[发明专利]一种透波抗静电涂料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种透波抗静电涂料及其制备方法与应用，以低损耗抗静电碳纤维为导电填料，以聚合物涂料为基体，能同时满足抗静电和透波的表面防护要求。所述低损耗抗静电碳纤维的长度为0.1～6mm，含碳量为60～90％，体电阻率为1×10‑2～1×103Ω·cm，介电损耗小于20。透波抗静电涂料的制备方法是将低损耗抗静电碳纤维按重量比大于0.1％且小于5％的含量加入到以聚氨酯为主要成分的聚合物涂料中即得到。将制备的涂料涂覆于基底上，干燥后形成透波抗静电涂层。本发明的优势为该透波抗静电涂料及其涂层能够同时满足抗静电和透波的要求，因此在发挥静电防护作用的同时，几乎不影响电磁波的传输。

技术领域

本发明属于新材料领域，涉及一种能够同时满足抗静电和透波表面防护要求的涂料，其制备方法以及在飞机、通讯、医疗等抗静电领域的应用，具体涉及一种透波抗静电涂料及其制备方法与应用。

技术背景

静电是一种客观的自然现象，产生的方式有多种，如接触、摩擦、感应等。在电子工业、石油工业、兵器工业、纺织工业、橡胶工业、航空航天以及军事等领域，都需要采用静电防护技术来消除静电危害，减少静电造成的损失。在静电防护技术中，在产品或工件表面制备抗静电涂层是最常用的方法之一。

在某些特殊的应用领域，要求零部件或产品既要满足抗静电要求又要同时满足对电磁波的传输性能要求。例如，飞机在高速飞行时与空气强烈摩擦会使飞机表面产生静电，如果静电不能及时释放而积累到一定程度就会发生放电现象，对无线电通讯和导航系统都会产生干扰，甚至会引起雷击或燃爆油箱，带来巨大危害，因此必须对其表面进行抗静电防护。另一方面，飞机上的一些设备需要辐射或接收电磁波，因此抗静电涂层必须同时具有良好的透波性能，以减少对电磁波传输效率的影响。除了飞机外，其他一些应用领域如兵器、船舰、通讯、导弹、医疗等对产品表面防护涂层具有同样的抗静电和透波性能要求。

现有的抗静电涂料中，起抗静电作用的导电填料主要是金属粉、导电云母、炭黑、石墨烯、石墨粉、碳纳米管等，这些导电填料的导电率较高、损耗较大且长径比较小，为了达到一定的抗静电效果，需要很大的添加量才能在涂层中形成连续的导电网络，不但额外增加了重量，更导致涂层的损耗增加，因而对电磁波的反射率增加，大大降低了对电磁波的传输率。根据大量文献报道，当前应用的抗静电涂层仅能满足单一的抗静电要求，不能同时满足损耗低、透波性好的性能要求。

以下列举了几个中国专利公开了不同的抗静电涂料，这些抗静电涂料都采用金属粉、导电云母、炭黑、石墨烯或石墨粉等填料，因此都不能在抗静电的同时满足透波要求。这些专利包括：公开号为CN1296441C的中国专利公开了一种防静电涂料的制备方法，主要以膨胀石墨材料与有机成膜物质和溶剂等混合制得；公开号为CN1147552C的中国专利公开了纳米聚氨酯防静电涂料及其制备方法，将配制好的纳米聚氨酯涂料加入到云母导电粉中，搅拌均匀，研磨，即制成纳米聚氨酯抗静电涂料；公开号为CN1085927的中国专利公开了防静电涂料，是以聚氨酯为基体加入铝粉、助剂等物质复合而成；公开号为CN104877524A的中国专利公开了一种耐高温抗静电涂料，主要以导电粉、石墨粉、炭黑为导电填料；公开号为CN104449010A的中国专利公开了聚合物/石墨烯抗静电涂料、其制备方法及应用，以石墨烯、碳纳米管和金属粉等为导电填料。