一种铜包覆纤维基绝缘电磁屏蔽材料的制备方法

本发明涉及电磁屏蔽材料，尤其涉及一种铜包覆纤维基绝缘电磁屏蔽材料的制备方法及其材料。背景技术：1、随着汽车电子领域对于电磁兼容(emc)和电磁干扰(emi)控制的需求日益增加，因此如何使屏蔽材料与器件基体相融合集成，且在有效屏蔽的同时又不影响器件内部的电气安全和性能是电磁兼容问题电磁的解决关键。但是，目前的导电屏蔽材料仅能以外壳、屏蔽罩、外部涂层等形式才能对器件自身产生的和外界入射的电磁波进行屏蔽，所以对于高电导率材料而言在保证其趋肤效应形成的反向屏蔽场前提下，进一步提高材料界面的绝缘性能是非常重要的选择。2、在众多制备方法中，纤维基一维夹芯结构超轻绝缘屏蔽材料以其独特的优势，例如优良的机械性能和超轻设计，成为研究的热点。一方面，一维纤维材料的导电性较差影响了材料本身的电磁屏蔽性能，对其进行金属包覆可以提升这些性能，而降低一维纤维镀铜的难度和改善一维纤维的镀铜质量是关键问题。采用传统的化学镀铜方法在一维纤维材料上镀铜，存在以下不足：1.由于纤维的表面形态复杂，在纤维材料表面，镀液的流动形态与常规基底表面有很大的不同，导致镀液与纤维表面的接触面积、接触方式发生变化，从而影响镀层的生长过程。这不仅降低了屏蔽效能，也影响了纤维的机械性能；2.纤维材料的表面亲水性差，这使得镀液在纤维表面的润湿性能较差，导致镀层在纤维表面附着性差，均匀性差，而铜层与纤维表面的附着力不足，会导致在使用过程中出现剥落现象，降低了材料的可靠性；3.由于纤维的长度、直径、孔隙率等结构参数的不同，化学镀铜过程中，纤维之间的相互干扰和影响也难以控制，难以保证纤维材料的力学性能稳定，容易出现由于化学反应导致的纤维变形、断裂等现象；4.纤维材料的热学性质和化学性质对镀层质量有着复杂的影响。3、另一方面，绝缘屏蔽技术也是制备纤维基一维夹芯结构超轻绝缘屏蔽材料的关键。然而，如何在保持良好绝缘性能的同时，实现绝缘材料与纤维基质的紧密结合，提高整体材料的性能，也是一直面临的挑战。4、因此，如何提供一种铜包覆纤维基绝缘电磁屏蔽材料的制备方法，通过改善纤维表面镀铜质量和绝缘屏蔽，提高材料电磁屏蔽性能，成为亟待解决的技术问题。技术实现思路1、有鉴于此，为了克服现有技术的不足，本发明提供一种铜包覆纤维基绝缘电磁屏蔽材料的制备方法及其材料。2、一方面，本发明提供一种铜包覆纤维基绝缘电磁屏蔽材料的制备方法，该方法包括：3、步骤一、纤维基体敏化处理4、采用氯化亚锡、盐酸和去离子水配制敏化液，按配比采用敏化液对纤维基体进行敏化处理，得到经过敏化处理的纤维基体；5、步骤二、纤维基体活化处理6、采用硝酸银、去离子水和酒石酸钾钠配制活化液，采用氨水将活化液的ph值调整至8，按配比采用经过ph值调整的活化液对经过敏化处理的纤维基体进行活化处理，制得经过活化处理的纤维基体；7、步骤三、铜包覆纤维基材料制备8、采用乙二胺四乙酸二钠、酒石酸钾钠、硫酸铜、氢氧化钠以及2-2联吡啶配制镀铜液，按配比采用镀铜液对经过活化处理的纤维基体进行镀铜处理，制得铜包覆纤维基材料；9、步骤四、铜包覆纤维基绝缘电磁屏蔽材料制备10、配制苯乙烯单体溶液，按配比将步骤三制备的铜包覆纤维基材料分散至苯乙烯单体溶液中，在水浴搅拌条件下向分散有铜包覆纤维基材料的苯乙烯单体溶液中滴加过硫酸铵溶液，对搅拌后的产物清洗和干燥处理，得到铜包覆纤维基绝缘电磁屏蔽材料。11、优选地，本发明的铜包覆纤维基绝缘电磁屏蔽材料的制备方法，步骤一中，敏化液中氯化亚锡的浓度为5-20g/l，敏化液中盐酸的浓度为10-25ml/l。12、优选地，本发明的铜包覆纤维基绝缘电磁屏蔽材料的制备方法，步骤一中，按配比采用敏化液对纤维基体进行敏化处理，得到经过敏化处理的纤维基体，包括：每1g纤维基体置于100ml敏化液中敏化处理，该纤维基体包括碳纤维基体、玻璃纤维基体和芳纶纤维基体等一维结构材料，敏化时间为10min，在敏化处理后对纤维基体进行清洗，制得经过敏化处理的纤维基体。