CN103102620A - 氟塑料基微纳复合滤波材料及其制备方法 - Google Patents

氟塑料基微纳复合滤波材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103102620A
CN103102620A CN2013100597126A CN201310059712A CN103102620A CN 103102620 A CN103102620 A CN 103102620A CN 2013100597126 A CN2013100597126 A CN 2013100597126A CN 201310059712 A CN201310059712 A CN 201310059712A CN 103102620 A CN103102620 A CN 103102620A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ferrite
filter material
carbon nanotube
plastic base
compound filter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2013100597126A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103102620B (zh
Inventor
张献
郑康
田兴友
陈洪莲
包超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Europe Electronic Materials International Innovation Center Hefei Co ltd
Original Assignee
Hefei Institutes of Physical Science of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hefei Institutes of Physical Science of CAS filed Critical Hefei Institutes of Physical Science of CAS
Priority to CN201310059712.6A priority Critical patent/CN103102620B/zh
Publication of CN103102620A publication Critical patent/CN103102620A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103102620B publication Critical patent/CN103102620B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)

Abstract

本发明公开了一种氟塑料基微纳复合滤波材料及其制备方法。材料由氟塑料、碳纳米管和铁氧体按重量比为100:5~60:5~60的比例组成,其中,氟塑料为聚四氟乙烯,或全氟(乙烯丙烯)共聚物,或聚全氟烷氧基树脂,或聚三氟氯乙烯,或乙烯一三氟氯乙烯共聚物,或乙烯一四氟乙烯共聚物,或聚偏二氟乙烯,或聚氟乙烯,碳纳米管的管直径为20~30nm、长度为10~30μm,铁氧体为颗粒状的锰锌铁氧体或镍锌铁氧体,其粒径为0.2~20μm。方法为先将氟塑料、碳纳米管和铁氧体混合均匀得混合物,再将混合物置于转矩流变仪中,于200~350℃下混炼5~25min,制得目标产物。它可将投射到目标产物表面的电磁波能量有选择性地转化成热能耗散掉。

