[发明专利]一种电磁屏蔽涂层的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电磁屏蔽涂层的制备方法。

背景技术

电磁屏蔽涂料是一种在有机树脂中掺入导电颗粒，并能喷涂于复合材料、 工程塑料、木材、水泥面等非金属基材上的功能性涂料。它具有室温固化，附 着力强的优点，是使军事装备或家用电器等非金属外壳进行电磁屏蔽最为简便 的一种处理方式。电磁屏蔽涂料的最大优点是成本低，简单实用且适用面广。 国外先进发达国家，特别是美国、英国、日本等国己经形成生产各种类别和系 列规格的电磁屏蔽涂料产业，产品已实现规模化应用。上世纪末，美国生产屏 蔽涂料的公司己经超过50家，其年销售额正以每年50％的增长率增长。传统电 磁屏蔽涂料的产品主要分为银系、铜系、镍系以及碳系4类。金属系屏蔽涂料 的优点是屏蔽性能高，缺点是密度大(涂层面密度大于200g/m2)、耐腐蚀性差 (耐盐雾48h)，而碳系电磁屏蔽涂料主要以碳黑、碳纤维为填料，虽然密度小， 但导电性能不高，难以应用在屏蔽性能要求高的场合。纵观国内外的研究情况， 电磁屏蔽涂料正向着低成本、纳米化、宽频化、耐腐蚀的方向发展。

石墨烯自2004年被英国曼彻斯特大学Geim领导的研究小组发现以来，其 特殊的结构决定了它具有丰富而新奇的物理性质，因而近几年已经成为了备受 瞩目的国际前沿和热点。石墨烯为目前世上电阻率最小的材料，只有10-6Ω·cm， 其片状结构在二维平面上容易接触形成导电网络。与传统材料相比，石墨烯可 以突破原有的局限，成为高效的新型屏蔽剂，满足屏蔽材料对“薄、轻、宽、 高”的要求。因此，以石墨烯为方向研制具有优异性能的电磁屏蔽材料，从军 事和民用、现在与将来考虑，都有重要的经济效益和价值。

随着石墨烯及其应用研究的不断深入，石墨烯产业化序幕也逐渐拉开。目 前，国内外已有一批石墨烯企业开始量产。美国的VorbeckMaterials公司和 XGSciences公司是国际上最早从事石墨烯微片生产的公司。其中XGSciences 公司则采用无氧化的插层剥离路线制备石墨烯微片，并重点开发其在高分子复 合材料领域的应用。

石墨烯电磁屏蔽涂料相对于传统的金属基电磁屏蔽涂料拥有密度小、耐腐 蚀、柔韧性好、加工工艺简单等优势。石墨烯电磁屏蔽涂料不仅有效提升武器 装备的电磁防护能力，而且能满足装备轻量化的要求，对于提高武器装备的战 场生存能力具有重大军事意义。

石墨烯电磁屏蔽涂层材料是指向聚合物基体中引入石墨烯而制备的纳米复 合涂层材料，这种新型纳米材料已成为当今研究的热点。

国内外虽然对石墨烯电磁屏蔽涂料进行了研究，但仍处在理论阶段，尚未 进行实质上的应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种同时兼顾民用领域和军用领域，利用 石墨烯的高导电性，开发轻质、长效、系列化电磁屏蔽涂层材料，实现在军事 装备和高端家用电器上的应用，从而有效提升军用装备的电磁防护能力，减少 家用电器的电磁辐射，最终实现石墨烯电磁屏蔽涂层的产业化应用的一种电磁 屏蔽涂层的制备方法。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种电磁屏蔽涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)应用环境分析；

2)树脂选用；

3)石墨烯进行表面修饰、设计石墨烯的导电结构和设计屏蔽涂料配方；所 述屏蔽涂料配方按重量份配比由：石墨烯20-30份、表面修饰剂2-4份、水性 上光油1-3份、液体硅胶5-8份、树脂12-15份、聚乙烯蜡乳液6-9份、导电 炭黑7-12份、烷基苯磺酸钠10-12份、香蕉水2-3份、聚合松香6-9份、定向 排列助剂5-8份、流平剂1-3份、偶联剂2-4份、防沉剂1-3份和润湿剂2-4 份组成；

4)屏蔽涂料的分散；

5)涂层应用技术研究以及基材的表面处理工艺和喷涂工艺；

6)应用考核试验；

7)批量生产工艺试验。

作为优选，所述导电结构为定向排列导电结构。

作为优选，所述树脂为丙烯酸树脂或聚氨酯树脂。

作为优选，所述表面修饰为非共价键功能化修饰或离子键修饰。

作为优选，所述工艺试验由放大试验和平行试验组成。

作为优选，所述考核试验由屏蔽效能试验、耐盐雾性能试验、电阻率试验 和力学性能试验组成。