一种Ag-CuNWs/rGO为导电层的水性环氧树脂电磁屏蔽涂层及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种Ag

【技术实现步骤摘要】
一种Ag
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Cu NWs/rGO为导电层的水性环氧树脂电磁屏蔽涂层及其制备方法


[0001]本专利技术属于功能高分子材料及其成型加工
，涉及一种Ag
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Cu NWs/rGO为导电层的水性环氧树脂电磁屏蔽涂层及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着5G时代的到来，家用电器、智能手机等高频设备仪器的普及，电磁波辐射造成的污染愈加严重。电磁辐射不仅对人体有害，而且会造成信息泄露和设备仪器信号紊乱。因此，研究轻、薄、频带宽、无污染的电磁屏蔽材料具有十分重要的应用价值。
[0003]金属是常见的电磁屏蔽材料，磁性金属材料由于同时具有强磁性和良导体的特性，在电磁屏蔽领域有着广泛的应用。CN 113185896 A公开了一种电磁屏蔽涂料及其制备方法和应用，所述涂料是将铁基纳米晶合金带材料加热晶化和脆化处理，然后经过破碎、筛分后得到的扁平细粉与树脂混合后制成，具有较好的电磁屏蔽性能，但是需要将铁基纳米晶合金带材料加热到550～600℃，得到的产物与树脂之间相容性有限、界面较差、比重很大。CN 102020899 A公开了一种复合涂层电磁屏蔽涂料，所述复合涂料是将具有反射作用的屏蔽层涂料和具有吸收作用的屏蔽层涂料进行了复合，制备了同时具有反射和吸收功能的电磁屏蔽涂料，然而，其中以镍粉作为导电填料、羧基铁粉等作为吸波填料，缺点是涂料的磁性太强、密度大、易于腐蚀而且难于成膜。此外，铁、钴、镍基电磁屏蔽材料在使用过程中容易受到磁场影响，使用范围受限。
[0004]除了金属基电磁屏蔽材料以外，石墨烯、碳纳米管等轻质耐腐蚀碳基纳米材料在电磁屏蔽领域也有着广泛的应用。CN 106752635 A公开了一种具有电磁屏蔽作用的涂层材料及其制备方法，以石墨烯和碳纳米管为导电填料，通过搅拌使得石墨烯、碳纳米管在树脂基体中分散，制备得到的涂层具有较好的柔韧性，对高频电磁波也有良好的屏蔽性能，但是搅拌的方法难以保持纳米材料良好的分散，碳纳米材料在树脂基体中含量有限且容易团聚而影响其电磁屏蔽性能。CN 105505054 A公开了一种电磁屏蔽涂层的制备方法，所述涂层以石墨烯为导电填料，对石墨烯表面进行修饰，虽然有效改善了其在树脂中的分散性，但是表面修饰剂的加入往往会对石墨烯的导电性产生不利影响，而且表面修饰剂也会向涂料中引入其他不利于成膜的成分。以石墨烯等碳纳米材料作为导电填料时，如何在保证良好稳定分散的同时不破坏其导电性能并形成稳定有效的导电网络仍然是一个难点。
[0005]如何将具有优异导电性的金属基电磁屏蔽材料与碳纳米材料复合，构筑稳定可靠的导电网络，制备出可在磁场环境中使用的高导电、轻质的电磁屏蔽涂层依然是亟待解决的难题。

