一种电磁性能可灵活设计的阻燃型软磁复合材料及其制备方法与流程

本发明属于高分子材料
技术领域：
，涉及一种电磁性能可灵活设计的阻燃型软磁复合材料及其制备方法。
背景技术：
：随着科学技术的发展，人们的生活水平也在不断提高,各种电子产品陆续出现在人们生活当中，为人们的日常生活带来便利，也是人们日常生活中重要的工具。因此,电子产品的性能、质量等直接影响了人们日常生活。为了满足人们日常生活需求，电子产品的检测意义重大。通过电子产品检测，能够进一步保证电子产品性能，生产厂家的市场信誉也能得到进一步的提升。随着电子电器类产品的普及，电子电器类产品的防火安全性也越来越重要。如何确保使用的塑胶产品的阻燃性能，如何保证电子电器类产品的对人的高安全性？阻燃等级的检测有效的克服了这个问题，通过对阻燃等级(hb、v-2、v-1、v-0等)的检测，明确产品的安全性，保障使用者的安全。具有电磁波吸收性能的复合软磁材料通常应用于电子产品中解决电子元器件之间的emi/rfi问题，其作为无源电子元器件同样被越来越多强调必须具有优异的阻燃性能。目前阻燃型电磁吸波复合材料的制备方法通常采用吸收剂和橡胶粘结剂组成，如何同时将两种性能有的放矢地设计到终端电子设备中，最优化地解决终端问题。面临以下问题：1)为了达到最优的电磁性能，要求加入尽量多的电磁吸收剂；2)为了达到最好阻燃效果，要求加入尽量多的阻燃剂。目前阻燃型电磁吸波复合材料的制备方法通常采用吸收剂和橡胶粘结剂组成，为了达到最优的电磁性能，要求加入尽量多的电磁吸收剂。例如：cn106633424a提供了一种阻燃吸波材料的制备方法，属于吸波材料领域，能够制备得到高磁导率的阻燃吸波材料。该阻燃吸波材料的制备方法具体包括:(1)将橡胶与溶剂棍合进行高温低速搅拌，完全溶解后降温到室温，得到橡胶溶液；(2)在上述橡胶溶液中加入阻燃剂，高速分散得到阻燃橡胶溶液；(3)将软磁粉末用偶联剂进行表面包覆后与上述阻燃橡胶溶液低速啮合，加入橡胶交联剂高速分散，得到混合浆料；(4)将混合浆料用涂布法涂布成膜，硫化后，得到阻燃吸波材料。然而，上述专利的缺点是：第一、不能精准调控电磁性能。第二、整体添加无法做到指向性控制电磁吸波性能。第三、不能灵活设计组合性能。第四、其采用溶剂型配方，有大量vocs排放，不符合环保要求。技术实现要素：发明目的：为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种电磁性能可灵活设计的阻燃型软磁复合材料。技术方案：本发明提供了一种电磁性能可灵活设计的阻燃型软磁复合材料，由c1～c7预交联膜中任意两种以上的组合一起层压交联而成；其中，所述c1～c7预交联膜以重量组分计，包括以下组分：a1～a7组分100份、交联剂1～5份、水性粘结剂20～30份、消泡剂1～5份、润湿剂1～5份、流平剂1～5份、去离子水80～100份；所述a1组分由软磁性材料粉体90份和磷氮体系无卤阻燃剂10份组成；所述a2组分由软磁性材料粉体85份和磷氮体系无卤阻燃剂15份组成；所述a3组分由软磁性材料粉体80份和磷氮体系无卤阻燃剂20份组成；所述a4组分由软磁性材料粉体75份和磷氮体系无卤阻燃剂25份组成；所述a5组分由软磁性材料粉体70份和磷氮体系无卤阻燃剂30份组成；所述a6组分由软磁性材料粉体65份和磷氮体系无卤阻燃剂35份组成；所述a7组分由软磁性材料粉体60份和磷氮体系无卤阻燃剂40份组成。本发明所述的电磁性能可灵活设计的阻燃型软磁复合材料，结构和组成合理，可根据使用环境定制开发阻燃且高吸波特性的复合材料，发挥阻燃和吸波双效作用。在具体的元器件附近可根据其要求，定制化设计组合来解决其emi/rfi问题，节约开发制作时间，高效解决终端用户的棘手问题。其中，二维软磁粉(mmp)属于磁损耗型吸收剂，依靠磁滞损耗、涡流损耗和剩余损耗等极化机制衰减吸收电磁噪音。np磷氮体系环保型无卤阻燃剂，在燃烧过程中产生膨胀碳层达到隔热、隔氧、防止表面火焰进一步扩散，达到防火、阻燃作用，并且低烟、无毒、无熔滴，是高效的环保型阻燃剂。进一步的，上述的电磁性能可灵活设计的阻燃型软磁复合材料，所述软磁性材料粉体包括：铁硅系合金微粉、铁硅铝系合金微粉、镍铁系合金微粉、铁钴系合金微粉、软磁铁氧体微粉、非晶态软磁合金微粉以及超微晶软磁合金微粉。