CN114775330B - 一种碳纤维电磁屏蔽纸及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种碳纤维电磁屏蔽纸及其制备方法和应用，原料包括碳纤维和碳纤维负载的吸波剂，吸波剂为二硫化钼(MoS2)和铁元素(Fe)，所述吸波剂填补碳纤维形成纸后的孔隙，所述电磁屏蔽纸中二硫化钼的质量分数为3％‑25％，电磁屏蔽纸中铁元素的质量分数为2‑8％。制备方法为：先固压成型初步碳纸，负载选用二硫化钼及铁粉吸波剂超声浸渍，通过固压、热压、烘干后制得，制得的碳纤维纸具有优良的电磁屏蔽性能和优异的力学性能；该碳纤维电磁屏蔽纸制备效率高，成本低、市场适用性广。

Description

一种碳纤维电磁屏蔽纸及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于特种纸技术领域，具体涉及一种碳纤维电磁屏蔽纸及其制备方法和应用。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
电子信息产业的迅速发展，导致目前无线通信设备及高频电子器件广泛应用在各大领域，在享受科技的便利时，不可忽视的是日益严重的电磁干扰与电磁污染。这些不仅对电子元器件造成干扰，甚至损害元器件，而且还会对我们人体造成潜在的健康危害，水源、大气、噪声三大污染后，电磁辐射也成为了第四大污染，长期处在电磁辐射环境中会对人体神经、器官、系统产生难以改变的伤害。
柔性基的电磁屏蔽纸，在一点程度上可以吸收、反射衰减电子设备发出的电磁波，使得其能量衰减，透过率减少，屏蔽表面反射损耗，屏蔽体的吸收损耗和内部的多次反射损耗，最终实现电磁屏蔽的效果。目前的电磁屏蔽纸主要以添加介电材料与吸波剂以此来实现吸收与电磁屏蔽的效果。镀镍碳纤维屏蔽纸，虽然性能有所提高，但是由于其成本相对较高，且在制作工程过程中工艺复杂，金属镀层在使用过程中易发生断裂，并不能投以生产使用；MXene屏蔽纸，将MXene进行改性，成本较高、且制作工艺复杂，MXene不容易被刻蚀，刻蚀过程复杂且有一定危险性。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种碳纤维电磁屏蔽纸及其制备方法和应用。涉及到一种电磁屏蔽效果好、成本低、制作工艺简单的电磁屏蔽纸。
为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：
第一方面，一种碳纤维电磁屏蔽纸，原料包括碳纤维和碳纤维负载的吸波剂，吸波剂为二硫化钼(MoS2)和铁元素(Fe)，所述吸波剂填补碳纤维形成纸后的孔隙，所述电磁屏蔽纸中二硫化钼的质量分数为3％-25％，电磁屏蔽纸中铁元素的质量分数为2-8％。
本发明提出了一种碳纤维屏蔽纸，利用碳纤维作为纸基体负载二硫化钼和铁单质，电阻型吸波剂与磁损耗型吸波剂提高了阻抗匹配，填补了碳纤维机体本身抄纸形成的空隙，增加了电磁波的传播路径，促进其衰减特性，有效拓宽了吸收频带，提高了电磁波的吸收性能。
所述吸波剂填补碳纤维形成纸后的孔隙，解决了提供一种柔性基的电磁屏蔽纸的问题，吸收电磁波，使其能量衰减，透过率减少。另外解决了在碳纤维镀金属，金属镀层容易在使用过程中发生断裂，导致不能使用的问题。
在本发明的一些实施方式中，所述电磁屏蔽纸中二硫化钼的质量分数为5％-20％；可选的，二硫化钼的质量分数为5％、10％、20％。
