本發(fā)明屬于涂料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電磁波屏蔽涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著信息技術(shù)和電磁波通訊的爆炸式發(fā)展，千兆赫茲頻段的電磁干涉問題也日益突出。電磁干涉污染會導(dǎo)致醫(yī)學(xué)、工業(yè)、商業(yè)、軍事等領(lǐng)域的電子設(shè)備和系統(tǒng)故障。當生物長時間暴露在電磁波輻射環(huán)境下，也會引起潛在的危害。電磁干涉屏蔽或電磁波吸收材料被用來衰減這些多余的電磁能，對于民用和軍用都非常重要。因此，研究人員大力發(fā)展高效的電磁波吸收材料，而且兼顧質(zhì)輕、吸收強、頻帶寬等特點。
今年來電磁波屏蔽涂料研究得到大力發(fā)展，公知用于屏蔽電磁波的材料，如中國大陸發(fā)明專利公告第cn101805491號的一種具有電磁波遮蔽效果的復(fù)合材料及其制備方法，其成分包含有一多壁納米碳管、一聚丙烯腈以及一甲苯，該多壁納米碳管按質(zhì)量比具有0.5至4份，該聚丙烯腈按質(zhì)量比具有96至99.5份，該甲苯按質(zhì)量比具有15至30份，將前述三種成分混合，并涂布21層后可遮蔽高頻率的電磁波。然而，此種電磁波遮蔽的復(fù)合材料單純使用多壁納米碳管當作導(dǎo)電材，使導(dǎo)電性有限，屏蔽電磁波的效果不好。手性吸收電磁波涂料是指涂料中含有手性物質(zhì)，由于手性材料的頻率敏感性比介電常數(shù)和磁導(dǎo)率小，容易實現(xiàn)寬頻吸收。cn104910761a中公開了一種螺旋藻手性吸波劑用于制備涂料，但加工過程中需要用戊二醛溶液等后續(xù)處理，一方面加工繁瑣；另一方面微生物中的手性會在后續(xù)處理中發(fā)生變化，進而導(dǎo)致制備的涂料吸波性能不穩(wěn)定。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中涂料電磁波屏蔽性能差、不穩(wěn)定、無法在寬頻范圍內(nèi)使用的缺點，提供一種電磁波屏蔽涂料及其制備方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供了一種電磁波屏蔽涂料，按重量份數(shù)由以下組分構(gòu)成：水溶性聚氨酯樹脂38-40重量份；炭包納米電磁波屏蔽劑7-9重量份；金屬粉35-37重量份；1,2-雙(三氟甲磺酰氧基)四甲基乙硅烷3-4重量份；潤濕劑松油醇9-11重量份；水41-43重量份；碳化硅晶須3-5重量份；乙醇66-69重量份；
所述炭包納米電磁波屏蔽劑制備方法如下：
1)取3重量份樟腦磺酸加入至100重量份的水中，然后加入20重量份玉米淀粉在40-60℃下加熱12h；所述樟腦磺酸優(yōu)選為右旋樟腦磺酸；
2)向步驟1)的溶液中加入4重量份niso4·6h2o攪拌2-3小時，然后在110-130℃下進行干燥6-8h；
3)干燥結(jié)束后在300-500℃下進行煅燒得炭化手性鎳物質(zhì)，優(yōu)選在420-450℃下進行煅燒；
4)將炭化手性鎳物質(zhì)粉碎至粒徑小于2微米后分散于適量水中，然后向水中滴加2重量份的硼氫化鈉的甲醇溶液，滴加完畢后于40℃下、800-1200rpm的轉(zhuǎn)速下攪拌2-3h；所述硼氫化鈉的甲醇溶液中硼氫化鈉與甲醇的重量比為1:4；
5)在110-120℃下進行干燥，然后在空氣氛圍下于300-320℃煅燒4-5h得納米電磁波屏蔽劑。
所述金屬粉為銅粉或鋁粉，所述金屬粉粒徑為300-900nm；金屬粉具有一定的導(dǎo)電性和電磁波屏蔽，金屬銀雖然導(dǎo)電性能好，但價格昂貴；銅粉導(dǎo)電性能好，但是密度大，難以分布均勻所以導(dǎo)致涂料的屏蔽性能；本發(fā)明采用自制炭包納米電磁波屏蔽劑來保證涂料的電磁波屏蔽性能，可與銅粉的導(dǎo)電性能相互配合
本發(fā)明采取玉米淀粉對右旋樟腦磺酸進行炭包覆，然后與niso4形成手性配位的電磁波屏蔽劑前體，再進行干燥煅燒形成微米級電磁波屏蔽劑，最后進行硼氫化鈉的處理得炭包納米電磁波屏蔽劑。
在研究手性來源中為避免類似于螺旋藻類微生物手性敏感，容易在后處理過程中發(fā)生手性反轉(zhuǎn)或者消旋化，采取化學(xué)物質(zhì)替代敏感的螺旋藻類微生物手性來源，經(jīng)過篩選手性酸堿，如手性酒石酸、手性樟腦磺酸、手性扁桃酸、手性二苯甲酰酒石酸；手性金雞納堿，氯奎寧、氯奎寧，只有右旋樟腦磺酸能夠顯示出寬頻范圍內(nèi)的電磁波屏蔽作用。
本發(fā)明所述的電磁波屏蔽涂料，按重量份數(shù)由以下組分構(gòu)成：水溶性聚氨酯樹脂40重量份；炭包納米電磁波屏蔽劑8重量份；金屬粉36重量份；1,2-雙(三氟甲磺酰氧基)四甲基乙硅烷3重量份；潤濕劑松油醇10重量份；水42重量份；碳化硅晶須4重量份；乙醇67重量份；