软磁性材料粉体可以根据需要进行选择，吸波机理主要为磁损耗及涡流损耗，依靠磁滞损耗、涡流损耗和剩余损耗等极化机制衰减吸收电磁噪音，具有强吸收，效果好、厚度薄、工作频带宽、重量轻、粘结强度高等特点。进一步的，上述的电磁性能可灵活设计的阻燃型软磁复合材料，所述磷氮体系无卤阻燃剂包括磷酸三丁酯、磷酸三(2-乙基己基)酯、磷酸三(2-氯乙基)酯、磷酸三(2，3-二氯丙基)酯、磷酸三(2，3-二溴丙基)酯、pyrol99；磷酸甲苯-二苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、磷酸(2-乙基己基)-二苯酯；氯丹酸酐；二溴甲烷、三氯溴甲烷、二氯溴甲烷及八溴二苯基氧化物、五溴乙基苯、四溴双酚a芳香族溴化物及其他卤代物；磷酸三(二溴丙基)酯及卤代环己烷及其衍生物、十溴联苯醚及其衍生物；碲化合物、羟基铝、氢氧化镁、硼酸盐；三嗪及其衍生物、三聚氰胺。进一步的，上述的电磁性能可灵活设计的阻燃型软磁复合材料，所述水性粘结剂包括：水性丙烯酸、水性聚氨酯、水性丁苯乳液(sbr)、水性羟甲基纤维素(cmc)、水性聚四氟乙烯乳液(ptfe)、水性聚丙烯酸酯(paa)。进一步的，上述的电磁性能可灵活设计的阻燃型软磁复合材料，所述交联剂包括过氧化二异丙苯，过氧化苯甲酰，二叔丁基过氧化物、过氧化氢二异丙苯，二亚乙基三胺，2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷，异氰酸酯、羧酸或酐类、环氧树脂、酚醛树脂。进一步的，上述的电磁性能可灵活设计的阻燃型软磁复合材料，所述润湿剂包括硫酸盐、磺酸盐、脂肪酸或者脂肪酸酯硫酸盐、羧酸皂类、磷酸酯；聚氧乙烯烷基酚醚，聚氧乙烯脂肪醇醚，聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物；硅醇类非离子表面活性剂。进一步的，上述的电磁性能可灵活设计的阻燃型软磁复合材料，所述流平剂为硅油、聚二甲基硅氧烷、聚醚聚酯改性有机硅氧烷、烷基改性有机硅氧烷或丙烯酸酯类和氟改性的丙烯酸酯类的一种或几种混合；所述消泡剂包括乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷。本发明还提供一种电磁性能可灵活设计的阻燃型软磁复合材料的制备方法，包括以下步骤：1)将a1～a7组分中软磁性材料粉体和磷氮体系无卤阻燃剂分别混合得a1～a7的混合物料；2)a1～a7的混合物料分别与交联剂、水性粘结剂、消泡剂、润湿剂、流平剂以及去离子混合搅拌分散均匀得浆料b1～b7；3)将浆料b1～b7通过涂布工艺制作标准厚度的涂布c1～c7预交联膜；4)c1～c7预交联膜中任意两种以上的组合一起，层压交联得所述电磁性能可灵活设计的阻燃型软磁复合材料d。本发明所述的电磁性能可灵活设计的阻燃型软磁复合材料的制备方法，方法合理，预交联膜c1～c7可根据终端使用要求，任意两种或者两种以上的任意组合一起层压交联制作得到d(c1c7或者c1c2c3或者c2c5或者c3c4c7…..))，亦可以是相同组分的两片或者多片一起层压交联制作得到d(c1c1、c1c1c1或者c2c2或者c3c3c3c3…..)。进一步的，上述的电磁性能可灵活设计的阻燃型软磁复合材料的制备方法，所述涂布工艺包括以下步骤：将浆料b1～b7均匀倒至离型膜上，使用滚筒式压延机压延制得b膜；将b膜在120℃～180℃烘干3～5分钟，冷却静置5～8h，使得复合膜材料内部交联固化，各部分充分粘合，撕掉外侧离型膜后得所述c1～c7预交联膜。涂布工艺方法合理，利于大规模工业生产，并且制备后的预交联膜效果好。进一步的，上述的电磁性能可灵活设计的阻燃型软磁复合材料的制备方法，所述层压交联包括以下步骤：预交联膜在热压成型装置于160～220℃、压力5～15mpa条件下进行热压；首先，预交联膜进行排气，排气压力2～4mpa，排气3～5次，每次进行30s，使各层间充分贴合，可有效的提高目标产品的合格率；再进行硫化，提高压力为10～15mpa，硫化100～300s。操作完成后，即可得到预交联膜组合而成的目标产品d(c1c1、c1c1c1或者c2c2或者c3c3c3c3…..)。