干室55,利用加热装置56提供的热量进行干燥固化,再经过冷却室58,利用冷却送风系统57进行冷却降温,最终送入成品收料卷轴59收集所述稀薄材料半成品,其中,所述涂布浆料11由浆料输送室51送入涂布机卷线,所述烘干室55还设置有排气管道55,用于加速涂布浆料11中的有机溶剂的蒸发,加快涂布浆料11的干燥固化速度。在本发明步骤4)中,所述热压步骤又称为交联步骤,将涂布完成的吸波材料进行热压,将线性的高分子形成网状高分子,增加吸波材料韧性,控制磁性层10的厚度及密度,进而控制吸波材料磁性能;所述热压步骤为本领域的常规操作,热压所用设备、热压时间、热压速度等不受限制,温度及速度等可根据实际情况调整,作为本发明的优选实施方案,所述热压温度可以为50-200℃,例如热压温度可以为50℃、100℃、150℃、200℃以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值,优选地,所述热压温度为100-150℃;所述热压速度可以为0.5-30m/min,具体热压过程如图6所示,磁性层10和基材30在热压机上被反复滚压,最后形成的吸波材料的厚度为0.02-0.5mm,例如吸波材料的厚度可以为0.02mm、0.05mm、01.mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值,优选地,吸波材料的厚度为0.1-0.3mm。更优选地,所述热压步骤,使得制得的磁性层10的密度为2-4g/cm3,这样可以进一步保障所述磁性层10可以兼具优异的磁性能和挠曲性能。根据本发明,步骤4)中所述可选地去除基材30是指,当所述吸波材料仅包括磁性层10时,所述热压过程结束之后还包括去除基材30;当所述吸波材料包括磁性层10和屏蔽层20时,所述涂布过程包括将屏蔽层20在涂布机上放卷涂布,热压之后不包括去除基材30的步骤。根据本发明,所述去除基材30的方法可以为机械剥离。在本发明的优选实施方案中,还可以包括:5)对吸波材料的热压成品进行模切或者裁切成实际应用所需尺寸的步骤。此步骤也属于本领域的常规操作,对于模切或者裁切所用的工具没有限制,只要可以得到需要的尺寸即可。例如,当所述吸波材料用于作为电子产品器件的电磁屏时,所述吸波材料的热压成品可以模切或者裁切成1-500mm(长度)×1-500mm(宽度)的矩形规格或者曲率半径为1-250mm的圆形、椭圆形和其他不规则几何图形的规格。本发明第三方面提供一种采用上述方法制备的吸波材料。本发明第四方面提供一种吸波材料在抗电磁干扰、电磁屏、oled屏、rfid标签中的应用。具体地,所述吸波材料适用于电路板或cpu的等部件的抗电磁干扰,所述吸波材料可以适用的频率范围为10khz-50ghz。以下将通过实施例对本发明进行详细描述,但本发明的保护范围并不仅限于此。以下各实施例和对比例中,铁硅铝磁性粉末购自上海绿赫新材料科技有限公司,牌号为lh-fsa78;树脂购自路博润特种化工(上海)有限公司,牌号为80at3;铜箔购自上海绿赫新材料科技有限公司,牌号为lh-c10,厚度为10μm。实施例1(1)将粒度为100-300μm的球形铁硅铝粉末在800℃的热处理炉进行热处理80min;(2)如图3所示,将热处理后的球形铁硅铝粉末以300rpm的转速在球磨机中进行正/反转间歇式循环湿法球磨,每球磨20min停机间歇40min,共球磨时间为50h,球磨过程中,采用3种直径分别为2mm、5mm和7mm的磨球按个数比为3:5:1进行,球磨罐体积为5l,磨球总数量为600个,所述磨球的材质为440c不锈钢球(高碳合金钢球),所述球磨在乙醇的存在下进行,所述乙醇的用量与所述球形铁硅铝粉末的用量的重量比为18:1;(3)将球磨后的铁硅铝粉末在烘箱中65℃烘干120min,得到的片状铁硅铝粉末的扫描电子显微镜照片如图9所示,所述片状铁硅铝粉末的平均片