[发明专利]一种电磁波屏蔽涂料及其制备方法

说明书

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种电磁波屏蔽涂料及其制备方法，按重量份数计由以下组分构成：水溶性聚氨酯树脂、炭包纳米电磁波屏蔽剂、金属粉、1,2‑双(三氟甲磺酰氧基)四甲基乙硅烷、润湿剂松油醇、水41‑43重量份、碳化硅晶须、乙醇；炭包纳米电磁波屏蔽剂为本发明自制，制备出的电磁波屏蔽涂料在30KHz‑20GHz的频率范围内均可达到‑60dB以上的屏蔽效能，且能够耐高低温。

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种电磁波屏蔽涂料及其制备方法。

背景技术

随着信息技术和电磁波通讯的爆炸式发展，千兆赫兹频段的电磁干涉问题也日益突出。电磁干涉污染会导致医学、工业、商业、军事等领域的电子设备和系统故障。当生物长时间暴露在电磁波辐射环境下，也会引起潜在的危害。电磁干涉屏蔽或电磁波吸收材料被用来衰减这些多余的电磁能，对于民用和军用都非常重要。因此，研究人员大力发展高效的电磁波吸收材料，而且兼顾质轻、吸收强、频带宽等特点。

今年来电磁波屏蔽涂料研究得到大力发展，公知用于屏蔽电磁波的材料，如中国大陆发明专利公告第CN101805491号的一种具有电磁波遮蔽效果的复合材料及其制备方法，其成分包含有一多壁纳米碳管、一聚丙烯腈以及一甲苯，该多壁纳米碳管按质量比具有0.5至4份，该聚丙烯腈按质量比具有96至99.5份，该甲苯按质量比具有15至30份，将前述三种成分混合，并涂布21层后可遮蔽高频率的电磁波。然而，此种电磁波遮蔽的复合材料单纯使用多壁纳米碳管当作导电材，使导电性有限，屏蔽电磁波的效果不好。手性吸收电磁波涂料是指涂料中含有手性物质，由于手性材料的频率敏感性比介电常数和磁导率小，容易实现宽频吸收。CN 104910761 A中公开了一种螺旋藻手性吸波剂用于制备涂料，但加工过程中需要用戊二醛溶液等后续处理，一方面加工繁琐；另一方面微生物中的手性会在后续处理中发生变化，进而导致制备的涂料吸波性能不稳定。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中涂料电磁波屏蔽性能差、不稳定、无法在宽频范围内使用的缺点，提供一种电磁波屏蔽涂料及其制备方法。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种电磁波屏蔽涂料，按重量份数由以下组分构成：水溶性聚氨酯树脂38-40重量份；炭包纳米电磁波屏蔽剂7-9重量份；金属粉35-37重量份；1,2-双(三氟甲磺酰氧基)四甲基乙硅烷3-4重量份；润湿剂松油醇9-11重量份；水41-43重量份；碳化硅晶须3-5重量份；乙醇66-69重量份；

所述炭包纳米电磁波屏蔽剂制备方法如下：

1)取3重量份樟脑磺酸加入至100重量份的水中，然后加入20重量份玉米淀粉在40-60℃下加热12h；所述樟脑磺酸优选为右旋樟脑磺酸；

2)向步骤1)的溶液中加入4重量份NiSO₄·6H₂O搅拌2-3小时，然后在110-130℃下进行干燥6-8h；

3)干燥结束后在300-500℃下进行煅烧得炭化手性镍物质，优选在420-450℃下进行煅烧；

4)将炭化手性镍物质粉碎至粒径小于2微米后分散于适量水中，然后向水中滴加2重量份的硼氢化钠的甲醇溶液，滴加完毕后于40℃下、800-1200rpm的转速下搅拌2-3h；所述硼氢化钠的甲醇溶液中硼氢化钠与甲醇的重量比为1:4；

5)在110-120℃下进行干燥，然后在空气氛围下于300-320℃煅烧4-5h得纳米电磁波屏蔽剂。

所述金属粉为铜粉或铝粉，所述金属粉粒径为300-900nm；金属粉具有一定的导电性和电磁波屏蔽，金属银虽然导电性能好，但价格昂贵；铜粉导电性能好，但是密度大，难以分布均匀所以导致涂料的屏蔽性能；本发明采用自制炭包纳米电磁波屏蔽剂来保证涂料的电磁波屏蔽性能，可与铜粉的导电性能相互配合