[发明专利]一种电磁屏蔽涂料用水性石墨烯浆料的制备方法

说明书

针对电磁屏蔽涂料，氧化石墨烯过于昂贵，石墨烯粉体和纳米铁氧体在配方中分散不均匀的问题，以及化学惰性的石墨烯粉体，不易与其它材料进行化学复合的问题。本发明提供一种电磁屏蔽涂料用水性石墨烯浆料的制备方法，通过化学处理石墨烯粉体，在石墨烯表面形成活性碳层，同时在其表面均匀地生长四氧化三铁纳米颗粒，形成预处理的石墨烯，进而改善石墨烯的电磁屏蔽性能。

技术领域

本发明涉及石墨烯浆料的制备领域，特别涉及一种电磁屏蔽涂料用水性石墨烯浆料的制备方法。

背景技术

电磁波是由同向且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的震荡粒子波，是能量在空间传播的一种形式，也称为电磁辐射。电磁辐射看不见、摸不着，产生电磁辐射的设备大都是与人日常生活中的常用电器，如手机、电热毯、电磁炉、医疗器械、电子仪器等，以及高压输电线、通信基站、广播电视等它们工作时产生的各种不同波长频率的电磁波充斥空间，当电磁辐射强度超过人体所能承受的或仪器设备所能容许的限度时，即产生了电磁污染。

石墨烯是由单层碳原子构成的二维平面结构，具有高的热导率、高强度、高的可见光透过率、高的比表面积、极低的电阻率等优异的物理性能，以及化学惰性等特点，这使得石墨烯在储能、导热、导电、电磁屏蔽等领域具有潜在的应用。针对石墨烯应用于锂电池、超级电容器、导热涂层、防腐涂料等领域，直接采用石墨烯粉体加入应用配方中，将出现石墨烯团聚、分散不均匀的问题。一般需要将石墨烯预先分散于溶剂中，制备成浆料，再加入应用配方中。虽然石墨烯的导电性能优异，但是将石墨烯制备成水性浆料，往往会加入较多的绝缘高分子材料，如聚甲基吡咯烷酮，影响了石墨烯的导电性能，例如中国专利CN105895870A公开了一种高浓度、高纯度的石墨烯浆料及其制备方法和应用，防回叠解理助剂含量0.1~20%(聚氯乙烯,聚乙烯等有机成分的一种或者组合)。由于石墨烯的化学惰性，改善石墨烯电磁屏蔽的性能，一般采用氧化石墨烯，复合一些铁氧体材料。例如中国专利CN108251053A，CN103641488B等专利，采用氧化石墨烯与纳米铁氧体复合，再还原石墨烯用于电磁屏蔽。氧化石墨还原后，存在缺陷，导电率降低，并且市场氧化石墨烯价格昂贵，1克氧化石墨烯售价在900元左右，远远高于石墨烯粉体（1~2元/克）。若直接将石墨烯与纳米铁氧体材料混合，将出现石墨烯负载纳米铁氧体材料不均匀的现象，纳米材料容易团聚，不易分散均匀，影响电磁屏蔽效果。因此，直接通过石墨烯粉体复合均匀的铁氧体材料，具有重大意义。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种电磁屏蔽涂料用水性石墨烯浆料的制备方法。

为了实现上述目的，本发明公开了一种电磁屏蔽涂料用水性石墨烯浆料的制备方法，包括以下步骤：

A，将石墨烯粉体、葡萄糖、聚乙二醇按质量比1~4:6:0.1分散于水中，并充分搅拌获得石墨烯含量为1~4wt%的A液；

B，将二价铁盐和三价铁盐按质量比1：1溶于水，获得总铁盐含量为1~4wt% B液；

C，将一定量的B液加入A液中并搅拌，10分钟后升温至40℃加入一定量的催化剂，继续搅拌10分钟，获得C液；

D，将C液密封，在一定温度保温一段时间，冷却后，用去离子水多次离心洗涤至上清液的电导率小于12us/cm，取沉淀至于80℃烘箱干燥12小时，获得预处理的石墨烯粉体；

E，将1~4份预处理的石墨烯粉体、0.2份~0.4份的聚乙烯吡咯烷酮分散于水中，再转移至砂磨机中，砂磨6小时后，再加入0.1~0.2份的稳定剂并搅拌均匀，获得一种电磁屏蔽涂料用水性石墨烯浆料。

其中，所述石墨烯粉体具体为液相剥离的石墨烯粉体，表面官能团含量小于0.1wt%，厚度为0.35纳米~1纳米；尺寸为1微米~15微米。

其中，所述二价铁盐为硫酸亚铁、硝酸亚铁、氯化亚铁、亚铁氰化钾的一种或几种组合。