Description

氟塑料基微纳复合滤波材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种复合滤波材料及制备方法,尤其是一种氟塑料基微纳复合滤波材料及其制备方法。
背景技术
碳纳米管由于具有优异的力学和电学性能,耐强酸和强碱的化学特性,以及高的比表面积和长径比,而常被用于增强聚合物材料,或改善聚合物材料的导电导热性能,以扩展聚合物的应用领域,如中国发明专利申请CN 102443274 A于2012年5月9日公布的一种“碳纳米管/高分子复合膜及其制备方法”。该发明专利申请文献中提及了一种由聚偏氟乙烯填充和包覆碳纳米管骨架网络构成的复合膜;其制备方法为先将自支撑碳纳米管薄膜铺设到表面设有牺牲层的固体基板上,再以高分子溶液浸润碳纳米管薄膜,而后将固体基板水平放置,待高分子溶液固化或干燥后,除去牺牲层,并将形成的碳纳米管/高分子复合膜从固体基板上剥离,获得目标产品。但是,无论是目标产品,还是其制备方法,都存在着不足之处,首先,复合膜虽有着防静电、电磁屏蔽、微波吸收、导热传热的性能,却无法对传导型电磁干扰信号进行有效地滤除;其次,制备方法不能获得具有滤波功能的复合材料。
发明内容
本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处,提供一种具有滤波功能的氟塑料基微纳复合滤波材料。
本发明要解决的另一个技术问题为提供一种上述氟塑料基微纳复合滤波材料的制备方法。
为解决本发明的技术问题,所采用的技术方案为:氟塑料基微纳复合滤波材料包含氟塑料和碳纳米管,特别是,
所述复合滤波材料还含有铁氧体,所述氟塑料、碳纳米管和铁氧体的重量比为100:5~60:5~60;
所述氟塑料为聚四氟乙烯,或全氟(乙烯丙烯)共聚物,或聚全氟烷氧基树脂,或聚三氟氯乙烯,或乙烯一三氟氯乙烯共聚物,或乙烯一四氟乙烯共聚物,或聚偏二氟乙烯,或聚氟乙烯;
所述碳纳米管的管直径为20~30nm、长度为10~30μm;
所述铁氧体为颗粒状,其粒径为0.2~20μm。
作为氟塑料基微纳复合滤波材料的进一步改进,所述的碳纳米管为多壁碳纳米管,或单壁碳纳米管;所述的铁氧体为锰锌铁氧体,或镍锌铁氧体;所述的氟塑料基微纳复合滤波材料为环状。
为解决本发明的另一个技术问题,所采用的另一个技术方案为:上述氟塑料基微纳复合滤波材料的制备方法采用熔融共混法,特别是完成步骤如下:
先将氟塑料、碳纳米管和铁氧体混合均匀,得到混合物,再将混合物置于转矩流变仪中,于200~350℃下混炼5~25min,制得氟塑料基微纳复合滤波材料。
作为氟塑料基微纳复合滤波材料的制备方法的进一步改进,所述的碳纳米管为多壁碳纳米管,或单壁碳纳米管;所述的铁氧体为锰锌铁氧体,或镍锌铁氧体;所述的将制得的氟塑料基微纳复合滤波材料置于环状模具中,于200~350℃下模压5~20min,得到环状氟塑料基微纳复合滤波材料。
相对于现有技术的有益效果是,其一,对制得的目标产物分别使用透射电镜和其附带的能谱测试仪进行表征,由其结果可知,目标产物由氟塑料中均匀分散有碳纳米管和铁氧体构成;其中,氟塑料、碳纳米管和铁氧体之间的重量比为100:5~60:5~60,氟塑料为聚四氟乙烯,或全氟(乙烯丙烯)共聚物,或聚全氟烷氧基树脂,或聚三氟氯乙烯,或乙烯一三氟氯乙烯共聚物,或乙烯一四氟乙烯共聚物,或聚偏二氟乙烯,或聚氟乙烯,碳纳米管的管直径为20~30nm、长度为10~30μm,铁氧体为颗粒状,其粒径为0.2~20μm。其二,对制得的目标产物使用矢量网络分析仪进行表征,其结果显示目标产物在300kHz~1GHz的频段范围内具有较高的滤波性能,表征的结果如表1所示:
