本發(fā)明涉及一種涂料，尤其涉及一種改性石墨烯電磁屏蔽涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)上電磁環(huán)境復(fù)雜，各種各樣的電磁信號(hào)對(duì)車(機(jī)、彈、船)載電子信息系統(tǒng)構(gòu)成極大威脅，另外電磁脈沖武器所發(fā)出的高能電磁波具有更大的危害性。在民用領(lǐng)域，手機(jī)、電腦等電子產(chǎn)品產(chǎn)生的電磁輻射也會(huì)危害人類健康。于是，人們開始使用電磁屏蔽涂料進(jìn)行防護(hù)。傳統(tǒng)電磁屏蔽涂料的產(chǎn)品主要有銀系、銅系、鎳系以及碳系4類。金屬系屏蔽涂料的優(yōu)點(diǎn)是屏蔽性能高，缺點(diǎn)是密度大(涂層面密度大于200g/m2)、耐腐蝕性差(耐鹽霧48h)；而碳系電磁屏蔽涂料主要以碳黑、碳纖維為填料，雖密度小，但導(dǎo)電性能不高，難以應(yīng)用在屏蔽性能要求高的場(chǎng)合。石墨烯，為單原子層的石墨，其擁有獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的力學(xué)、熱力學(xué)、光學(xué)和電學(xué)性能。石墨烯的電阻率非常小，只有10-6Ω·cm，其片狀結(jié)構(gòu)在二維平面上容易接觸形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。與傳統(tǒng)材料相比，石墨烯可突破原有的局限，成為高效的新型屏蔽劑，滿足屏蔽材料對(duì)“薄、輕、寬、高”的要求。公告號(hào)為CN105331264A的中國(guó)專利公開了一種納米碳材的復(fù)合電磁屏蔽涂料，其包括復(fù)合屏蔽材料乳液、偶聯(lián)劑、分散劑、消泡劑、成膜助劑和增稠劑等。該涂料雖具有較好的電磁屏蔽性，但是其附著力、耐沖擊性能及耐鹽霧性較差。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種具有良好的附著力、耐沖擊性能及耐鹽霧性的改性石墨烯電磁屏蔽涂料，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)問題。本發(fā)明提供一種改性石墨烯電磁屏蔽涂料，其包括改性石墨烯漿料、樹脂、顏填料、助劑及溶劑，所述改性石墨烯漿料包括采用改性劑對(duì)石墨烯進(jìn)行改性得到的改性石墨烯，所述改性劑為具有大π鍵共軛結(jié)構(gòu)的有機(jī)分子，所述樹脂為丙烯酸樹脂。其中，所述具有大π鍵共軛結(jié)構(gòu)的有機(jī)分子為芘類及其衍生物中的至少一種。其中，所述改性石墨烯電磁屏蔽涂料中改性石墨烯漿料所占的質(zhì)量百分比為0.001％～30％，所述改性石墨烯漿料為通過改性劑對(duì)石墨烯漿料中石墨烯改性得到，所述石墨烯漿料購(gòu)自寧波墨西科技有限公司。其中，所述石墨烯漿料中石墨烯所占的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.1％～10％。其中，所述改性石墨烯漿料還包括潤(rùn)濕劑，所述潤(rùn)濕劑為丙二醇、乙醇、甘油、聚乙二醇中的一種。其中，所述顏填料為鈦白粉、硫酸鋇粉、云母粉和滑石粉，所述溶劑為丁酮、丙酮、苯、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酸乙酯中的一種。其中，所述助劑為定向排列助劑、流平劑、偶聯(lián)劑、防沉劑和消泡劑中的至少一種，所述定向排列助劑為乙烯醋酸乙烯共聚物、乙烯丙烯酸共聚物中的至少一種，所述流平劑為硅油、聚二甲基硅氧烷、聚醚聚酯改性有機(jī)硅氧烷、烷基改性有機(jī)硅氧烷中的至少一種，所述偶聯(lián)劑為乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷中的至少一種，所述防沉劑為有機(jī)膨潤(rùn)土、氣相二氧化硅、聚烯烴蠟、聚酰胺蠟、蓖麻油衍生物中的至少一種，所述消泡劑為磷酸三丁酯、苯乙酸月桂醇酯、聚二甲基硅氧烷、正丁醇中的至少一種。