在本发明的一些实施方式中，所述电磁屏蔽纸中铁元素的质量分数为3-6％；可选的，铁元素的质量分数为3％、4％、5％、6％。
电磁屏蔽纸中所负载的二硫化钼与铁单质不同，导致电磁屏蔽纸表现的导电性具有较大的差别，可知元素之间的相互作用和含量也是比较重要的。
在本发明的一些实施方式中，所述碳纤维为短切碳纤维；优选的，短切碳纤维的长度为3-5mm。短切碳纤维是由碳纤维长丝切断制成，短切具有优良的力学性能同时具有优良的导电性能。
在本发明的一些实施方式中，原料还包括分散剂，分散剂为聚氧化乙烯溶液，所述聚氧化乙烯溶液与碳纤维的质量比为1500～2500:1，所述聚氧化乙烯溶液的质量浓度为0.05％-1％。所述分散剂在碳纤维制备初步碳纸的过程中起到提高碳纤维的分散性的作用。
在本发明的一些实施方式中，原料还包括成膜剂，成膜剂在碳纤维纸上的附着量约为5％-10％。成膜剂优选为聚乙烯醇(PVA)溶液，所述聚乙烯醇(PVA)溶液的质量分数优选为1％-5％。
在本发明的一些实施方式中，原料还包括树脂，树脂与二硫化钼的质量比为1:5-15；优选为1:5-10。优选的，所述树脂为酚醛树脂。通过树脂将吸波剂与碳纤维纸进行复合。
第二方面，一种碳纤维电磁屏蔽纸的制备方法，碳纤维与分散剂溶液混合后进行初步压轧干燥成型，然后加入成膜剂溶液得到混合物，混合物过滤后的固体进行压轧成型得到润湿初生碳纤维纸，接着进行干燥成型，得到初生碳纤维纸；
树脂酒精溶液与二硫化钼、铁粉混合，得到混合溶液，将初生碳纤维纸与混合溶液混合浸渍，先将浸渍后的初生碳纤维纸进行干燥预成型处理，然后进行预固化成型处理，最后利用热压压制成型，即得。
在本发明的一些实施方式中，干燥成型的温度为60-80℃，时间为5-20min。
在本发明的一些实施方式中，树脂酒精溶液中树脂的质量分数为1-15％；优选为10％。
在本发明的一些实施方式中，浸渍的过程中采用正面超声和反面超声的方法。即将碳纸进行正面和反面超声，有利于碳纸的浸渍更加完全。
在本发明的一些实施方式中，干燥预成型的温度为50-65℃，烘干时间为10-30min。
在本发明的一些实施方式中，预固化处理温度为120-130℃，压强为3-8MPa，时间为30-60min。
在本发明的一些实施方式中，热压压制成型的温度为160-190℃，压强为3-8MPa，时间为30-60min。
第三方面，上述的碳纤维电磁屏蔽纸在电磁屏蔽中的应用。
本发明一个或多个技术方案具有以下有益效果：
本发明提供了一种碳纤维电磁屏蔽纸及其制备方法，通过将二硫化钼与铁作为吸波剂通过一定比例共混超声浸渍碳纤维纸中，通过选用短切碳纤维共混吸波剂方式制成碳纤维电磁屏蔽纸，其制备工艺简单，制备原料易得，兼具优良的强度，优良的导电性能，且电磁屏蔽效能优异，制备可加工性强。制备效率高，成本低、市场适用性广。相比于现有的电磁屏蔽纸解决了使用发生断裂等使用性能较差的问题，提供了一种柔性基电磁屏蔽纸，吸收电磁波，使得其能量衰减，透过率减少。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明实施例1制备的电磁屏蔽纸的SEM图；
图2为本发明实施例2制备的电磁屏蔽纸的SEM图；
图3为本发明实施例3制备的电磁屏蔽纸的SEM图；
图4为本发明实施例4制备的电磁屏蔽纸的SEM图；