径为50-250μm,厚度为0.1-2μm,径厚比为100-2000;(4)将烘干后的片状铁硅铝粉末在氢气体积浓度为1%的氩气中、800℃的烘箱中进行80min氢化处理;(5)如图4所示,将tpu树脂与有机溶剂nmp在混合机搅拌轴的搅拌下,制成绝缘粘合剂,其中,所述有机溶剂nmp和tpu树脂的用量摩尔比为5:1;(6)如图4所示,将步骤(5)得到的绝缘粘合剂与步骤(4)得到的氢化处理后的片状铁硅铝粉末在混合机搅拌轴的搅拌下,制成涂布浆料,所述铁硅铝粉末与绝缘粘合剂用量的重量比为11:12;(7)如图5所示,将步骤(6)得到的涂布浆料在厚度为10μm的铜箔表面通过涂布的方式形成磁性层,所述涂布的过程包括:将铜箔在涂布机上放卷,经过涂布头,涂布所述涂布浆料,然后进行干燥固化,其中,所述涂布头上下两侧相对设置有异名磁极形成磁场强度为0.8t的磁场(如图8所示),放卷的速度为5m/min,所述浆料的湿膜涂布厚度为35μm,干燥固化的温度为150℃,干燥固化后形成的磁性层厚度为30μm,得到吸波材料半成品;(8)如图6所示,将步骤(7)得到的吸波材料半成品在热压机上进行热压,热压温度为150℃,热压时间为15min,最终制成厚度为0.04mm的吸波材料,所述吸波材料包括磁性层和屏蔽层,其结构如图1b所示,所述磁性层含有片状铁硅铝粉末,所述片状铁硅铝粉末彼此相互分离,且沿所述磁性层的一端到另一端的轴线方向平行分布于所述磁性层中。实施例2按照实施例1的方法制备吸波材料,不同的是,步骤(1)使用的是粒度为100-300μm的球形羟基铁粉,步骤(6)的制浆过程中,还加入聚乙烯蜡类化合物定向剂,所述铁硅铝粉末与定向剂用量的重量比为50:1,且步骤(7)涂布时不提供磁场,得到的吸波材料包括磁性层和屏蔽层,所述磁性层含有的片状羟基铁粉末的扫描电子显微镜照片如图10所示,所述片状羟基铁粉末的平均片径为50-250μm,厚度为0.1-2μm,径厚比为100-2000,所述片状羟基铁粉末彼此相互分离,且沿所述磁性层的一端到另一端的轴线方向平行分布于所述磁性层中。实施例3按照实施例1的方法制备吸波材料,不同的是,所述吸波材料仅包括磁性层,其结构如图1a所示,步骤(7)中的涂布过程包括:将厚度为10μm的pvc膜基材在涂布机上放卷,经过涂布头,涂布所述涂布浆料,然后进行干燥固化,步骤(8)中,热压结束后还包括机械剥离所述pvc膜基材,得到的吸波材料仅包括磁性层,在所述磁性层中,所述片状铁硅铝粉末的平均片径为50-250μm,厚度为0.1-2μm,径厚比为100-2000,所述磁性层中片状铁硅铝粉末彼此相互分离,且沿所述磁性层的一端到另一端的轴线方向平行分布于所述磁性层中。实施例4按照实施例1的方法制备吸波材料,不同的是,步骤(1)热处理温度为400℃。实施例5按照实施例1的方法制备吸波材料,不同的是,步骤(1)热处理温度为1000℃。实施例6按照实施例1的方法制备吸波材料,不同的是,步骤(2)的球磨时间为1h,得到的吸波材料包括磁性层和屏蔽层,在所述磁性层中,所述片状铁硅铝粉末的平均片径为100-250μm,厚度为0.5-2μm,径厚比为80-2000。实施例7按照实施例1的方法制备吸波材料,不同的是,步骤(2)的球磨时间为100h,得到的吸波材料包括磁性层和屏蔽层,在所述磁性层中,所述片状铁硅铝粉末的平均片径为150-300μm,厚度为0.1-1.5μm,径厚比为150-2000。实施例8按照实施例1的方法制备吸波材料,不同的是,步骤(4)的氢化处理温度为1000℃。实施例9按照实施例1的方法制备吸波材料,不同的是,步骤(4)的氢化处理温度为400℃。实施例10按照实施例1的方法制备吸波材料,不同的是,步骤(4)氩气中含氢气的体积分数为0.5%。实施例11按照实施例1的方法制备吸波材料,不同的是,步骤(4)氩气中含氢气的体积分数为2%。