上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：本发明所述的电磁性能可灵活设计的阻燃型软磁复合材料，通过设计各种组分的原膜配方，可以根据终端用户的具体环境来进行搭配生产符合用户需求的产品。此外，本发明创新性提出了组合搭配层压工艺，电磁性能阶梯分布设计，为终端电子元器件emi/rfi问题解决提供更有高效合理的方案。本发明所述的电磁性能可灵活设计的阻燃型软磁复合材料及其制备方法具有以下优点：第一、可精准调控电磁性能；第二、可以根据终端应用环境指向性控制电磁吸波性能；第三、可以快速灵活设计组合性能；第四、采用水性配方，更环保。附图说明图1为本发明所述的电磁性能可灵活设计的阻燃型软磁复合材料的结构模型的示意图；图2为本发明制备电磁性能可灵活设计的阻燃型软磁复合材料的流程示意图。具体实施方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”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，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据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。实施例1如图1所述的阻燃型软磁复合材料的结构模型，其中a1～a7组分，mmp组分范围60～90％，低于60％电磁性能变差，实用性不足。np组分范围10～40％，低于10％阻燃性能不够，达不到ul94-v2等级，阻燃无法满足要求。以上各组分的特点如下：从a1→a7组分磁导率逐步提高，从a7→a1组分阻燃特性逐步提高。a1号组分：高阻燃，低磁导率；a4号组分：阻燃适中，磁导率适中；a7号组分：低阻燃，高磁导率。c1～c7预交联膜(a1～a7组分)随意组合搭配使用，可以2种组分搭配，亦可以3种组分搭配，更可以4种组分以上搭配使用。实施例2一种电磁性能可灵活设计的阻燃型软磁复合材料d(c1c7)，由c1和c7预交联膜组合一起层压交联而成；其中，所述c1预交联膜以重量组分计，包括以下组分：a1组分100份，所述a1组分由软磁性材料粉体90份和磷氮体系无卤阻燃剂10份组成；交联剂1份、水性粘结剂20份、消泡剂1份、润湿剂1份、流平剂1份、去离子水80份。c1预交联膜具体成分组成及各组分的重量份数如下：此外，所述c7预交联膜以重量组分计，包括以下组分：a7组分100份，所述a7组分由软磁性材料粉体60份和磷氮体系无卤阻燃剂40份组成；交联剂5份、水性粘结剂30份、消泡剂5份、润湿剂5份、流平剂5份、去离子水100份。c7预交联膜具体成分组成及各组分的重量份数如下：上述电磁性能可灵活设计的阻燃型软磁复合材料的制备方法，如图2所示，包括以下步骤：1)将a1、a7组分中软磁性材料粉体和磷氮体系无卤阻燃剂分别混合得a1和a7的混合物料；2)a1、a7的混合物料分别与交联剂、水性粘结剂、消泡剂、润湿剂、流平剂以及去离子混合搅拌分散均匀得浆料b1、b7；3)将浆料b1、b7通过涂布工艺制作标准厚度的涂布c1、c7预交联膜；将浆料b1、b7均匀倒至离型膜上，使用滚筒式压延机压延制得b膜；将b膜在120℃烘干3分钟，冷却静置5h，使得复合膜材料内部交联固化，各部分充分粘合，撕掉外侧离型膜后得所述c1、c7预交联膜；4)c1和c7预交联膜组合一起，层压交联得所述电磁性能可灵活设计的阻燃型软磁复合材料d(c1c7)；所述层压交联包括以下步骤：预交联膜在热压成型装置于160℃、压力10mpa条件下进行热压；首先，预交联膜进行排气，排气压力2mpa，排气3次，每次进行30s，使各层间充分贴合，可有效的提高目标产品的合格率；再进行硫化，提高压力为10mpa，硫化100s，即可得到预交联膜组合而成的目标产品d(c1c7)。实施例3一种电磁性能可灵活设计的阻燃型软磁复合材料d(c3c3c3)，由3个c3预交联膜组合一起层压交联而成；其中，所述c3预交联膜以重量组分计，包括以下组分：a3组分100份，所述a3组分由软磁性材料粉体80份和磷氮体系无卤阻燃剂20份组成；交联剂2份、水性粘结剂25份、消泡剂3份、润湿剂4份、流平剂2份、去离子水90份。