图5为本发明实施例5制备的电磁屏蔽纸的SEM图；
图6为本发明实施例6制备的电磁屏蔽纸的SEM图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。下面结合实施例对本发明进一步说明。
实施例1
本实施例中，一种碳纤维电磁屏蔽纸，由0％MoS2与0％Fe粉混合1％酚醛--酒精溶液制成；该电磁屏蔽纸制备方法包括，短切碳纤维抄纸，混合酚醛酒精树脂，热压成型，具体包括以下步骤：
(1)初生碳纤维纸制备
称取1.5g的5mm短切碳纤维，在超声分散中加入到质量分数为0.05％分散剂(聚氧化乙烯溶液)中，加热50℃，通过机械搅拌、超声分散10min，倒入模具中沉淀，使用100N压力使其固化初步成型10min，再加入1％成膜剂(聚乙烯醇)中2min，取出后过滤5min，放入压力机下压制成型2min得到湿润初生碳纤维纸，放入纸页干燥机75℃干燥20min制成初生碳纤维纸。
(2)酚醛树脂溶液混合吸波剂
称取10g酚醛，加入到90g酒精溶液中制成质量分数为10％的酚醛酒精溶液，将碳纸放入模具中，倒入0％MoS2-0％Fe的酚醛树脂溶液，为保证树脂浸渍完全，采用正面超声5min，反面超声5min后将其取出。
(3)干燥预成型
将0％MoS2-0％Fe初生碳纤维纸放入纸页干燥机，在60℃下进行20分钟的干燥预成型。
(4)预固化成型
将步骤(3)获得的0％MoS2-0％Fe碳纤维纸放入平板硫化机，在温度为120℃、压强为3MPa、时间为60min下预固化成型。
(5)热压压制成型
将步骤(4)获得的0％MoS2-0％Fe碳纤维纸放入平板硫化机，在压强为3MPa、温度为180℃、时间为60min的平板硫化机上热压压制成型，制成碳纤维电磁屏蔽纸，记为MF1，如图1所示。
实施例2
本实施例中，一种碳纤维电磁屏蔽纸，由5％MoS2与0％Fe粉混合1％酚醛--酒精溶液制成，所述吸波剂为MoS2；该电磁屏蔽纸制备方法包括，短切碳纤维抄纸，混合酚醛酒精树脂，热压成型，具体包括以下步骤：
(1)初生碳纤维纸制备
称取1.5g的5mm短切碳纤维，在超声分散中加入到质量分数为0.05％分散剂(聚氧化乙烯溶液)中，加热50℃，通过机械搅拌、超声分散10min，倒入模具中沉淀，使用100N压力使其固化初步成型10min，再加入1％成膜剂(聚乙烯醇)中2min，取出后过滤5min，放入压力机下压制成型10min得到湿润初生碳纤维纸，放入纸页干燥机100℃干燥20min制成初生碳纤维纸。
(2)酚醛树脂溶液混合吸波剂
称取10g酚醛，加入到90g酒精溶液中制成质量分数为10％的酚醛酒精溶液，称取5g的MoS2，超声混合10min加入酚醛酒精溶液制成5％MoS2-0％Fe酚醛树脂溶液，将碳纸放入模具中，倒入5％MoS2-0％Fe的酚醛树脂溶液，为保证树脂浸渍完全，采用正面超声5min，反面超声5min后将其取出。
(3)干燥预成型
将5％MoS2-0％Fe初生碳纤维纸放入纸页干燥机，在60℃下进行20分钟的干燥预成型。
(4)预固化成型
将步骤(3)获得的5％MoS2-0％Fe碳纤维纸放入平板硫化机，在温度为120℃、压强为3MPa、时间为60min下预固化成型。
(5)热压压制成型
将步骤(4)获得的5％MoS2-0％Fe碳纤维纸放入平板硫化机，在压强为3MPa、温度为180℃、时间为60min的平板硫化机上热压压制成型，制成碳纤维电磁屏蔽纸，记为MF2，如图2所示。