本發(fā)明還提供一種上述改性石墨烯電磁屏蔽涂料的制備方法，其包括以下步驟：(1)將改性劑與石墨烯漿料混合，使改性劑對(duì)所述石墨烯漿料中的石墨烯進(jìn)行改性，得到改性石墨烯漿料，其中所述改性劑為具有大π鍵共軛結(jié)構(gòu)的有機(jī)分子，所述改性劑的質(zhì)量為所述石墨烯漿料的質(zhì)量的1％～5％；(2)將改性石墨烯漿料加入樹脂中，再加入顏填料、助劑及溶劑，混合均勻，得到改性石墨烯電磁屏蔽涂料。其中，在步驟(1)將所述改性劑與石墨烯漿料混合之前，還包括通過一潤(rùn)濕劑對(duì)所述石墨烯漿料進(jìn)行預(yù)分散的步驟。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述改性石墨烯電磁屏蔽涂料具有以下優(yōu)點(diǎn)：通過加入改性石墨烯，該涂料的強(qiáng)度、與基材的附著力、耐沖擊性、電磁屏蔽性均有顯著提高。具體的：第一，采用芘及其衍生物等這類具有大π鍵共軛結(jié)構(gòu)的有機(jī)分子對(duì)石墨烯進(jìn)行非共價(jià)鍵功能化修飾。利用石墨烯與有機(jī)分子改性劑之間的π-π相互作用，使石墨烯在丙烯酸樹脂這一弱極性體系中形成穩(wěn)定的分散，同時(shí)又不影響石墨烯的導(dǎo)電性能。第二，由于丙烯酸樹脂對(duì)光的主吸收峰處在太陽光譜范圍之外，因此該包括丙烯酸樹脂的涂料具有優(yōu)良的耐光性及耐戶外老化性能。當(dāng)采用熱塑性丙烯酸樹脂時(shí)，由于熱塑性丙烯酸樹脂的玻璃化溫度較高，包括熱塑性丙烯酸樹脂的該涂料可應(yīng)用于硬質(zhì)基材，具有硬度高、附著力強(qiáng)、耐劃傷、耐老化的優(yōu)點(diǎn)。該涂料具有涂層薄、重量輕(較傳統(tǒng)電磁屏蔽涂料減輕60％)、功效持久、使用簡(jiǎn)單方便的特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于軍事裝備和高端家用電器，以及民用的手機(jī)、電腦等領(lǐng)域。所述改性石墨烯電磁屏蔽涂料的制備方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：先通過改性劑對(duì)石墨烯進(jìn)行改性，然后在加入其它各組分，該制備方法較簡(jiǎn)單，易于操作和實(shí)現(xiàn)，可進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。另外，可將石墨烯漿料用潤(rùn)濕劑進(jìn)行預(yù)分散，降低石墨烯的高表面能，有利于石墨烯進(jìn)行分散。具體實(shí)施方式下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施方式僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施方式，而不是全部的實(shí)施方式?；诒景l(fā)明中的實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施方式，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明提供了一種改性石墨烯電磁屏蔽涂料。該改性石墨烯電磁屏蔽涂料包括改性石墨烯漿料、樹脂、顏填料、助劑及溶劑。所述改性石墨烯漿料包括采用改性劑對(duì)石墨烯進(jìn)行改性得到的改性石墨烯。所述改性劑為具有大π鍵共軛結(jié)構(gòu)的有機(jī)分子。所述樹脂為丙烯酸樹脂。所述具有大π鍵共軛結(jié)構(gòu)的有機(jī)分子為芘類及其衍生物中的至少一種。所述改性石墨烯電磁屏蔽涂料中改性石墨烯漿料所占的質(zhì)量百分比為0.001％～30％。優(yōu)選的，所述改性石墨烯電磁屏蔽涂料中改性石墨烯漿料所占的質(zhì)量百分比為0.001％～20％。所述改性石墨烯漿料為通過改性劑對(duì)石墨烯漿料中石墨烯改性得到。