專利名稱：電磁波吸收導(dǎo)波材料及吸波涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電磁波吸收導(dǎo)波材料及用其制成的涂料，尤其涉及吸收電磁波能力強(qiáng)、衰減性好、效能高的電磁波吸收導(dǎo)波材料。
背景技術(shù)：
電磁輻射是一種看不見、摸不著的特殊形態(tài)存在的物質(zhì)。人類生存的地球本身就是一個(gè)大磁場(chǎng)，它表面的熱輻射和雷電都可產(chǎn)生電磁輻射，太陽(yáng)及其他星球也從外層空間源源不斷地產(chǎn)生電磁輻射。圍繞在人類身邊的天然磁場(chǎng)、太陽(yáng)光、家用電器等都會(huì)發(fā)出強(qiáng)度不同的輻射。電磁輻射的來(lái)源有多種。閃電便是天然輻射源的例子之一。至于人為電磁輻射源，則數(shù)不勝數(shù)，例如1)電腦、電視、音響、微波爐、電冰箱等家用電器；2)手機(jī)、傳真機(jī)、 通訊站等通訊設(shè)備；3)高壓電線以及電動(dòng)機(jī)、電機(jī)設(shè)備等；4)飛機(jī)、電氣鐵路等；5)廣播、 電視發(fā)射臺(tái)、手機(jī)發(fā)射基站、雷達(dá)系統(tǒng)等；6)電力產(chǎn)業(yè)的機(jī)房、衛(wèi)星地面工作站、調(diào)度指揮中心等；7)應(yīng)用微波和X、伽馬射線等的醫(yī)療設(shè)備等。由于天然和人為電磁輻射源的存在， 人體內(nèi)外均布滿這些輻射源所發(fā)出的電能量和磁能量，進(jìn)而引發(fā)各種癥狀，如心悸、頭漲、 失眠、心動(dòng)過緩、白細(xì)胞減少，免疫功能下降、視力下降等。更嚴(yán)重地可使血液、淋巴液和細(xì)胞原生質(zhì)發(fā)生改變，對(duì)人體造成嚴(yán)重危害，可導(dǎo)致胎兒畸形或孕婦自然流產(chǎn)；影響人體的循環(huán)、免疫、生殖和代謝功能等。中國(guó)專利申請(qǐng)CN 200810018873. X公開了一種水性防輻射涂料，它是由是鱗片狀石墨粉、乙炔碳粉、羰基鐵粉、鐵氧體粉構(gòu)成吸收電磁波功能材料的主料，輔料有擴(kuò)散劑、粘固劑、成膜劑、氨水、純水，它吸收電磁波頻率為1.0-20000MHZ，根據(jù)所涂后的厚度不同，電磁波吸收衰減2-20dB，它一定程度上能解決屏蔽材料所無(wú)法解決的整體電磁輻射污染環(huán)境凈化難題，從而防止電磁輻射對(duì)周圍設(shè)備及人員的干擾和傷害。中國(guó)專利申請(qǐng)2008102252M. 7公開了一種具吸收電磁波功能的膩?zhàn)?，在?00 質(zhì)量份所述膩?zhàn)又?，含?0-50質(zhì)量份的吸波劑，所述吸波劑為納米FE-石墨復(fù)合粉、錳鋅鐵氧體粉、二氧化錳粉和乙炔炭黑粉中的一種或其中幾種的組合。該膩?zhàn)訉?duì)電磁波在8 18GHZ的反射率低于-5DB，能夠有效吸收能量，使反射波能量衰減。中國(guó)專利申請(qǐng)200610096238. 4公開了一種適用于工程塑料電磁波屏蔽的納米石墨基復(fù)合涂料及其制備方法。該方法首先將天然鱗片石墨經(jīng)過膨脹、粉碎、插層與表面改性，制備得到納米石墨薄片改性料。再對(duì)其進(jìn)行預(yù)分散處理，加入一定量匹配的樹脂、溶劑和助劑，攪拌均勻后，研磨即可。該產(chǎn)品在300MHZ 1. 5GHZ頻段，其電磁屏蔽效能SE可達(dá)到 40dB。中國(guó)專利申請(qǐng)03159560. X公開了一種抗電磁輻射特種復(fù)合材料，它是由石墨粉和羰基鐵粉按比例混合，又經(jīng)高分子溶劑涂料或油漆按比例充分混合，制成涂料狀、油漆狀。根據(jù)所屏蔽電磁頻帶的不同，衰減電磁波要求的不同，刷、噴、涂在需要屏蔽的物體上， 厚度為0. 3mm-3mm，該材料屏蔽電磁波頻帶為10MHz_5000MHz，電磁波衰減10dB_40dB。中國(guó)專利申請(qǐng)988(^833. 6公開了一種用于產(chǎn)生電磁波的、輻射表面用的涂覆材料和其制備方法。該涂覆材料由粘合劑、絕緣劑、分散劑、水和石墨組成，將這些組分一起混合制成。