实施例3
一种碳纤维电磁屏蔽纸，由10％MoS2、0％Fe混合1％酚醛--酒精溶液制成，所述吸波剂为MoS2；该电磁屏蔽纸制备方法包括，短切碳纤维抄纸，混合酚醛酒精树脂，热压成型，具体包括以下步骤：
(1)初生碳纤维纸制备
称取1.5g的5mm短切碳纤维，在超声分散中加入到质量分数为0.05％分散剂(聚氧化乙烯溶液)中，加热50℃，通过机械搅拌、超声分散10min，倒入模具中沉淀，使用100N压力使其固化初步成型10min，再加入1％成膜剂(聚乙烯醇)中2min，取出后过滤5min，放入压力机下压制成型10min得到湿润初生碳纤维纸，放入纸页干燥机100℃干燥20min制成初生碳纤维纸。
(2)酚醛树脂溶液混合吸波剂
称取10g酚醛，加入到90g酒精溶液中制成质量分数为10％的酚醛酒精溶液，称取10g的MoS2，超声混合10min加入酚醛酒精溶液制成10％MoS2-0％Fe的酚醛树脂溶液，将碳纸放入模具中，倒入10％MoS2--0％Fe的酚醛树脂溶液，为保证树脂浸渍完全，采用正面超声5min，反面超声5min后将其取出。
(3)干燥预成型
将10％MoS2-0％Fe初生碳纤维纸放入纸页干燥机，在60℃下进行20分钟的干燥预成型。
(4)预固化成型
将步骤(3)获得的10％MoS2-0％Fe碳纤维纸放入平板硫化机，在温度为120℃、压强为3MPa、时间为60min下预固化成型。
(5)热压压制成型
将步骤(4)获得的10％MoS2-0％Fe碳纤维纸放入平板硫化机，在压强为3MPa、温度为180℃、时间为60min的平板硫化机上热压压制成型，制成碳纤维电磁屏蔽纸，记为MF3，如图3所示。
实施例4
本实施例中，一种碳纤维电磁屏蔽纸，由15％MoS2、0％Fe混合1％酚醛--酒精溶液制成，所述吸波剂为MoS2；该电磁屏蔽纸制备方法包括，短切碳纤维抄纸，混合酚醛酒精树脂，热压成型，具体包括以下步骤：
(1)初生碳纤维纸制备
称取1.5g的5mm短切碳纤维，在超声分散中加入到质量分数为0.05％分散剂(聚氧化乙烯溶液)中，加热50℃，通过机械搅拌、超声分散10min，倒入模具中沉淀，使用100N压力使其固化初步成型10min，再加入1％成膜剂(聚乙烯醇)中2min，取出后过滤5min，放入压力机下压制成型10min得到湿润初生碳纤维纸，放入纸页干燥机80℃下干燥成型20min制成初生碳纤维纸。
(2)酚醛树脂溶液混合吸波剂
称取10g酚醛，加入到90g酒精溶液中制成质量分数为10％的酚醛酒精溶液，称取15g的MoS2，超声混合10min加入酚醛酒精溶液制成15％MoS2-0％Fe的酚醛树脂溶液，将碳纸放入模具中，倒入15％MoS2-0％Fe的酚醛树脂溶液，为保证树脂浸渍完全，采用正面超声5min，反面超声5min后将其取出。
(3)干燥预成型
将15％MoS2-0％Fe初生碳纤维纸放入纸页干燥机，在60℃下进行20分钟的干燥预成型。
(4)预固化成型
将步骤(3)获得的15％MoS2-0％Fe碳纤维纸放入平板硫化机，在温度为120℃、压强为3MPa、时间为60min下预固化成型。
(5)热压压制成型
将步骤(4)获得的15％MoS2-0％Fe碳纤维纸放入平板硫化机，在压强为3MPa、温度为180℃、时间为60min的平板硫化机上热压压制成型，制成碳纤维电磁屏蔽纸，记为MF4，如图4所示。
