基于氧化石墨烯的紫外光固化水性聚氨酯抗电磁屏蔽涂料的制备方法技术

本发明专利技术属于高分子材料合成技术领域，涉及一种由不同光引发剂引发的基于氧化石墨烯的紫外光固化水性聚氨酯抗电磁屏蔽涂料的制备方法。本发明专利技术先将氧化石墨烯溶于N,N-二甲基甲酰胺中，加入并调整光引发剂的种类，然后对水性聚（氨酯-丙烯酸酯）乳液进行改性，从而制得由不同光引发剂引发的基于氧化石墨烯的紫外光固化水性聚氨酯抗电磁屏蔽涂料。制备过程简单，能够实现无机粒子的均匀分散，并在其表面形成良好的界面结合层，使聚氨酯丙烯酸酯涂料具备优良的机械性能，有纳米材料既增强又增韧特性，同时氧化石墨烯赋予涂料导电性，其耐热性、力学性能、涂膜透明度等得到提高，且将紫外光固化技术与导电涂料结合起来，具有对环境污染小、低能耗等优点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于高分子材料合成
，涉及一种由不同光引发剂引发的。本专利技术先将氧化石墨烯溶于N,N-二甲基甲酰胺中，加入并调整光引发剂的种类，然后对水性聚（氨酯-丙烯酸酯）乳液进行改性，从而制得由不同光引发剂引发的基于氧化石墨烯的紫外光固化水性聚氨酯抗电磁屏蔽涂料。制备过程简单，能够实现无机粒子的均匀分散，并在其表面形成良好的界面结合层，使聚氨酯丙烯酸酯涂料具备优良的机械性能，有纳米材料既增强又增韧特性，同时氧化石墨烯赋予涂料导电性，其耐热性、力学性能、涂膜透明度等得到提高，且将紫外光固化技术与导电涂料结合起来，具有对环境污染小、低能耗等优点。【专利说明】
本专利技术属于高分子材料合成
，涉及电磁屏蔽导电涂料的制备，尤其涉及一种由不同光引发剂引发的。
技术介绍
电子电气等产品的电压电流在工作时都可能产生间歇性或连续性变化，有时其变化速率相当快，这样就会导致在不同频率内或一个频带间产生一定的电磁能量，而其相应的电路会将这种能连发射到周围的环境中。由此产生的电磁辐射可造成一定程度的电磁干扰、电磁信息泄露和电磁环境污染。这些电磁辐射会导致人体器官生理障碍或伤害，许多正常工作的电子、电气设备产生的电磁波能使邻近的电子、电气设备性能下降乃至无法工作，甚至造成事故和设备损坏，电磁污染已经成为世界性公害，世界卫生组织已将其列为继水污染、大气污染、噪声污染之后的第四大污染。工程塑料具有比重小、造型设计灵活、易加工成型和成本低等特点，在电子、电气、通讯及信息产业中的应用越来越广泛，但工程塑料在电磁场中极易产生静电和滞电现象，对电磁场几乎无屏蔽作用，尤其是对IGHz以下的电磁波几乎是“透明”的。紫外(UV)光固化涂料具有固化快、环保、节能等优点，是现代工业化生产涂料的优秀代表之一。但紫外光固化涂料也存在着一些缺点，如光固化材料受到光线穿透能力的限制，只适用于由透明增强材料与透明树脂构成的复合材料。同时光固化涂料中常常加入过量的光引发剂，这些残存的引发剂受到光线照射后，产生的自由基会加速材料的老化，且由于光固化涂层交联收缩，产生收缩应力，对金属表面等光滑底层的附着力不佳。光固化后的漆膜较脆、易裂，漆膜收缩产生的空隙也会使空气和水分较易通过，漆膜的耐腐蚀性能不强。氧化石墨烯(GO)是一种重要的石墨衍生物，具有较高的比表面能，良好的亲水性及机械性能，同时氧化石墨烯存在大量的亲水性官能团，可以单独分散在水系中形成氧化石墨烯胶体溶液，而且氧化石墨稀具有与石墨烯相似的结构，同样拥有二维纳米结构。氧化石墨烯与石墨烯的性质之间也有一些差异，由于含氧官能团的存在，夺取了同层碳环中可移动的η电子，使得碳原子形成的大η键断裂，从而丧失了传导电子的能力，变为绝缘体。紫外光固化有机-无机杂化涂料是紫外光固化技术发展中较新的一个方向，采用溶胶-凝胶法制备的有机-无机杂化光固化涂料兼有柔韧性和刚性，它将预分散的无机氧化石墨烯加到光固化涂料中，使得无机与有机相间以共价键结合，有机-无机光固化涂层表面的两相界面更紧密，经均匀分散和紫外光照射固化制备，并可快速固化，从而使涂层更致密，膜的硬度和耐磨性都得到很大的提高，漆膜腐蚀性有所改善，且由于无机纳米粒子的耐热性较高，可提升整体漆膜的耐热性、抗刮性、耐磨性和耐化学性，以及其它的力学和电学性能的同时，保持透明性和光泽度，因此受到了广泛的关注。复合材料学报，2013, 30(1):22_26，采用直流电弧放电法制备结晶性石墨烯，利用乙醇助溶分散法得到石墨烯/聚苯胺电磁屏蔽复合材料，研究不同掺杂比例的石墨烯/聚苯胺复合材料的电磁屏蔽性能。