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明提供了一種電磁波屏蔽涂料的制備方法，包括以下步驟：
1)將金屬粉、碳化硅晶須加入到乙醇中混合均勻進行分散得分散液；
2)向步驟1)中分散液加入1,2-雙(三氟甲磺酰氧基)四甲基乙硅烷混合均勻成甲組份；
3)將水溶性聚氨酯樹脂、炭包納米電磁波屏蔽劑、潤濕劑松油醇和水混合均勻后形成乙組份；
4)將甲乙兩種組份混合均勻，然后在研磨機中高速研磨至粘度為30-40s后得電磁波屏蔽涂料。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：
1)應(yīng)用頻帶寬，在30khz-20ghz的頻率范圍內(nèi)均可達到-60db以上的屏蔽效能；
2)本發(fā)明電磁波屏蔽涂料在厚度為40微米以下即可達到-60db以上的屏蔽效能，根據(jù)實際使用要求，更大的厚度可以獲得優(yōu)于-60db的屏蔽效能；
3)本發(fā)明電磁波屏蔽涂料屏蔽性能穩(wěn)定，在-55℃-125℃下進行溫度沖擊實驗后，試驗前后屏蔽性能不變，所以本發(fā)明制備的電磁波屏蔽涂料應(yīng)用環(huán)境范圍廣；
4)本發(fā)明相比單獨金屬粉類電磁波屏蔽涂料導(dǎo)電性能好。
具體實施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明了，下面結(jié)合具體實施方式，對本發(fā)明進一步詳細說明。應(yīng)該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本發(fā)明的范圍。
實施例1
按如下重量配比稱量物料
水溶性聚氨酯樹脂40重量份；炭包納米電磁波屏蔽劑8重量份；銅粉36重量份；1,2-雙(三氟甲磺酰氧基)四甲基乙硅烷3重量份；潤濕劑松油醇10重量份；水42重量份；碳化硅晶須4重量份；乙醇67重量份；
所述炭包納米電磁波屏蔽劑制備方法如下：
1)取3重量份右旋樟腦磺酸加入至100重量份的水中，然后加入20重量份玉米淀粉在40-60℃下加熱12h；
2)向步驟1)的溶液中加入4重量份niso4·6h2o攪拌2-3小時，然后在110-130℃下進行干燥6-8h；
3)干燥結(jié)束后在420-450℃下進行煅燒得炭化手性鎳物質(zhì)；
4)將炭化手性鎳物質(zhì)粉碎至粒徑小于2微米后分散于適量水中，然后向水中滴加2重量份的硼氫化鈉的甲醇溶液，滴加完畢后于40℃下、800-1200rpm的轉(zhuǎn)速下攪拌2-3h；所述硼氫化鈉的甲醇溶液中硼氫化鈉與甲醇的重量比為1:4；
5)在110-120℃下進行干燥，然后在空氣氛圍下于300-320℃煅燒4-5h得納米電磁波屏蔽劑。
按照以下制備方法制備電磁波屏蔽涂料：
1)將金屬粉、碳化硅晶須加入到乙醇中混合均勻進行分散；
2)向步驟1)中加入1,2-雙(三氟甲磺酰氧基)四甲基乙硅烷混合均勻成甲組份；
3)將水溶性聚氨酯樹脂、炭包納米電磁波屏蔽劑、潤濕劑松油醇和水混合均勻后形成乙組份；
4)將甲乙兩種組份混合均勻，然后在研磨機中高速研磨至粘度為30-40s后得電磁波屏蔽涂料。
實施例2
按重量份數(shù)由以下組分構(gòu)成：水溶性聚氨酯樹脂38重量份；炭包納米電磁波屏蔽劑7重量份；金屬粉35重量份；1,2-雙(三氟甲磺酰氧基)四甲基乙硅烷3重量份；潤濕劑松油醇9重量份；水41重量份；碳化硅晶須3重量份；乙醇66重量份；
炭包納米電磁波屏蔽劑和電磁波屏蔽涂料的制備方法同實施例1。
實施例3
水溶性聚氨酯樹脂40重量份；炭包納米電磁波屏蔽劑9重量份；金屬粉37重量份；1,2-雙(三氟甲磺酰氧基)四甲基乙硅烷4重量份；潤濕劑松油醇11重量份；水41-43重量份；碳化硅晶須5重量份；乙醇69重量份；
炭包納米電磁波屏蔽劑和電磁波屏蔽涂料的制備方法同實施例1。
實施例4
同實施例1相比區(qū)別僅在于右旋樟腦磺酸為左旋樟腦磺酸，其余原料配比及其制備方法同實施例1。
實施例5
同實施例1相比區(qū)別僅在于右旋樟腦磺酸為手性酒石酸、手性扁桃酸、手性二苯甲酰酒石酸；手性金雞納堿，氯奎寧、氯奎寧，其余原料配比及其制備方法同實施例1。所述手性酒石酸、手性扁桃酸、手性二苯甲酰酒石酸；手性金雞納堿，氯奎寧、氯奎寧均實驗了左旋和右旋的產(chǎn)品。
對實施例1-5制備的涂料進行性能檢測，涂料涂膜厚度為40微米，理化性能檢測，檢測結(jié)果見表1
表1涂料檢測性能
盡管已經(jīng)詳細描述了本發(fā)明的實施方式，但是應(yīng)該理解的是，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對本發(fā)明的實施方式做出各種改變、替換和變更。