技术实现思路

[0006]要解决的技术问题
[0007]为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提出一种Ag
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Cu NWs/rGO为导电层的水性
环氧树脂电磁屏蔽涂层及其制备方法，解决电磁波辐射所造成的严重污染以及磁性电磁屏蔽材料使用环境受限制的难题。
[0008]技术方案
[0009]一种Ag
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Cu NWs/rGO为导电层的水性环氧树脂电磁屏蔽涂层，其特征在于涂层为底层、中层和面层；底层为水性环氧树脂，中层为Ag
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Cu NWs/GO导电层，面层为水性环氧树脂涂料；所述Ag
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Cu NWs/GO导电层中的银在铜纳米线上呈颗粒状分散，然后与氧化石墨烯呈现共混形态的随机相互分散，不出现各自团聚和沉降。
[0010]所述中层导电层为一层或多层。
[0011]所述中层导电层为1～20层。
[0012]所述铜纳米线的直径为38.78～79.56nm，长度为33～50μm。
[0013]所述银颗粒大小为50～110nm。
[0014]所述氧化石墨烯片层大小为1.5～4.0μm，厚度2.0～3.3nm。
[0015]所述底层和面层采用不同种类的水性聚合物涂料，要求能够低温即40～60℃条件下固化成膜。
[0016]所述水性聚合物涂料包括但不限于水性环氧、水性聚氨酯或水性丙烯酸酯。
[0017]一种制备所述Ag
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Cu NWs/rGO为导电层的水性环氧树脂电磁屏蔽涂层的方法，其特征在于步骤如下：
[0018]步骤1：将水性环氧树脂与固化剂混匀，其中水性环氧树脂与固化剂的配比为：m
A
:m
B
＝15:4，A为水性环氧树脂，B为固化剂；
[0019]步骤2、采用改进的Hummer法制备氧化石墨烯：在0～5℃冰水浴中，将硝酸钠和浓硫酸搅拌均匀后缓慢加入鳞片石墨，继续搅拌12～24h后，在冰水浴中缓慢加入高锰酸钾，升温至35～45℃，反应24～48h，用过氧化氢溶液洗涤产物，之后分别经盐酸、乙醇洗涤，透析后冷冻干燥得到氧化石墨烯GO的粉末；
[0020]所述浓硫酸︰硝酸钠︰鳞片石墨︰高锰酸钾的质量比为84.64︰1︰2︰6；
[0021]步骤3：将0.05g三氯化铁溶解在100mL去离子水中，取4mL三氯化铁溶液、1.40g十八胺、0.20g二水合氯化铜、0.10g葡萄糖依次加入到100mL水中，以500～600r/min的转速搅拌均匀后倒入200mL水热釜中，在140～150℃下反应10～20h后用5％硫酸离心洗涤收集沉淀物为铜纳米线Cu NWs；
[0022]步骤4：将0.03g铜纳米线Cu NWs、0.018mol聚乙烯吡咯烷酮分散在100mL水中，搅拌均匀后加入0.0425g硝酸银，室温下搅拌10～20h，之后升温至80～95℃搅拌1～2h；离心、冻干后得到银
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铜纳米线Ag
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Cu NWs；
[0023]步骤5：将25mL GO的水分散液放置在磁力搅拌器上，以500～600r/min的转速进行搅拌，将Ag
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Cu NWs超声分散于5mL乙醇中，逐滴加入到GO的水分散液中，搅拌1～2h，得到糊状Ag
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Cu NWs/GO导电涂料；
[0024]步骤6：在聚对苯二甲酸乙二醇酯PET基板上刮涂一层水性环氧树脂涂料作为底层，40～60℃干燥后刮涂一遍或者多遍Ag
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Cu NWs/GO导电涂料，形成一层或者多曾Ag
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Cu NWs/GO导电层，干燥后再刮涂一层水性环氧树脂涂料作为面层；
[0025]步骤7、将步骤6干燥后的涂层置于氢碘酸/乙醇溶液中，于70～80℃浸泡12～15h得到银
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铜纳米线/还原氧化石墨烯Ag
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Cu NWs/rGO为导电层的水性环氧树脂电磁屏蔽涂
层。
[0026]一种所述Ag
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Cu NWs/rGO为导电层的水性环氧树脂电磁屏蔽涂层的使用方法，其特征在于：涂敷在基材表面，当涂层厚度为0.06～0.12mm时，电磁屏蔽性能为5.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Ag
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Cu NWs/rGO为导电层的水性环氧树脂电磁屏蔽涂层，其特征在于涂层为底层、中层和面层；底层为水性环氧树脂，中层为Ag
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Cu NWs/GO导电层，面层为水性环氧树脂涂料；所述Ag
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Cu NWs/GO导电层中的银在铜纳米线上呈颗粒状分散，然后与氧化石墨烯呈现共混形态的随机相互分散，不出现各自团聚和沉降。2.根据权利要求1所述Ag
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Cu NWs/rGO为导电层的水性环氧树脂电磁屏蔽涂层，其特征在于：所述中层导电层为一层或多层。3.根据权利要求1或2所述Ag
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Cu NWs/rGO为导电层的水性环氧树脂电磁屏蔽涂层，其特征在于：所述中层导电层为1～20层。4.根据权利要求1所述Ag
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Cu NWs/rGO为导电层的水性环氧树脂电磁屏蔽涂层，其特征在于：所述铜纳米线的直径为38.78～79.56nm，长度为33～50μm。5.根据权利要求1所述Ag
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Cu NWs/rGO为导电层的水性环氧树脂电磁屏蔽涂层，其特征在于：所述银颗粒大小为50～110nm。6.根据权利要求1所述Ag
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Cu NWs/rGO为导电层的水性环氧树脂电磁屏蔽涂层，其特征在于：所述氧化石墨烯片层大小为1.5～4.0μm，厚度2.0～3.3nm。7.根据权利要求1所述Ag
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Cu NWs/rGO为导电层的水性环氧树脂电磁屏蔽涂层，其特征在于：所述底层和面层采用不同种类的水性聚合物涂料，要求能够低温即40～60℃条件下固化成膜。8.根据权利要求1所述Ag
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Cu NWs/rGO为导电层的水性环氧树脂电磁屏蔽涂层，其特征在于：所述水性聚合物涂料包括但不限于水性环氧、水性聚氨酯或水性丙烯酸酯。9.一种制备权利要求1～8任一项所述Ag
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Cu NWs/rGO为导电层的水性环氧树脂电磁屏蔽涂层的方法，其特征在于步骤如下：步骤1：将水性环氧树脂与固化剂混匀，其中水性环氧树脂与固化剂的配比为：m
A
:m
B
＝15:4，A为水性环氧树脂，B为固化剂；步骤2、采用改进的Hummer法制备氧化石墨烯：在0～...

【专利技术属性】
技术研发人员：张广成，张玉，高强，肖荣林，黄飞，
申请(专利权)人：陕西煤业化工技术研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：