实施例5
本实施例中，一种碳纤维电磁屏蔽纸，由10％MoS2、3％Fe粉混合1％酚醛--酒精溶液制成，所述吸波剂为MoS2和Fe；该电磁屏蔽纸制备方法包括，短切碳纤维抄纸，混合酚醛酒精树脂，热压成型，具体包括以下步骤：
(1)初生碳纤维纸制备
称取1.5g的5mm短切碳纤维，在超声分散中加入到质量分数为0.05％分散剂(聚氧化乙烯溶液)中，加热50℃，通过机械搅拌、超声分散10min，倒入模具中沉淀，使用100N压力使其固化初步成型10min，再加入1％成膜剂(聚乙烯醇)中2min，取出后过滤5min，放入压力机下压制成型10min得到湿润初生碳纤维纸，放入纸页干燥机100℃干燥20min制成初生碳纤维纸。
(2)酚醛树脂溶液混合吸波剂
称取10g酚醛，加入到90g酒精溶液中制成质量分数为10％的酚醛酒精溶液，称取10g的MoS2和3g的Fe粉，超声混合10min加入酚醛酒精溶液制成10％MoS2-3％Fe酚醛树脂溶液，将碳纸放入模具中，倒入10％MoS2-3％Fe的酚醛树脂溶液，为保证树脂浸渍完全，采用正面超声5min，反面超声5min后将其取出。
(3)干燥预成型
将10％MoS2-3％Fe初生碳纤维纸放入纸页干燥机，在60℃下进行20分钟的干燥预成型。
(4)预固化成型
将步骤(3)获得的10％MoS2-3％Fe碳纤维纸放入平板硫化机，在温度为120℃、压强为3MPa、时间为60min下预固化成型。
(5)热压压制成型
将步骤(4)获得的10％MoS2-3％Fe碳纤维纸放入平板硫化机，在压强为3MPa、温度为180℃、时间为60min的平板硫化机上热压压制成型，制成碳纤维电磁屏蔽纸，记为MF5，如图5所示。
实施例6
本实施例中，一种碳纤维电磁屏蔽纸，由0％MoS2、3％Fe粉混合1％酚醛--酒精溶液制成，所述吸波剂为Fe；该电磁屏蔽纸制备方法包括，短切碳纤维抄纸，混合酚醛酒精树脂，热压成型，具体包括以下步骤：
(1)初生碳纤维纸制备
称取1.5g的5mm短切碳纤维，在超声分散中加入到质量分数为0.05％分散剂(聚氧化乙烯溶液)中，加热50℃，通过机械搅拌、超声分散10min，倒入模具中沉淀，使用100N压力使其固化初步成型10min，再加入1％成膜剂(聚乙烯醇)中2min，取出后过滤5min，放入压力机下压制成型10min得到湿润初生碳纤维纸，放入纸页干燥机100℃干燥20min制成初生碳纤维纸。
(2)酚醛树脂溶液混合吸波剂
称取10g酚醛，加入到90g酒精溶液中制成质量分数为10％的酚醛酒精溶液，称取3g的Fe粉，超声混合10min加入酚醛酒精溶液制成0％MoS2-3％Fe酚醛树脂溶液，将碳纸放入模具中，倒入0％MoS2-3％Fe的酚醛树脂溶液，为保证树脂浸渍完全，采用正面超声5min，反面超声5min后将其取出。
(3)干燥预成型
将0％MoS2-3％Fe初生碳纤维纸放入纸页干燥机，在60℃下进行20分钟的干燥预成型。
(4)预固化成型
将步骤(3)获得的0％MoS2-3％Fe碳纤维纸放入平板硫化机，在温度为120℃、压强为3MPa、时间为60min下预固化成型。
(5)热压压制成型
将步骤(4)获得的0％MoS2-3％Fe碳纤维纸放入平板硫化机，在压强为3MPa、温度为180℃、时间为60min的平板硫化机上热压压制成型，制成碳纤维电磁屏蔽纸，记为MF6，如图6所示。