复合物的电导率随石墨烯掺杂量的增加而增大，当掺杂质量分数为25%时，其电导率达到19.4S/cm。频率为2~18GHz时，复合材料的电磁屏蔽效能随着石墨烯掺杂量和频率的增大而增强；当石墨烯掺杂质量分数为25%时，总屏蔽效能在2~18GHz范围内由19.8dB增至34.2dB，增加了约42%，其中吸收部分占总屏蔽效能的比例为66%~81%。但该样品为粉末状，难以成膜。电子、电气、通讯及信息产业的飞速发展给人们带来了一系列新的问题，主要表现在电磁波辐射带来的危害:如电磁波干扰、电磁波信息泄密及电磁环境污染等，这已经成为一个越来越严重的问题。为了减弱设备的电磁辐射及相互之间的干扰，消除空间污染，防止信息泄密，保障人类身体健康，需要对电磁波进行屏蔽处理，电磁屏蔽问题已成为现代防护工程中一个非常紧迫的问题。提高电子产品电磁兼容性能，对电磁波辐射进行控制的技术对策主要有使用电磁屏蔽材料降低电磁干扰。在各种电磁辐射防护材料中，导电涂料作为一种高效、低廉、轻量、应用方便的技术手段具有广泛的应用前景。导电涂料按其导电能力可分为电阻涂料、电磁波屏蔽涂料、电波吸收涂料、发热涂料、防静电涂料、电场缓和涂料。导电涂料具有质量好、设备简单、施工工艺简单等优点，由于电子器件小型化发展和印刷电路板的精密度发展，导电涂料作为连接材料，利用其流动性可用于丝网印刷，直接形成复杂的印刷线路。作为新型的复合材料，其应用也逐渐受到人们的关注。导电涂料是将导电粒子均匀地添加在树脂中形成的一种导电材料，导电粒子使其具有导电性，树脂赋予其粘接性，导电涂料是既具有导电性又具有粘接性的材料。但是，传统的溶剂型导电涂料在使用过程中会挥发出大量的有害物质，对环境和人们的健康造成有害影响，且施工周期长，生产效率低。光固化技术的特点是固化速度快，生产效率高，无或少有溶剂排放，适合批量生产，不需强制加热固化，这样固化能耗降低，节约了能源，而且固化后的涂料具有优良的附着性及耐溶剂性。将紫外光固化技术与导电涂料结合起来研制的紫夕Kuv)光固化导电电磁屏蔽涂料具有固化速度快、涂膜质量高、不含溶剂、对环境污染少、能耗低等优点。(I)Fibrillar polyaniline/diatomite composite synthesized by one-stepin situ polymerization method.Applied surface science, 2005，249 (I): 266-270。米用聚合法一步合成聚苯胺/硅藻土复合物纳米纤维，其直径50~80nm。硅藻土的孔隙结构在聚合的起初阶段可能起模板的作用，该复合物在25°C含28%聚苯胺时电导率为0.29S/cm,在空气中热降解温度为493°C，作为电磁屏蔽涂料和导电涂料的填料有很好的发展和应用潜力，但原料成本较高，目前应用还不广泛。(2)石墨烯/聚苯胺复合材料的电磁屏蔽性能.复合材料学报，2013(1):22-26。采用直流电弧放电法制备高结晶性石墨烯，利用乙醇助溶分散法得到石墨烯聚苯胺电磁屏蔽复合材料，复合物的电导率随石墨烯掺杂量的增加而增大，当石墨烯掺杂质量分数为25%时，其电导率达到19.4S/cm，接近纯石墨烯的电导率(20.lS/cm)。频率为2~18GHz时，复合材料的电磁屏蔽效能随着石墨烯掺杂量和频率的增大而增强；当石墨烯掺杂质量分数为25%时，总屏蔽效能在2~18GHz范围内由19.SdB增至34.2dB，增加了 42%，其中吸收部分占总屏蔽效能的比例为66%~81%，这表明石墨烯/聚苯胺复合材料的电磁屏蔽性质是以电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于氧化石墨烯的紫外光固化的抗电磁屏蔽涂料的制备方法，其特征在于，首先采用Hummers法制备得到氧化石墨烯水溶液，然后将其溶于N,N’?二甲基甲酰胺中，对水性聚（氨酯?丙烯酸酯）乳液进行改性，从而制得基于氧化石墨烯的紫外光固化的抗电磁屏蔽涂料。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱凤仙，戴玉婷，荣新山，杨冬亚，徐吉成，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：