本發(fā)明涉及新材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種寬頻電磁屏蔽材料。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代社會(huì)中，電子化、信息化迅速發(fā)展，帶來(lái)一個(gè)不可忽視的問(wèn)題——電磁污染，同時(shí)電子元件向小型化、高度集成化方向發(fā)展，靈敏度越來(lái)越高，很容易受到外界干擾。電磁波干擾、電磁波信息泄密及電磁環(huán)境的危害等已成為人們?cè)絹?lái)越關(guān)注的問(wèn)題。在繼噪音污染、空氣污染、水污染之后，電磁波污染成為威脅人類健康的第四大公害。探索高效的電磁屏蔽材料，防止電磁波輻射污染以保護(hù)環(huán)境和人體健康，防止電磁波泄漏以保障信息安全，已經(jīng)成為當(dāng)前國(guó)際上迫切需要解決的問(wèn)題。
屏蔽是提高電子系統(tǒng)和電子設(shè)備電磁兼容性的重要措施之一，對(duì)電磁波輻射進(jìn)行控制通常采取的比較有效的技術(shù)對(duì)策，主要有兩方面：一是通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)；二是屏蔽技術(shù)。屏蔽按其機(jī)理分為電屏蔽、磁屏蔽及電磁屏蔽。電磁屏蔽是利用屏蔽體阻止電磁場(chǎng)在空間傳播的一種方法。屏蔽體的屏蔽效能與屏蔽材料的電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率、屏蔽體的結(jié)構(gòu)及被屏蔽電磁場(chǎng)的頻率有關(guān)。研究輕質(zhì)、屏蔽效果好的材料是解決屏蔽問(wèn)題的關(guān)鍵之一。
目前所采用的屏蔽材料有：金屬非晶電磁屏蔽材料、導(dǎo)電高分子材料(導(dǎo)電高分子塑料、導(dǎo)電涂料、導(dǎo)電膠粘劑)、發(fā)泡金屬、纖維織物復(fù)合材料等。按工藝要求劃分，又可分為單層板型、多層復(fù)合型、涂覆型、結(jié)構(gòu)型等。在選擇屏蔽方法和材料時(shí)，兼顧效果和成本。目前選用電磁屏蔽材料中，涂料占了重要地位。在美國(guó)，據(jù)統(tǒng)計(jì)多種屏蔽方法的應(yīng)用中，涂覆導(dǎo)電涂料的方法約占80％。涂料作為新一代功能材料朝著寬頻、強(qiáng)電場(chǎng)、高衰減度、長(zhǎng)壽命、低成本施工簡(jiǎn)便方向發(fā)展。
電磁屏蔽涂料通常由合成樹(shù)脂、導(dǎo)電填料或吸波劑、溶劑和添加劑組成，導(dǎo)電填料有金屬系、碳系、金屬氧化物、及復(fù)合填料系等。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提出一種寬頻電磁屏蔽材料，有更佳的導(dǎo)電性，更寬的屏蔽帶寬，更好的電磁兼容性；同時(shí)，低厚度、高附著力、優(yōu)異的耐候性、低密度、低成本、無(wú)公害等。
為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種寬頻電磁屏蔽材料，安重量百分比包括：
丙烯酸樹(shù)脂85-95％
鈦酸酯偶聯(lián)劑2-10％
碳納米管0.5-10％
氨基化氧化石墨烯增強(qiáng)的活性炭0.2-5％。
優(yōu)選的，本發(fā)明所述的丙烯酸樹(shù)脂粘度在8000～110000毫·帕·秒。
在涂料中鈦酸酯偶聯(lián)劑的作用主要是提高顏填料在有機(jī)基料中的分散性，以及節(jié)省原材料和能耗。鈦酸酯偶聯(lián)劑在涂料中使用可降低顏料中粘結(jié)料(基料)的含量，使之接近于臨界顏料體積的濃度。在各種樹(shù)脂—填料體系中，鈦酸酯偶聯(lián)劑可大幅度降低體系粘度，因而除了提高顏填料的防沉性能外，還可大大節(jié)省溶劑用量，制得高濃度色漿。由于鈦酸酯偶聯(lián)劑處理顏填料后產(chǎn)生了改性效果，從而可提高漆膜的多種物理性能，如鮮艷度、耐磨性、阻燃性、耐腐蝕性等。
鈦酸酯偶聯(lián)劑的結(jié)構(gòu)可以用如下通式表示：(RO)4-n-Ti(OX-R’-Y)n式中：n：2-3；RO：可水解的短鏈烷氧基，OX-：-COOH、-SO3H、-R、亞磷酰氧基；R：長(zhǎng)鏈烷烴基；Y：-OH、-NH2：、環(huán)氧基。例如，異丙烷基三(二辛基焦磷酸)鈦酸酯。