实验测试：
采用SJ50524-1995标准中材料屏蔽性能测试方法在8.2×109GHZ--12.4×109GHZ的频率范围内对实施例制备的电磁屏蔽纸的电磁屏蔽性能进行测试，采用ST-2258C型多功能数字式四探针测试仪对电磁屏蔽纸在室温下的电阻率进行测试，采用万能力学试验机对电磁屏蔽纸的拉伸断裂应力进行测试，样品大小1cm×3cm。测试结果表1所示。
表1实施例测试结果
Figure BDA0003679221210000121
其中，在x波段(8.2-12.4GHZ)下MF1的电磁屏蔽性能介于51.6-57.4dB，在8.2GHZ下取得最大值57.4dB，在11.5GHZ下取得最小值51.6dB；在x波段(8.2-12.4GHZ)下MF2的电磁屏蔽性能介于53.6-58.1dB，在8.2GHZ下取得最大值58.1dB，在12.4GHZ下取得最小值51.6dB；在x波段(8.2-12.4GHZ)下MF3的电磁屏蔽性能介于54.9-63.7dB，在12.4GHZ下取得最大值63.7dB，在8.2GHZ下取得最小值54.9dB；在x波段(8.2-12.4GHZ)下MF4的电磁屏蔽性能介于62.9-67.4dB，在12.4GHZ下取得最大值67.4dB，在8.2GHZ下取得最小值62.9dB；在x波段(8.2-12.4GHZ)下MF5的电磁屏蔽性能介于67.9-77.6dB，在9.8GHZ下取得最大值77.6dB，在12.4GHZ下取得最小值67.9dB；在x波段(8.2-12.4GHZ)下MF6的电磁屏蔽性能介于59.1-70.6dB，在12.4GHZ下取得最大值70.6dB，在8.2GHZ下取得最小值59.1dB。
表1表明，随着MoS2的比例增加，在碳纤维纸中构成导电网络，其电阻率下降，屏蔽性能提高，MoS2为介电质型吸波剂，在碳纤维纸中形成界面极化。Fe在碳纤维纸中为磁性损耗剂，构成磁性损耗，且金属粉可以增加碳纤维导电性，在碳纤维纸中发生自然共振和涡流损耗。MoS2与Fe的协同作用导致碳纤维纸的导电性虽然不如15：0比例的导电网络，但是其发生介电损耗与磁性损耗两种作用，且MoS2发生界面极化，协同导致其电磁屏蔽性能提高。
图1中观察到碳纤维纸被酚醛树脂包覆，可以发现碳纤维之间并没有形成完整的导电网络，短切碳纤维分散在酚醛树脂中，但由于碳纤维自身的良好电导率，导致了介电损耗，同样有比较高的屏蔽性能。MF2在MF1的基础上添加质量分数为5％MoS2吸波剂，MoS2作为半导体，其导电性能不如碳纤维，观察途中发现当MOS2混合在树脂体系中，MoS2包覆在短切碳纤维上，与碳纤维协同作用，初步构成导电网络，如图2所示。在MF1的基础上添加质量分数为10％MoS2吸波剂，当MoS2的含量继续增加时，导电网络进一步形成，MoS2的吸收性能也进一步提高，其界面极化与介电损耗机制进一步增加，如图3所示，可以发现MoS2的均匀分布在碳纤维上，且含量增加。在MF1的基础上添加质量分数为15％MoS2吸波剂，MoS2的质量分数为15％时，观察其表面完全为MoS2，在树脂中也有团聚的MoS2形成，MoS2包覆的碳纤维构成导电网络，其电阻率下降，界面极化进一步增加，电磁波在内部发生界面极化导致其转为热能损耗掉，电磁屏蔽性能也发生提高，如图4所示。