涂覆材料由55-60%基礎(chǔ)物質(zhì)和35-40%石墨組成，其中基礎(chǔ)物質(zhì)由粘合劑、絕緣齊U、分散劑和蒸餾水組成。上述現(xiàn)有技術(shù)均涉及不同程度地吸收電磁波的材料或涂料，但所有這些現(xiàn)有技術(shù)材料或涂料均沒有利用全部的吸波防輻射機(jī)理，因此它們的電磁波吸收導(dǎo)波能力均有限， 也沒有涉及幾十赫茲的低頻電磁波的吸收防輻射。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)在于提供一種吸收電磁波能力強(qiáng)、衰減性好、效能高的電磁波吸收導(dǎo)波材料。一方面，本發(fā)明提供一種電磁波吸收導(dǎo)波材料，包含80% 95% (體積)的鱗片狀石墨粉末、4% 20% (體積)的軟磁材料粉末、及0% (體積)的金屬粉末。在優(yōu)選實(shí)施例中，軟磁材料為下述材料中的任意一種或其任意組合鐵基、錳鋅 Mn-Zn、鎳鋅Ni-Zn、鈷鎳鋅Co-Ni-Su羥基鐵粉末。在優(yōu)選實(shí)施例中，金屬為銀和鐵中的任意一種或其組合。在優(yōu)選實(shí)施例中，電磁波吸收導(dǎo)波材料包含90 % 95 % (體積)的鱗片狀石墨粉末。另一方面，本發(fā)明提供一種吸波涂料，包含輔料及前述電磁波吸收導(dǎo)波材料，其中所述電磁波吸收導(dǎo)波材料與所述輔料的體積比為1 4 1 1。在優(yōu)選實(shí)施例中，涂料噴、刷、涂或抹成0. 1 4毫米厚的層。
具體實(shí)施例方式通過下面給出的詳細(xì)描述，本發(fā)明進(jìn)一步的適用范圍將顯而易見。然而，應(yīng)當(dāng)理解，在詳細(xì)描述和具體例子表明本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的同時(shí)，它們僅為說(shuō)明目的給出，因?yàn)椋?對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，通過這些詳細(xì)說(shuō)明在本發(fā)明精神和范圍內(nèi)做出各種變化和修改是顯而易見的。本發(fā)明電磁波吸收導(dǎo)波材料由具有高介電常數(shù)的鱗片狀石墨粉末、具有高磁導(dǎo)率的軟磁材料粉末(鐵基、錳鋅Mn-Zn、鎳鋅Ni-Zn、鈷鎳鋅Co-Ni-Su羥基鐵)、銀Ag粉等十多種元素按比例混合而成，粉末顆粒度小于100微米?？傮w積中鱗片狀石墨粉末占80-95%， 其它材料粉末占5-20%。根據(jù)所吸收波的頻率從低到高，調(diào)整添加鐵基粉末、Mn-ZruNi-Zn、 Co-Ni-Zn、羥基鐵粉末的份量。鱗片狀石墨是一種介電材料。在無(wú)電磁波的情況下，介電材料中的電偶極矩的取向是無(wú)序的；當(dāng)有電磁波時(shí)，其電偶極矩的取向?qū)⒀仉妶?chǎng)方向偏移，從而產(chǎn)生電極化損耗， 將一部分電磁波能量轉(zhuǎn)化為熱能散發(fā)掉。同時(shí)石墨又是有較高電阻率的導(dǎo)電材料，鱗片狀石墨在金屬粉末(如銀和鐵)的輔助促進(jìn)作用下會(huì)更容易形成大面積局域微觀導(dǎo)電回路，從而產(chǎn)生電導(dǎo)損耗，將一部分電磁波能量轉(zhuǎn)化為熱能散發(fā)掉。并且，該大面積局域微觀導(dǎo)電回路又形成了屏蔽網(wǎng)絡(luò)，屏蔽掉外來(lái)電磁波的進(jìn)入。金屬粉末(如銀和鐵粉)的體積含量為0% 1%，例如0. 05%,0. 1%, 0. 3%,0. 5%,0. 8%,0. 9%o
軟磁材料鐵基、Mn-Zn、Ni-Zn、Co-Ni-Su羥基鐵粉末所占體積份額為4_20 %。在無(wú)電磁波的情況下，軟磁材料中的磁矩的取向是無(wú)序的；當(dāng)有電磁波時(shí)，磁矩的取向?qū)⒀卮艌?chǎng)方向偏移，從而產(chǎn)生磁化和磁滯損耗，將一部分電磁波能量轉(zhuǎn)化為熱能散發(fā)掉。鐵基、 Mn-Zn, Ni-Zn, Co-Ni-Su羥基鐵粉末分別依次對(duì)從低頻到高頻電磁波響應(yīng)好，混合在一起可強(qiáng)化對(duì)低頻、中頻、高頻電磁波的磁滯損耗。