c3预交联膜具体成分组成及各组分的重量份数如下：上述电磁性能可灵活设计的阻燃型软磁复合材料的制备方法，如图2所示，包括以下步骤：1)将a3组分中软磁性材料粉体和磷氮体系无卤阻燃剂分别混合得a3的混合物料；2)a3的混合物料分别与交联剂、水性粘结剂、消泡剂、润湿剂、流平剂以及去离子混合搅拌分散均匀得浆料b3；3)将浆料b3通过涂布工艺制作标准厚度的涂布c3预交联膜；所述涂布工艺包括以下步骤：将浆料b3均匀倒至离型膜上，使用滚筒式压延机压延制得b膜；将b膜在180℃烘干5分钟，冷却静置8h，使得复合膜材料内部交联固化，各部分充分粘合，撕掉外侧离型膜后得所述c3预交联膜；4)将三个c3预交联膜组合一起，层压交联得所述电磁性能可灵活设计的阻燃型软磁复合材料d(c3c3c3)，所述层压交联包括以下步骤：预交联膜在热压成型装置于220℃、压力15mpa条件下进行热压；首先，预交联膜进行排气，排气压力4mpa，排气5次，每次进行30s，使各层间充分贴合，可有效的提高目标产品的合格率；再进行硫化，提高压力为15mpa，硫化300s，即可得到预交联膜组合而成的目标产品d(c3c3c3)。实施例4一种电磁性能可灵活设计的阻燃型软磁复合材料d(c1c2c3)，由c1、c2、c3预交联膜组合一起层压交联而成；其中，所述c1预交联膜以重量组分计，包括以下组分：a组分100份，所述a1组分由软磁性材料粉体90份和磷氮体系无卤阻燃剂10份组成；交联剂1份、水性粘结剂20份、消泡剂1份、润湿剂1份、流平剂1份、去离子水80份。c1预交联膜具体成分组成及各组分的重量份数如下：所述c2预交联膜以重量组分计，包括以下组分：a2组分100份，所述a2组分由软磁性材料粉体85份和磷氮体系无卤阻燃剂15份组成；交联剂1份、水性粘结剂25份、消泡剂2份、润湿剂1份、流平剂3份、去离子水100份。c2预交联膜具体成分组成及各组分的重量份数如下：所述c3预交联膜以重量组分计，包括以下组分：a3组分100份，所述a3组分由软磁性材料粉体80份和磷氮体系无卤阻燃剂20份组成；交联剂2份、水性粘结剂25份、消泡剂3份、润湿剂4份、流平剂2份、去离子水90份。c3预交联膜具体成分组成及各组分的重量份数如下：上述电磁性能可灵活设计的阻燃型软磁复合材料的制备方法，如图2所示，包括以下步骤：1)将a1、a2、a3组分中软磁性材料粉体和磷氮体系无卤阻燃剂分别混合得a1、a2、a3的混合物料；2)a1、a2、a3的混合物料分别与交联剂、水性粘结剂、消泡剂、润湿剂、流平剂以及去离子混合搅拌分散均匀得浆料b1、b2、b3；3)将浆料b1、b2、b3通过涂布工艺制作标准厚度的涂布c1、c2、c3预交联膜；所述涂布工艺包括以下步骤：将浆料b1、b2、b3均匀倒至离型膜上，使用滚筒式压延机压延制得b膜；将b膜在150℃烘干3～5分钟，冷却静置6h，使得复合膜材料内部交联固化，各部分充分粘合，撕掉外侧离型膜后得所述c1、c2、c3预交联膜4)c1、c2、c3预交联膜组合一起，层压交联得所述电磁性能可灵活设计的阻燃型软磁复合材料d(c1c2c3)；所述层压交联包括以下步骤：预交联膜在热压成型装置于180℃，压力12mpa条件下进行热压；首先，预交联膜进行排气，排气压力3mpa，排气4次，每次进行30s，使各层间充分贴合，可有效的提高目标产品的合格率；再进行硫化，提高压力为12mpa，硫化180s，即可得到预交联膜组合而成的目标产品d(c1c2c3)。实施例5将吸收剂铁硅铝系合金铁硅铝镍粉和磷氮系阻燃剂混合均匀，再一起加入水性丙烯酸树脂中，添加一定比例的去离子水和交联剂，流平剂、润湿剂和消泡剂，混合搅拌2小时，得到的不同组分的浆料通过涂布工艺制作的预交联膜c，进行性能测试，吸波损耗测试标准gb/t26118.3-2010。各组分比例如下：预交联膜c组合层压后性能对比：组合方式c1c1c1c7c1c2c7c5c6c7c7c7阻燃等级ul94-voul94-v1ul94-voul94-v1ul94-v2磁导率(@3mhz)7011090130150厚度(mm)0.10mm0.10mm0.15mm0.15mm0.10吸波损耗(db)@500mhz-3db-5db-6.5db-7.5db-7.2db由上述测试结果可以看出，不同组合可以获得不同的阻燃性能和磁导率，可以满足客户不同的需求，适应性好。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。当前第1页12