在MF1的基础上添加质量分数为10％MoS2与3％Fe吸波剂，由于MoS2与Fe的协同作用，导电网络的介电损耗，电介质型吸波剂MoS2的界面极化，金属粉颗粒的自然共振与涡流损耗，导致屏蔽性能达到最优。图5中发现，在碳纤维上包覆了MoS2，在短切碳纤维节点处金属Fe粉与碳纤维和MoS2构成导电网络，且金属粉提高了电磁屏蔽纸的导电性能，因此其屏蔽性能达到最大。在MF1的基础上添加质量分数为3％Fe吸波剂，在图6中可以发现，金属Fe粉主要发生在短切碳纤维的节点处，由于金属的优异导电性能，在电磁屏蔽纸中提升了其导电率，由于磁性金属Fe的引入导致在屏蔽纸上发生磁性损耗，发生自然共振与涡流损耗效应，导致其电磁屏蔽性能增加。
实施例7
(1)初生碳纤维纸制备
称取1.5g的5mm短切碳纤维，在超声分散中加入到质量分数为0.05％分散剂(聚氧化乙烯溶液)中，加热50℃，通过机械搅拌、超声分散10min，倒入模具中沉淀，使用100N压力使其固化初步成型10min，再加入1％成膜剂(聚乙烯醇)中2min，取出后过滤5min，放入压力机下压制成型10min得到湿润初生碳纤维纸，放入纸页干燥机100℃干燥20min制成初生碳纤维纸。
(2)酚醛树脂溶液混合吸波剂
称取1g酚醛，加入到99g酒精溶液中制成质量分数为1％的酚醛酒精溶液，称取10g的MoS2和3g的Fe粉，超声混合10min加入酚醛酒精溶液制成10％MoS2-3％Fe酚醛树脂溶液，将碳纸放入模具中，倒入10％MoS2-3％Fe的酚醛树脂溶液，为保证树脂浸渍完全，采用正面超声5min，反面超声5min后将其取出。
(3)干燥预成型
将10％MoS2-3％Fe初生碳纤维纸放入纸页干燥机，在60℃下进行20分钟的干燥预成型。
(4)预固化成型
将步骤(3)获得的10％MoS2-3％Fe碳纤维纸放入平板硫化机，在温度为120℃、压强为3MPa、时间为60min下预固化成型。
(5)热压压制成型
将步骤(4)获得的10％MoS2-3％Fe碳纤维纸放入平板硫化机，在压强为3MPa、温度为180℃、时间为60min的平板硫化机上热压压制成型，制成碳纤维电磁屏蔽纸。
实施例8
(1)初生碳纤维纸制备
称取1.5g的5mm短切碳纤维，在超声分散中加入到质量分数为0.05％分散剂(聚氧化乙烯溶液)中，加热50℃，通过机械搅拌、超声分散10min，倒入模具中沉淀，使用100N压力使其固化初步成型10min，再加入1％成膜剂(聚乙烯醇)中2min，取出后过滤5min，放入压力机下压制成型10min得到湿润初生碳纤维纸，放入纸页干燥机100℃干燥20min制成初生碳纤维纸。
(2)酚醛树脂溶液混合吸波剂
称取5g酚醛，加入到95g酒精溶液中制成质量分数为5％的酚醛酒精溶液，称取10g的MoS2和3g的Fe粉，超声混合10min加入酚醛酒精溶液制成10％MoS2-3％Fe酚醛树脂溶液，将碳纸放入模具中，倒入10％MoS2-3％Fe的酚醛树脂溶液，为保证树脂浸渍完全，采用正面超声5min，反面超声5min后将其取出。
(3)干燥预成型
将10％MoS2-3％Fe初生碳纤维纸放入纸页干燥机，在60℃下进行20分钟的干燥预成型。
(4)预固化成型
将步骤(3)获得的10％MoS2-3％Fe碳纤维纸放入平板硫化机，在温度为120℃、压强为3MPa、时间为60min下预固化成型。
(5)热压压制成型