碳納米管如果單純地認(rèn)為作為一種填料添加在涂料中，可能會(huì)對(duì)涂膜的性能造成一定的影響，但是納米碳管其力學(xué)性能優(yōu)良，而且抗疲勞、抗蠕變，材料尺寸穩(wěn)定，其摩擦系數(shù)小，故滑動(dòng)性能好。對(duì)涂膜的影響較小。
導(dǎo)電填料的性能直接影響著電磁屏蔽涂料的屏蔽效能，但是，單一的導(dǎo)電填料難以滿足在較寬的頻率范圍內(nèi)都有較好的屏蔽效能的要求，如銅等電的良導(dǎo)體對(duì)高阻抗電場(chǎng)有較好的屏蔽作用，而對(duì)低阻抗磁場(chǎng)的屏蔽卻不理想。
基于上述原因，本發(fā)明將碳納米管與氨基化氧化石墨烯增強(qiáng)的活性炭連用。本發(fā)明經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，單一的碳納米管其吸波效果較差，只有和氨基化氧化石墨烯增強(qiáng)的活性炭聯(lián)用之后，吸波效果才能提高，二者在該體系中存在協(xié)同效應(yīng)。
氨基化氧化石墨烯增強(qiáng)的活性炭的制備方法，其特征在于，所述方法包括：
(1)將2-5重量份的鱗片石墨，300-500重量份的濃硫酸和30-60重量份的磷酸混合均勻，緩慢加入15-20重量份的高錳酸鉀，于45-55℃下攪拌9-18小時(shí)；
(2)在0-5℃下，向混合物中加入300-500重量份的去離子水，和20-50重量份的10-30wt％濃度的雙氧水，并攪拌5-10分鐘；
(3)分離并先后用去離子水、10-30wt％濃度的鹽酸和無(wú)水乙醇洗滌產(chǎn)物，真空干燥得到氧化石墨烯；
(4)將所述氧化石墨烯分散于15-20重量份的N,N-二甲基甲酰胺溶液中，在0-5℃下加入40-60重量份的SOCl2，混合均勻后升溫至65-80℃，繼續(xù)攪拌30-40小時(shí)；
(5)將1,6己二胺滴加到上述混合液中，在0-5℃下攪拌2-6小時(shí)；
(6)加入活性炭，攪拌30-180min，過(guò)濾，得到固體顆粒；
(7)將所述固體顆粒在惰性氣體或氮?dú)獗Ｗo(hù)下，加熱到450-600℃，保溫40-120min，得到氨基化氧化石墨烯增強(qiáng)的活性炭材料。
本發(fā)明的含碳納米管和氨基化氧化石墨烯增強(qiáng)的活性炭涂層的加入，有效地增加電磁屏蔽的效能，在10KHz～2MHz屏蔽效能≥40dB，2MHz～7GHz屏蔽效能≥42dB，7GHz～8GHz≥47dB，8GHz～18GHz≥46dB，并且對(duì)涂膜的物理性能未造成任何影響。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)具體實(shí)施方式來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
實(shí)施例1
一種寬頻電磁屏蔽材料，安重量百分比包括：
丙烯酸樹(shù)脂85％
鈦酸酯偶聯(lián)劑10％
碳納米管4％
氨基化氧化石墨烯增強(qiáng)的活性炭1％。
實(shí)施例2
一種寬頻電磁屏蔽材料，安重量百分比包括：
丙烯酸樹(shù)脂95％
鈦酸酯偶聯(lián)劑2％
碳納米管2％
氨基化氧化石墨烯增強(qiáng)的活性炭1％。
實(shí)施例3
一種寬頻電磁屏蔽材料，安重量百分比包括：
丙烯酸樹(shù)脂90％
鈦酸酯偶聯(lián)劑3％
碳納米管4％
氨基化氧化石墨烯增強(qiáng)的活性炭3％。
實(shí)施例1-3的含碳納米管和氨基化氧化石墨烯增強(qiáng)的活性炭涂層的加入，有效地增加電磁屏蔽的效能，在10KHz～2MHz屏蔽效能≥40dB，2MHz～7GHz屏蔽效能≥42dB，7GHz～8GHz≥47dB，8GHz～18GHz≥46dB，并且對(duì)涂膜的物理性能未造成任何影響。
對(duì)比例1
省略實(shí)施例1中的氨基化氧化石墨烯增強(qiáng)的活性炭，其余與實(shí)施例1相同。
對(duì)比例2
省略實(shí)施例1的碳納米管，其余與實(shí)施例1相同。
對(duì)比例3
將實(shí)施例1中的丙烯酸樹(shù)脂替換成環(huán)氧樹(shù)脂。
對(duì)比例1-3的各個(gè)頻段的屏蔽效能均小于30dB。由此證明本發(fā)明的材料產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)。