实施例12按照实施例1的方法制备吸波材料,不同的是,步骤(7)中的磁场强度为0.05t,得到的吸波材料包括磁性层和屏蔽层,在所述磁性层中,所述片状铁硅铝粉末彼此相互分离,所述片状铁硅铝粉末所在平面方向与所述磁性层所在平面方向之间呈大于0且小于15°的夹角。对比例1按照实施例1的方法制备吸波材料,不同的是,步骤(4)的保护气氛为纯氩气,不含氢气,未对所述片状磁性粉末进行氢化处理。对比例2按照实施例1的方法制备吸波材料,不同的是,步骤(7)涂布时不提供磁场,最终制得的吸波材料中,所述片状铁硅铝粉末在所述磁性层10中呈无规分布。对比例3按照实施例2的方法制备吸波材料,不同的是,步骤(6)的制浆过程中,未加入聚乙烯蜡类化合物定向剂,且步骤(7)涂布时不提供磁场,最终制得的吸波材料中,所述片状羟基铁粉末在所述磁性层10中呈无规分布。对比例4按照实施例1的方法制备吸波材料,不同的是,未进行步骤(1)-(4),直接使用球形铁硅铝粉末进行制浆涂布,所述磁性层10中为球状磁性粉末。测试例采用wk6500b阻抗分析仪,线圈采用test1.0线圈,测试频率为100khz,将制备好的吸波材料磁性层朝向测试线圈,置于线圈上,将直径约50mm的树脂压块放置于吸波材料上方,测试实施例1-12和对比例1-4得到的吸波材料的电感值和品质因数并记录阻抗分析仪显示的数据;采用e5071b网络分析仪,测试频率为6ghz,按照iec62333-2-2006的测试方法测试实施例1-12和对比例1-4得到的吸波材料的s11和s21参数,测试结果如表1所示。表1实施例编号电感值/μh品质因数qs11s21实施例18.6727-0.75db-23db实施例28.2825-0.71db-22db实施例38.1823-0.61db-21db实施例47.2419-0.55db-18db实施例57.3119-0.55db-18db实施例67.4820-0.56db-19db实施例77.9522-0.60db-20db实施例87.8920-0.58b-20db实施例98.4226-0.68db-21db实施例108.4726-0.70db-22db实施例118.6027-0.71db-22db实施例128.7828-0.81db-25db对比例16.7818-0.51db-25db对比例26.1013-0.52db-28db对比例36.0211-0.51db-30db对比例45.8610-0.50db-35db注:上表中的电感值表示储能器件储存能量能力的一种质量指标,品质因数表示一个储能器件(如电感线圈、电容等)、谐振电路中所储能量同每周期损耗能量之比的一种质量指标,所述电感值和品质因数越高,表示所述吸波材料的吸收电磁波的能力越强,屏蔽性能越好;s11表示电磁波反射率的一种指标,s21表示电磁波透射率的一种指标,所述s11的绝对值越高,所述s21的绝对值越低,表示所述吸波材料的吸收电磁波的能力越强,屏蔽性能越好。通过表1的结果可以看出,氢化处理有助于提高吸波材料的电感和品质因数,提高材料吸收电磁波的能力;在适当的热处理温度、球磨时间、氢化处理温度、氢化处理的气氛中氢气浓度和磁场强度下加工所述吸波材料,有助于使材料更好的释放内部应力,提高吸波材料的电感和品质因数,提高材料吸收电磁波的能力;采用本发明制备方法制备的吸波材料中,所述磁性层含有片状磁性粉末,所述片状磁性粉末彼此相互分离,且沿所述磁性层的一端到另一端的轴线方向平行分布于所述磁性层中具有更好的屏蔽性能和吸收电磁波的能力。以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合,这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。当前第1页12
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