将步骤(4)获得的10％MoS2-3％Fe碳纤维纸放入平板硫化机，在压强为3MPa、温度为180℃、时间为60min的平板硫化机上热压压制成型，制成碳纤维电磁屏蔽纸。
实施例5、7～8制备的碳纤维电磁屏蔽纸的工艺参数与拉伸强度如表2所示。
表2实施例5、7～8制备的碳纤维电磁屏蔽纸的工艺参数与拉伸强度
Figure BDA0003679221210000151
Figure BDA0003679221210000161
表2表明，树脂浓度影响碳纤维电磁屏蔽纸的拉伸强强度，树脂浓度越高，拉伸强度越高。当树脂浓度为10％时，拉伸强度可达611.55MPa。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种碳纤维电磁屏蔽纸，其特征在于：原料包括碳纤维和碳纤维负载的吸波剂，吸波剂为二硫化钼和铁元素，所述吸波剂填补碳纤维形成纸后的孔隙，所述电磁屏蔽纸中二硫化钼的质量分数为3%-25%，电磁屏蔽纸中铁元素的质量分数为2-8%；原料还包括分散剂、成膜剂和树脂；
所述碳纤维为短切碳纤维；
所述碳纤维上包覆了二硫化钼，在短切碳纤维节点处Fe粉与碳纤维和二硫化钼构成导电网络；
所述碳纤维电磁屏蔽纸的制备方法为：
碳纤维与分散剂溶液混合后进行初步压轧干燥成型，然后加入成膜剂溶液得到混合物，混合物过滤后的固体进行压轧成型得到润湿初生碳纤维纸，接着进行干燥成型，得到初生碳纤维纸；
树脂酒精溶液与二硫化钼、铁粉混合，得到混合溶液，将初生碳纤维纸与混合溶液混合浸渍，先将浸渍后的初生碳纤维纸进行干燥预成型处理，然后进行预固化成型处理，最后利用热压压制成型，即得；
所述树脂酒精溶液中树脂的质量分数为1-15%；
所述干燥成型的温度为60-80℃，时间为5-20min；
所述浸渍的过程中采用正面超声和反面超声的方法。
2.如权利要求1所述的碳纤维电磁屏蔽纸，其特征在于：所述电磁屏蔽纸中二硫化钼的质量分数为5%-20%。
3.如权利要求1所述的碳纤维电磁屏蔽纸，其特征在于：所述电磁屏蔽纸中铁元素的质量分数为3-6%。
4.如权利要求1所述的碳纤维电磁屏蔽纸，其特征在于：所述短切碳纤维的长度为3-5mm。
5.如权利要求1所述的碳纤维电磁屏蔽纸，其特征在于：所述分散剂为聚氧化乙烯溶液，所述聚氧化乙烯溶液与碳纤维的质量比为1500~2500:1，所述聚氧化乙烯溶液的质量浓度为0.05%-1%。
6.如权利要求1所述的碳纤维电磁屏蔽纸，其特征在于：所述成膜剂在碳纤维纸上的附着量为5%-10%。
7.如权利要求1所述的碳纤维电磁屏蔽纸，其特征在于：所述成膜剂为聚乙烯醇溶液。
8.如权利要求7所述的碳纤维电磁屏蔽纸，其特征在于：所述聚乙烯醇溶液的质量分数为1%-5%。
9.如权利要求1所述的碳纤维电磁屏蔽纸，其特征在于：所述树脂与二硫化钼的质量比为1:5-15。
10.如权利要求1所述的碳纤维电磁屏蔽纸，其特征在于：树脂酒精溶液中树脂的质量分数为10%；
或，干燥预成型的温度为50-65℃，烘干时间为10-30min；
或，预固化处理温度为120-130℃，压强为3-8MPa，时间为30-60min；
或，热压压制成型的温度为160-190℃，压强为3-8MPa，时间为30-60min。
11.利用权利要求1-10任一所述的碳纤维电磁屏蔽纸在电磁屏蔽中的应用。
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