13、优选地，本发明的铜包覆纤维基绝缘电磁屏蔽材料的制备方法，步骤二中，活化液中硝酸银的浓度为0.05-0.2g/l，活化液中酒石酸钾钠的浓度为0.25-1g/l。14、优选地，本发明的铜包覆纤维基绝缘电磁屏蔽材料的制备方法，步骤二中，按配比采用经过ph值调整的活化液对经过敏化处理的纤维基体进行活化处理，制得经过活化处理的纤维基体，包括：每1g纤维基体置于100ml活化液中活化处理，活化时间为10min，在活化处理后对纤维基体进行清洗，制得经过活化处理的纤维基体。15、优选地，本发明的铜包覆纤维基绝缘电磁屏蔽材料的制备方法，步骤三中，按配比采用镀铜液对经过活化处理的纤维基体进行镀铜处理，制得铜包覆纤维基材料，包括：每1g经过活化处理的纤维基体置于预热至45℃的500ml的镀铜液中，向分散有纤维基体的镀铜液中添加甲醛溶液，溶液体系中甲醛溶液的浓度为5-40ml/l，在镀铜反应过程中通过向溶液体系中添加氢氧化钠溶液维持溶液体系的ph值为8，在镀铜反应后，采用去离子水和无水乙醇依次对反应产物进行清洗，将清洗后的产物在60℃温度下烘干24h，制得铜包覆纤维基材料。16、优选地，本发明的铜包覆纤维基绝缘电磁屏蔽材料的制备方法，步骤三中，镀铜液中乙二胺四乙酸二钠的浓度为15-30g/l、镀铜液中酒石酸钾钠的浓度为10-14g/l，镀铜液中硫酸铜的浓度为5-20g/l，镀铜液中氢氧化钠的浓度为12g/l，镀铜液中2-2联吡啶的浓度为15-26mg/l。17、优选地，本发明的铜包覆纤维基绝缘电磁屏蔽材料的制备方法，步骤四中，配制苯乙烯单体溶液，按配比将步骤三制备的铜包覆纤维基材料分散至苯乙烯单体溶液中，包括：配制苯乙烯单体浓度为1-5mol/l的苯乙烯单体溶液，每1g步骤三制备的铜包覆纤维基材料分散至200ml苯乙烯单体溶液中。18、优选地，本发明的铜包覆纤维基绝缘电磁屏蔽材料的制备方法，步骤四中，在水浴搅拌条件下向分散有铜包覆纤维基材料的苯乙烯单体溶液中滴加过硫酸铵溶液，对搅拌后的产物清洗和干燥处理，得到铜包覆纤维基绝缘电磁屏蔽材料，包括：在水浴搅拌条件下，向每分散1g铜包覆纤维基材料的苯乙烯单体溶液中滴加5ml浓度为0.15mol/l的过硫酸铵溶液，水浴搅拌的温度为70℃，水浴搅拌的时间为3h，采用去离子水和无水乙醇依次对搅拌后的产物进行清洗，将清洗后的产物在60℃温度下烘干24h，得到铜包覆纤维基绝缘电磁屏蔽材料。19、另一方面，本发明提供一种铜包覆纤维基绝缘电磁屏蔽材料，该铜包覆纤维基绝缘电磁屏蔽材料根据上述的方法制得。20、本发明的铜包覆纤维基绝缘电磁屏蔽材料的制备方法及其材料，具有以下有益技术效果：21、1.通过敏化处理和活化处理，使纤维基体表面形成均匀的活性位点，有利于镀液中金属离子的吸附和沉积；通过调控组分配比涉及提高化学镀液的稳定性，使镀层在纤维基体表面均匀沉积，解决了镀层的不均匀性和缺陷，提高镀层的质量和外观。22、2.通过在具有高导电特征和高导热性的纤维材料表面镀铜，形成一层导电性能更强的铜镀层以及更加连续的导电网络，纤维基体能够有效吸收和散射电磁波，镀铜层可以反射电磁波，有效提高了材料的整体电磁屏蔽效果，降低电磁辐射对周围环境和设备的影响。23、3.通过配制苯乙烯单体溶液对铜包覆纤维基材料进行绝缘包覆，在保持良好绝缘性能的同时，实现绝缘材料与纤维基质的紧密结合，提高整体材料的性能。24、4.本发明制备的铜包覆纤维基绝缘电磁屏蔽材料具有优异的电磁屏蔽性能，铜包覆纤维基绝缘电磁屏蔽材料屏蔽性能在1ghz时高达73db。25、5.本发明的制备工艺方法简洁高效、成本低廉，适用于大规模工业生产推广。