测试频率(MHz) 测试结果(dB/m)
0.3 0
0.5 0
5 0.7~0.8
10 1.5~2.1
100 9.4~10.5
500 35.2~43.5
950 58.3~70.6
其三,制备方法科学、有效:既充分地利用了氟塑料所具有的优异的耐化学腐蚀性、耐氧化性、耐候性等特殊性能;又巧妙地整合了碳纳米管具有的优异的导电性、机械性能、吸波性和铁氧体具有的优异的化学稳定性及磁性能而具有了较好的电磁屏蔽效果;还使微米级的铁氧体与碳纳米管之间形成了均匀的导电、导磁和导热网络,充分地发挥了碳纳米管的吸波特性和铁氧体的低频屏蔽效果,从而将投射到氟塑料表面的电磁波能量有选择性地转化成为热能耗散掉,圆满地达到了低通高不通的滤波目的,使目标产物同时具备了轻质、耐候性强、滤波性能好的特点;更有着制备工艺简单、无污染、成本低、产率高,适于大规模工业化生产的优点。
作为有益效果的进一步体现,一是碳纳米管优选为多壁碳纳米管,或单壁碳纳米管,铁氧体优选为锰锌铁氧体,或镍锌铁氧体,不仅使得原料的来源较为丰富,还使制备工艺更易实施且灵活。二是氟塑料基微纳复合滤波材料优选为环状,利于目标产物滤波性能的充分发挥。三是优选将制得的氟塑料基微纳复合滤波材料置于环状模具中,于200~350℃下模压5~20min,便于得到环状氟塑料基微纳复合滤波材料。
附图说明
下面结合附图对本发明的优选方式作进一步详细的描述。
图1是对制得的目标产物使用透射电镜(TEM)进行表征的结果之一。TEM图像显示出碳纳米管和铁氧体均匀地分布于基体——氟塑料中,有着良好的
分散性。TEM图像中的标尺为0.5μm。
具体实施方式
首先从市场购得或用常规方法制得:
作为氟塑料的聚四氟乙烯、全氟(乙烯丙烯)共聚物、聚全氟烷氧基树脂、聚三氟氯乙烯、乙烯一三氟氯乙烯共聚物、乙烯一四氟乙烯共聚物、聚偏二氟乙烯和聚氟乙烯;作为碳纳米管的多壁碳纳米管和单壁碳纳米管,其管直径为20~30nm、长度为10~30μm;作为铁氧体的锰锌铁氧体和镍锌铁氧体,其粒径为0.2~20μm。
接着,
实施例1
制备的具体步骤为:
先将氟塑料、碳纳米管和铁氧体按照重量比为100:5:60的比例混合均匀;其中,氟塑料为聚偏二氟乙烯,碳纳米管为单壁碳纳米管,铁氧体为锰锌铁氧体,得到混合物。再将混合物置于转矩流变仪中,于200℃下混炼25min。制得近似于图1所示,以及如表1中的数据所示的氟塑料基微纳复合滤波材料。
实施例2
制备的具体步骤为:
先将氟塑料、碳纳米管和铁氧体按照重量比为100:18:46的比例混合均匀;其中,氟塑料为聚偏二氟乙烯,碳纳米管为单壁碳纳米管,铁氧体为锰锌铁氧体,得到混合物。再将混合物置于转矩流变仪中,于238℃下混炼20min。制得近似于图1所示,以及如表1中的数据所示的氟塑料基微纳复合滤波材料。
实施例3
制备的具体步骤为:
先将氟塑料、碳纳米管和铁氧体按照重量比为100:32:32的比例混合均匀;其中,氟塑料为聚偏二氟乙烯,碳纳米管为单壁碳纳米管,铁氧体为锰锌铁氧体,得到混合物。再将混合物置于转矩流变仪中,于275℃下混炼15min。制得如图1所示,以及如表1中的数据所示的氟塑料基微纳复合滤波材料。
实施例4
制备的具体步骤为:
先将氟塑料、碳纳米管和铁氧体按照重量比为100:46:18的比例混合均匀;其中,氟塑料为聚偏二氟乙烯,碳纳米管为单壁碳纳米管,铁氧体为锰锌铁氧体,得到混合物。再将混合物置于转矩流变仪中,于313℃下混炼10min。制得近似于图1所示,以及如表1中的数据所示的氟塑料基微纳复合滤波材料。
实施例5
制备的具体步骤为:
先将氟塑料、碳纳米管和铁氧体按照重量比为100:60:5的比例混合均匀;其中,氟塑料为聚偏二氟乙烯,碳纳米管为单壁碳纳米管,铁氧体为锰锌铁氧体,得到混合物。再将混合物置于转矩流变仪中,于350℃下混炼5min。制得近似于图1所示,以及如表1中的数据所示的氟塑料基微纳复合滤波材料。
再分别选用作为氟塑料的聚四氟乙烯,或全氟(乙烯丙烯)共聚物,或聚全氟烷氧基树脂,或聚三氟氯乙烯,或乙烯一三氟氯乙烯共聚物,或乙烯一四氟乙烯共聚物,或聚偏二氟乙烯,或聚氟乙烯,作为碳纳米管的多壁碳纳米管,或单壁碳纳米管,作为铁氧体的锰锌铁氧体,或镍锌铁氧体,重复上述实施例1~5,同样制得了如或近似于图1所示,以及如表1中的数据所示的氟塑料基微纳复合滤波材料。
若为更便于目标产物的应用,可将制得的氟塑料基微纳复合滤波材料置于环状模具中,于200~350℃下模压5~20min,得到环状氟塑料基微纳复合滤波材料。
显然,本领域的技术人员可以对本发明的氟塑料基微纳复合滤波材料及其制备方法进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种氟塑料基微纳复合滤波材料,包含氟塑料和碳纳米管,其特征在于:
所述复合滤波材料还含有铁氧体,所述氟塑料、碳纳米管和铁氧体的重量比为100:5~60:5~60;
所述氟塑料为聚四氟乙烯,或全氟(乙烯丙烯)共聚物,或聚全氟烷氧基树脂,或聚三氟氯乙烯,或乙烯一三氟氯乙烯共聚物,或乙烯一四氟乙烯共聚物,或聚偏二氟乙烯,或聚氟乙烯;
所述碳纳米管的管直径为20~30nm、长度为10~30μm;
所述铁氧体为颗粒状,其粒径为0.2~20μm。
2.根据权利要求1所述的氟塑料基微纳复合滤波材料,其特征是碳纳米管为多壁碳纳米管,或单壁碳纳米管。
3.根据权利要求1所述的氟塑料基微纳复合滤波材料,其特征是铁氧体为锰锌铁氧体,或镍锌铁氧体。
4.根据权利要求1所述的氟塑料基微纳复合滤波材料,其特征是氟塑料基微纳复合滤波材料为环状。
5.一种权利要求1所述氟塑料基微纳复合滤波材料的制备方法,采用熔融共混法,其特征在于完成步骤如下:
先将氟塑料、碳纳米管和铁氧体混合均匀,得到混合物,再将混合物置于转矩流变仪中,于200~350℃下混炼5~25min,制得氟塑料基微纳复合滤波材料。
6.根据权利要求5所述的氟塑料基微纳复合滤波材料的制备方法,其特征是碳纳米管为多壁碳纳米管,或单壁碳纳米管。
7.根据权利要求5所述的氟塑料基微纳复合滤波材料的制备方法,其特征是铁氧体为锰锌铁氧体,或镍锌铁氧体。
8.根据权利要求5所述的氟塑料基微纳复合滤波材料的制备方法,其特征是将制得的氟塑料基微纳复合滤波材料置于环状模具中,于200~350℃下模压5~20min,得到环状氟塑料基微纳复合滤波材料。
CN201310059712.6A 2013-02-26 2013-02-26 氟塑料基微纳复合滤波材料及其制备方法 Active CN103102620B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310059712.6A CN103102620B (zh) 2013-02-26 2013-02-26 氟塑料基微纳复合滤波材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310059712.6A CN103102620B (zh) 2013-02-26 2013-02-26 氟塑料基微纳复合滤波材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103102620A true CN103102620A (zh) 2013-05-15
CN103102620B CN103102620B (zh) 2015-07-01