所述石墨烯漿料購(gòu)自寧波墨西科技有限公司。所述石墨烯漿料中石墨烯的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.1％～10％。所述石墨烯可為自己制備，也可購(gòu)自寧波墨西科技有限公司。所述石墨烯為單層片狀結(jié)構(gòu)，或所述石墨烯為層數(shù)在2-50層，層內(nèi)為碳原子sp2雜化軌道組成六角形蜂巢狀晶格、層間為碳原子以π鍵結(jié)合。所述改性石墨烯漿料還包括潤(rùn)濕劑，所述潤(rùn)濕劑為丙二醇、乙醇、甘油、聚乙二醇中的一種。所述顏填料的質(zhì)量占所述改性石墨烯丙烯酸樹脂涂料的15％～55％，優(yōu)選為25％～45％。所述顏填料為鈦白粉、硫酸鋇粉、云母粉和滑石粉。所述溶劑的質(zhì)量占所述改性石墨烯丙烯酸樹脂涂料的5％～30％，優(yōu)選為10％～25％。所述溶劑為丁酮、丙酮、苯、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酸乙酯中的一種。所述助劑的質(zhì)量占所述改性石墨烯丙烯酸樹脂涂料的0.1％～10％，優(yōu)選為1％～5％。所述助劑為定向排列助劑、流平劑、偶聯(lián)劑、防沉劑和消泡劑中的至少一種。所述定向排列助劑為乙烯醋酸乙烯共聚物、乙烯丙烯酸共聚物中的至少一種，所述流平劑為硅油、聚二甲基硅氧烷、聚醚聚酯改性有機(jī)硅氧烷、烷基改性有機(jī)硅氧烷中的至少一種，所述偶聯(lián)劑為乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷中的至少一種，所述防沉劑為有機(jī)膨潤(rùn)土、氣相二氧化硅、聚烯烴蠟、聚酰胺蠟、蓖麻油衍生物中的至少一種。所述消泡劑為磷酸三丁酯、苯乙酸月桂醇酯、聚二甲基硅氧烷、正丁醇中的至少一種。本發(fā)明還提供一種改性石墨烯電磁屏蔽涂料的制備方法。該制備方法包括以下步驟：S1，將改性劑與石墨烯漿料混合，使改性劑對(duì)所述石墨烯漿料中的石墨烯進(jìn)行改性，得到改性石墨烯漿料，其中所述改性劑為具有大π鍵共軛結(jié)構(gòu)的有機(jī)分子，所述改性劑的質(zhì)量為所述石墨烯漿料的質(zhì)量的1％～5％；S2，將改性石墨烯漿料加入樹脂中，再加入顏填料、助劑及溶劑，混合均勻，得到改性石墨烯電磁屏蔽涂料。在步驟S1將所述改性劑與石墨烯漿料混合之前，還包括通過一潤(rùn)濕劑對(duì)所述石墨烯漿料進(jìn)行預(yù)分散的步驟。所述潤(rùn)濕劑為丙二醇、乙醇、甘油、聚乙二醇中的一種。加入的潤(rùn)濕劑占石墨烯漿料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1％～0.3％。具體的，將石墨烯漿料放入一高速分散機(jī)中進(jìn)行預(yù)分散30分鐘～1小時(shí)，然后添加丙二醇等潤(rùn)濕劑攪拌30分鐘～1小時(shí)。在步驟S1中，向石墨烯漿料中加入芘及其衍生物等改性劑，或者向石墨烯漿料與分散劑的混合物中加入芘及其衍生物，攪拌一段時(shí)間，然后進(jìn)行砂磨，再用高精度的乳化機(jī)進(jìn)行乳化，得到改性石墨烯漿料。優(yōu)選的，所述改性劑的加入量占所述石墨烯漿料的質(zhì)量百分比為1.5％～3.5％。所述改性石墨烯電磁屏蔽涂料可通過無氣噴涂、空氣噴涂、靜電噴涂等公布方法施工。得到的涂層厚度優(yōu)選為10微米～50微米，更優(yōu)選為20微米～40微米。下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述改性石墨烯電磁屏蔽涂料及其制備方法進(jìn)行說明：實(shí)施例1該改性石墨烯電磁屏蔽涂料的配方為(以下均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))：其中，顏填料為鈦白粉、硫酸鋇粉、云母粉和滑石粉；溶劑為甲苯；助劑為乙烯醋酸乙烯共聚物、有機(jī)硅氧烷、甲基丙烯酰氧基硅烷、氣相二氧化硅、苯乙酸月桂醇酯，依次分別作為定向排列助劑、流平劑、偶聯(lián)劑、防沉劑和消泡劑。