本發(fā)明混合粉末材料形成大面積局域微觀導(dǎo)電回路，由所含材料的介電損耗、在低、中、高頻段的磁化和磁滯損耗、和電導(dǎo)損耗的整體復(fù)合作用將投射到表面的電磁波轉(zhuǎn)變成熱能散發(fā)掉，從而有效的大量吸收電磁波能量，克服了單純電磁波屏蔽材料會(huì)反射電磁波而造成的二次電磁污染；另一方面，形成的大面積局域微觀導(dǎo)電回路還可屏蔽掉外來(lái)電磁波的進(jìn)入。該種材料吸收電磁波頻率為50Hz-20000MHz，根據(jù)所用材料的厚度不同，電磁波吸收衰減20dB-55dB。本發(fā)明材料具有吸收電磁波能力強(qiáng)、衰減性好、效能高、吸收頻帶寬、復(fù)合型、水溶性、壽命長(zhǎng)、應(yīng)用方便簡(jiǎn)單、較寬溫度的化學(xué)穩(wěn)定性、耐用、密度小、重量輕、阻燃、耐高溫、耐腐蝕、耐不同環(huán)境變化、價(jià)錢便宜，對(duì)于各方向入射的電磁波都有很好的吸收能力，不會(huì)有特定方向或角度的問題。本發(fā)明混合粉末主材料還可以和聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚丙烯、 聚丁烯等復(fù)合材料混合做成各種形狀的吸波防輻射產(chǎn)品。如做成涂料，則涂層薄。其輔料有粘固劑、擴(kuò)散劑、成膜劑、純水等。混合粉末主材料與輔料的體積比按施工時(shí)的工藝不同分別為噴1 4、刷涂1 2、抹1 1。因?yàn)檩o料中7/10的體積是水，所以涂料中的水分揮發(fā)完干透后，主材料與輔料的體積比約10 3。所需輔料可通過下述方法制備所需各原料質(zhì)量份為聚乙烯醇100，甲醛42，硬脂酸0. 4，玉米淀粉100，鹽酸6、 氫氧化鈉4，氫氧化鉀0. 15，輕質(zhì)碳酸鈣65，尿素適量，硼砂適量，水1100。流程1)在加熱反應(yīng)器皿內(nèi)放入淀粉水=1 9，邊攪拌邊加熱邊滴加氫氧化鈉液體 (10%溶液)；2)加入鹽酸使pH = 10，保溫50分鐘，使其充分氧化，應(yīng)用10%硼砂液體調(diào)節(jié)粘度；3)將剩余的水放入另一加熱反應(yīng)器皿內(nèi)，升溫到70度，攪拌加入聚乙烯醇，再加溫到90度，使聚乙烯醇全部溶解；4)等溫度降為80度時(shí)加入鹽酸，攪拌10分鐘，加入甲醛，保持80度約60分鐘，再加入氫氧化鈉10%溶液調(diào)PH為中性；5)加入硬脂酸，攪拌全溶解，快速攪拌滴入氫氧化鉀10%溶液；6)降溫后加入尿素、輕質(zhì)碳酸鈣、增塑劑等，得到乳白色粘稠膠液。下面給出本發(fā)明的一些實(shí)施例例1 一種電磁波吸收導(dǎo)波材料，包含80% (體積)的鱗片狀石墨粉末、19. 5% (體積)的軟磁材料粉末、及0.5% (體積)的金屬粉末。其中軟磁材料含有5% (體積)的鐵基和14.5% (體積)的錳鋅Mn-Zn，其中金屬粉末含有0.5% (體積)的銀。所有粉末的顆粒度均小于100微米。例2 —種電磁波吸收導(dǎo)波材料，包含81 % (體積)的鱗片狀石墨粉末、18% (體積)的軟磁材料粉末、及(體積)的銀粉末。其中軟磁材料含有4% (體積)的鎳鋅 Ni-ZnUO% (體積)的鈷鎳鋅C0-Ni-ai、4% (體積)的羥基鐵。所有粉末的顆粒度均小于 90微米。例3 —種電磁波吸收導(dǎo)波材料，包含85% (體積)的鱗片狀石墨粉末、14. 1 % (體積)的軟磁材料粉末、及0.9% (體積)的金屬鐵粉末。其中軟磁材料含有2% (體積)的鐵基、6% (體積)的錳鋅Mn-Zn、和6. (體積)的鎳鋅Ni_Zn。所有粉末的顆粒度均小于80微米。例4 一種電磁波吸收導(dǎo)波材料，包含90% (體積)的鱗片狀石墨粉末、9. 3% (體積)的軟磁材料粉末、及0.7% (體積)的金屬粉末。其中軟磁材料含有4% (體積)的錳鋅Μη-Ζη、5·3% (體積)的鎳鋅Ni-Zn，其中金屬粉末含有0.2% (體積)的鐵和0.5% (體積)的銀。所有粉末的顆粒度均小于100微米。例5 —種電磁波吸收導(dǎo)波材料，包含90. 1 % (體積)的鱗片狀石墨粉末和9. 9% (體積)的軟磁材料粉末。其中軟磁材料含有5% (體積)的鐵基和4. 9% (體積)的錳鋅 Mn-Zn0所有粉末的顆粒度均小于100微米。