[发明专利]一种全碳系电磁屏蔽涂料及其制备方法

说明书

本发明涉及电磁屏蔽涂料技术领域，更具体而言，涉及一种全碳系电磁屏蔽涂料及其制备方法。所述电磁屏蔽涂料各成分按质量百分比计，全碳系导电剂15％～20％、成膜剂3％～8％、溶剂64％～78％、分散剂1％～5％、增稠剂0.1％～0.5％和消泡剂0.1％～0.5％；所述全碳系导电剂包括导电炭黑、多壁碳纳米管和二维片状碳材料。本发明除了配方优势，在制备工艺方面，与现有技术相比操作更加便捷，更利于人员操作，具有广阔的应用前景，原料来源丰富，有利于工业化大规模生产应用。本发明利全碳系电磁屏蔽涂料在450MHz～40GHz电磁屏蔽性能达到40dB以上，满足了电子设备、电磁屏蔽室工程部分应用场合的基本要求。

技术领域

本发明涉及电磁屏蔽涂料技术领域，更具体而言，涉及一种全碳系电磁屏蔽涂料及其制备方法。

背景技术

信息时代，电子电气设备与装置日益普及，渗透于军事、通信、交通、电力、家用电器等国民经济各个领域，且电子设备的密集程度不断提高，电磁波谱的运用日益频繁，使得电子设备所处的电磁环境日益复杂，其部件、元器件之间的电磁兼容和电磁干扰成为必须解决的问题，并且有证据表明长期的电磁辐射也会对人体各系统造成一定程度的电磁辐射危害，电磁污染已然成为世界性公害,世界卫生组织将其列为继水污染、大气污染、噪声污染之后的第四大污染,联合国人类环境会议也已将其列为环境保护项目之一。因此，电磁辐射防护已刻不容缓。

传统的电磁辐射危害防护，以不锈钢、铜、铝、铁、金、银等金属材料为主，可以直接将入射到上述金属材料表面的电磁波反射以实现电磁屏蔽的目的，对电磁辐射表现出高效电磁屏蔽的效果。但金属往往密度大、质量重，且在某些场合条件存在易腐蚀的风险。尤其是包括高分子材料在内的非金属材料的使用场合，若需要达到电磁屏蔽的效果，往往将金属系的导电粉体作为功能组分加入到高分子材料基体之中，或在其表面形成涂层，或采取金属丝网的形式与其复合，以达到对无意或不利的电磁辐射实现屏蔽的目的。例如中国专利文献公开号为CN111690302A，专利名称为《轻质高性能电磁屏蔽涂料及其制备工艺、施工工艺》以空心银纤维12％-30％的用量，实现电磁屏蔽。中国专利文献公开号为CN113045960A，专利名称为《一种环氧电磁屏蔽涂料及其制备方法》采用核壳结构的复合导电粉即银或铜复合聚乙炔实现电磁屏蔽。

现有技术中碳系材料，包括炭黑、碳纳米管、石墨烯和MXene等新型二维材料，均有用于电磁屏蔽的研究报道以及相关专利申请，但多数情况下，该类研究均是将碳材料与金属系材料相结合，以共同组成的复合结构来实现电磁屏蔽的目的。该类技术方案主要是体现在将碳材料的轻质耐腐蚀和金属导电性能优异等各自优势相结合，在真正发挥碳材料结构与性能优势方面存在明显不足。或者是简单地采取某一种碳材料来实现电磁屏蔽，但屏蔽效果相对较差。例如中国专利文献公开号为CN113015422A，专利名称为《一种用于高频电磁波屏蔽的钴镍合金/还原氧化石墨烯纳米复合材料、其制备方法与应用》，采用钴镍合金/还原氧化石墨烯复合材料发挥电磁屏蔽功效。中国专利文献公开号为CN113604133A，专利名称为《一种轻质碳基电磁屏蔽涂料及其制备方法》，其电磁屏蔽填料包括三维石墨烯和镀镍碳纳米管中的一种或两种，其中指出碳系填料包括炭黑、碳纤维、碳纳米管、石墨烯等，该专利借助碳系材料与金属的复合实现对电磁波的屏蔽。中国专利文献公开号为CN112175484A，专利名称为《一种含有结晶杜仲胶的电磁屏蔽涂料制备方法》，提到碳系填料，包括碳纳米管、石墨烯、导电炭黑、碳纤维，可以结合使用或单一使用，其实施例分别采用7份导电炭黑或碳纳米管，X波段(8GHz-12GHz)的屏蔽效能以实施例五最优为22-23dB，其余实施例均弱于该效果，虽然选用的纯碳系填料，但并未充分发挥其优异的结构与性能优势。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，为此，本发明的一个方面的目的在于，提供一种全碳系电磁屏蔽涂料，所述电磁屏蔽涂料各成分按质量百分比计，全碳系导电剂15％～20％、成膜剂3％～8％、溶剂64％～78％、分散剂1％～5％、增稠剂0.1％～0.5％和消泡剂0.1％～0.5％；所述全碳系导电剂包括导电炭黑、多壁碳纳米管和二维片状碳材料。