Family

ID=48310839

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310059712.6A Active CN103102620B (zh) 2013-02-26 2013-02-26 氟塑料基微纳复合滤波材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103102620B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111333983A (zh) * 2020-03-26 2020-06-26 江苏泛亚微透科技股份有限公司 一种ptfe基复合材料、制备方法及应用
US10941224B2 (en) * 2016-10-07 2021-03-09 Toho Kasei Co., Ltd. Composite resin material and molded body
US20220202235A1 (en) * 2020-12-30 2022-06-30 Whirlpool Corporation Phase-gate hybrid coating crisp plate

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101636449A (zh) * 2006-11-29 2010-01-27 旭化成电子材料株式会社 树脂组合物
CN101778903A (zh) * 2007-07-06 2010-07-14 独立行政法人产业技术综合研究所 由填充剂以及非相容性的树脂或弹性体构成的结构体及其制造方法或其用途

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101636449A (zh) * 2006-11-29 2010-01-27 旭化成电子材料株式会社 树脂组合物
CN101778903A (zh) * 2007-07-06 2010-07-14 独立行政法人产业技术综合研究所 由填充剂以及非相容性的树脂或弹性体构成的结构体及其制造方法或其用途

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10941224B2 (en) * 2016-10-07 2021-03-09 Toho Kasei Co., Ltd. Composite resin material and molded body
CN111333983A (zh) * 2020-03-26 2020-06-26 江苏泛亚微透科技股份有限公司 一种ptfe基复合材料、制备方法及应用
US20220202235A1 (en) * 2020-12-30 2022-06-30 Whirlpool Corporation Phase-gate hybrid coating crisp plate
US12101866B2 (en) * 2020-12-30 2024-09-24 Whirlpool Corporation Phase-gate hybrid coating crisp plate

Also Published As

Publication number Publication date
CN103102620B (zh) 2015-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gupta et al. Carbon materials and their composites for electromagnetic interference shielding effectiveness in X-band
Kumar et al. Recent progress on carbon-based composite materials for microwave electromagnetic interference shielding
Gu et al. Polyimide-based foams: fabrication and multifunctional applications
Li et al. Quick heat dissipation in absorption-dominated microwave shielding properties of flexible poly (vinylidene fluoride)/carbon nanotube/Co composite films with anisotropy-shaped Co (flowers or chains)
Feng et al. Microwave assisted sinter molding of polyetherimide/carbon nanotubes composites with segregated structure for high-performance EMI shielding applications
CN103147226B (zh) 一种制备聚合物基高介电纳米复合材料的方法
CN102585349B (zh) 一种抗静电材料、制备方法及其应用
CN108794812B (zh) 一种电磁屏蔽材料及其制备方法和用途
Li et al. Electromagnetic interference (EMI) shielding of single-walled carbon nanotube epoxy composites
CN104592950B (zh) 高导热石墨烯基聚合物导热膜及其制备方法
CN1767757B (zh) 一种电磁波吸收材料
CN105255113A (zh) 具有双网络结构的聚合物复合材料及其制备方法
JP2015015373A (ja) 電磁波吸収性樹脂組成物及びその成形品
KR101896103B1 (ko) 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체로 혼합 제작되어 활용과 효율이 높은 조성물
CN103102620B (zh) 氟塑料基微纳复合滤波材料及其制备方法
CN105086300B (zh) 轻质导电屏蔽复合材料及其制备方法
CN103509298B (zh) 氟塑料基微纳复合吸波材料及其制备方法
CN110172260A (zh) 一种轻质电磁屏蔽密封材料及其制备方法和应用
CN101604555B (zh) 磁定向碳纳米管复合薄膜隐身材料的制备方法
CN105906846A (zh) 一种氰乙基纤维素基高介电纳米复合膜及其制备方法
Ni et al. Lightweight, radiation-resistant, and flexible polyimide foams with an anisotropic porous structure for efficient thermal insulation applications
Zhang et al. Flexible and High-Performance Electromagnetic Shielding Materials from Waste Polyurethane Foams
Gokce et al. Electromagnetic interference shielding using biomass-derived carbon materials
Lin et al. Electromagnetic shielding of multiwalled, bamboo-like carbon nanotube/methyl vinyl silicone composite prepared by liquid blending
Ling et al. Linear low-density polyethylene/ethylene-octene copolymer/multi-walled carbon nanotube composites with microwave absorbing properties

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20231225

Address after: 230031 No. 2221 Changjiang West Road, Hefei, Anhui

Patentee after: China Europe Electronic Materials International Innovation Center

Address before: 1110 mailbox 230031, Anhui City, Hefei Province

Patentee before: HEFEI INSTITUTES OF PHYSICAL SCIENCE, CHINESE ACADEMY OF SCIENCES

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20240618

Address after: Building 8, 6th Floor, Anhui Science and Technology Transformation Promotion Center (Anhui Academy of Science and Technology), No. 128 Wanshui Road, High tech Zone, Hefei City, Anhui Province, 230088

Patentee after: China Europe Electronic Materials International Innovation Center (Hefei) Co.,Ltd.

Country or region after: China

Address before: 230031 No. 2221 Changjiang West Road, Hefei, Anhui

Patentee before: China Europe Electronic Materials International Innovation Center

Country or region before: China

TR01 Transfer of patent right