例6 —種電磁波吸收導(dǎo)波材料，包含93% (體積)的鱗片狀石墨粉末和7% (體積)的軟磁材料粉末。其中軟磁材料含有(體積)的鈷鎳鋅C0-Ni-ai、6% (體積)的羥基鐵。所有粉末的顆粒度均小于100微米。例7 —種電磁波吸收導(dǎo)波材料，包含95% (體積)的鱗片狀石墨粉末、4. 5% (體積)的錳鋅Mn-Zn、及0.5% (體積)的銀粉末。所有粉末的顆粒度均小于80微米。例8 一種吸波涂料，包含輔料及例6的電磁波吸收導(dǎo)波材料，其中電磁波吸收導(dǎo)波材料與輔料的體積比為1 2，該涂料在應(yīng)用時(shí)刷成0.3毫米厚的薄層。上面說(shuō)明了本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施例，但應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明不受這些實(shí)施例的限制，而是可以本發(fā)明限定的主題內(nèi)的其它方式實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種電磁波吸收導(dǎo)波材料，包含80% 95% (體積)的鱗片狀石墨粉末、4% 20% (體積)的軟磁材料粉末、及0% (體積)的金屬粉末。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電磁波吸收導(dǎo)波材料，其中所述軟磁材料為下述材料中的任意一種或其任意組合鐵基、錳鋅Mn-Zn、鎳鋅Ni-Zn、鈷鎳鋅Co-Ni-Si、羥基鐵粉末。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的電磁波吸收導(dǎo)波材料，其中所述金屬為銀和鐵中的任意一種或其組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的電磁波吸收導(dǎo)波材料，包含90% 95%(體積)的鱗片狀石墨粉末。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的電磁波吸收導(dǎo)波材料，其中粉末顆粒度小于100微米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的電磁波吸收導(dǎo)波材料，其中所述電磁波吸收導(dǎo)波材料吸收的電磁波頻率為50Hz 20000MHz。
7.一種吸波涂料，包含輔料及根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的電磁波吸收導(dǎo)波材料，其中所述電磁波吸收導(dǎo)波材料與所述輔料的體積比為1 4 1 1。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的吸波涂料，其中所述涂料噴、刷、涂或抹成0.1 4毫米厚的層。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8的吸波涂料，其中所述涂料使得電磁波衰減20dB 55dB。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電磁波吸收導(dǎo)波材料及吸波涂料，包含80％～95％(體積)的鱗片狀石墨粉末、4％～20％(體積)的軟磁材料粉末、及0％～1％(體積)的金屬粉末；其中軟磁材料為鐵基、錳鋅Mn-Zn、鎳鋅Ni-Zn、鈷鎳鋅Co-Ni-Zn、羥基鐵粉末；金屬為銀和鐵。本發(fā)明吸收導(dǎo)波材料具有吸收電磁波能力強(qiáng)、衰減性好、效能高、吸收頻帶寬、應(yīng)用方便簡(jiǎn)單、價(jià)錢便宜的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于各方向入射的電磁波都有很好的吸收能力，不會(huì)有特定方向或角度的問題。
文檔編號(hào)C09D5/32GK102532978SQ20121002569
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月5日
發(fā)明者季平, 高潮 申請(qǐng)人:貴州華尚高新技術(shù)有限公司