所述改性石墨烯漿料的制備方法如下：(1)將石墨烯漿料放入一高速分散機(jī)中進(jìn)行預(yù)分散30分鐘，然后添加丙二醇攪拌30分鐘，其中丙二醇的質(zhì)量為石墨烯漿料的質(zhì)量的0.2％；(2)向步驟(1)得到的混合物中加入芘，攪拌1小時(shí)，然后進(jìn)行砂磨，再用高精度的乳化機(jī)進(jìn)行乳化，得到改性石墨烯漿料，其中芘的質(zhì)量為石墨烯漿料的質(zhì)量的3％。改性石墨烯電磁屏蔽涂料的制備：將制備好的改性石墨烯漿料加入到丙烯酸樹脂中，然后加入顏填料、溶劑、助劑分散均勻，然后放入砂磨機(jī)中研磨10分鐘后即制得該改性石墨烯丙烯酸樹脂涂料。進(jìn)一步的，對(duì)該得到的改性石墨烯丙烯酸樹脂涂料進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見表1。表1實(shí)施例2該改性石墨烯電磁屏蔽涂料配方為(以下均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))：其中，顏填料為鈦白粉、硫酸鋇粉、云母粉和滑石粉；溶劑為二甲苯；助劑為乙烯醋酸乙烯共聚物、有機(jī)硅氧烷、甲基丙烯酰氧基硅烷、氣相二氧化硅、苯乙酸月桂醇酯，依次分別作為定向排列助劑、流平劑、偶聯(lián)劑、防沉劑和消泡劑。所述改性石墨烯漿料的制備方法同實(shí)施例1。改性石墨烯電磁屏蔽涂料的制備：將制備好的改性石墨烯漿料加入到丙烯酸樹脂中，然后加入顏填料、溶劑、助劑分散均勻，然后放入砂磨機(jī)中研磨10分鐘后即制得該改性石墨烯丙烯酸樹脂涂料。實(shí)施例3該改性石墨烯電磁屏蔽涂料配方為(以下均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))：其中，顏填料為鈦白粉、硫酸鋇粉、云母粉和滑石粉；溶劑為二甲苯；助劑為乙烯醋酸乙烯共聚物、有機(jī)硅氧烷、甲基丙烯酰氧基硅烷、氣相二氧化硅、苯乙酸月桂醇酯，依次分別作為定向排列助劑、流平劑、偶聯(lián)劑、防沉劑和消泡劑。所述改性石墨烯漿料的制備方法同實(shí)施例1。改性石墨烯電磁屏蔽涂料的制備：將制備好的改性石墨烯漿料加入到丙烯酸樹脂中，然后加入顏填料、溶劑、助劑攪拌均勻，然后放入砂磨機(jī)中研磨10分鐘后即制得該改性石墨烯丙烯酸樹脂涂料。對(duì)比例1該丙烯酸樹脂涂料配方為(以下均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))：其中，顏填料為鈦白粉、硫酸鋇粉、云母粉和滑石粉；溶劑為二甲苯；助劑為乙烯醋酸乙烯共聚物、有機(jī)硅氧烷、甲基丙烯酰氧基硅烷、氣相二氧化硅、苯乙酸月桂醇酯，依次分別作為定向排列助劑、流平劑、偶聯(lián)劑、防沉劑和消泡劑。丙烯酸樹脂涂料的制備：將丙烯酸樹脂、顏填料、溶劑、助劑分散均勻，然后放入砂磨機(jī)中研磨10分鐘后即制得該丙烯酸樹脂涂料。采用表2中的參數(shù)以手工噴涂方式將實(shí)施例1～3、對(duì)比例1的涂料在試樣板的表面進(jìn)行涂覆得到涂層。試樣板為ABS膠板，尺寸為W15×L30×0.3cm。得到的涂層的厚度為20±2μm。表2手工噴涂參數(shù)手工噴涂噴涂粘度，S9.5-15.5噴涂壓力，MPa0.35-0.65噴涂距離，cm15-30干燥條件80±5℃×30min依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T9286-1998及GJB6190-2008對(duì)對(duì)比例1、實(shí)施例1～3的所得的涂層的附著力、電磁屏蔽性進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試結(jié)果如表3所示。表3由表3可見，相對(duì)于對(duì)比例1，實(shí)施例1～3所得的涂層的附著力有提升，并且電磁屏蔽性能優(yōu)異。以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3