一种自修复型自清洁电磁屏蔽织物涂层及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种自修复型自清洁电磁屏蔽织物涂层及其制备方法和应用，所述涂层包括如下重量份的原料：梳状疏水聚氨酯40～80份、石榴形磁性二氧化硅纳米球2～20份、硼酸芘0.1

【技术实现步骤摘要】
一种自修复型自清洁电磁屏蔽织物涂层及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于电磁屏蔽涂层材料，具体涉及一种自修复型自清洁电磁屏蔽涂层及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着第五代通信技术的爆炸式发展，人类生活与电子通信设备已密不可分。然而，这些设备在运行中产生的电磁干扰，不仅影响附近电子设备的正常运行，而且对人体健康也有副作用。为了保护精密设备和人体免受外部辐射的影响，开发高效的自修复电磁屏蔽材料非常重要。聚合物基复合材料由于其密度低、耐腐蚀、成本低、加工性能好等优点，被广泛应用于电磁屏蔽领域。目前，通过添加导电填料，如碳纳米管、石墨烯、金属纳米线/颗粒和MXene等，可有效提高聚合物基复合材料的电磁屏蔽性能。专利CN110698847A提出了一种水性聚氨酯
‑
MXene电磁屏蔽仿生纳米复合材料膜及制备方法，该方法利用通过贝壳仿生策略，使用Ti3C2T
x
/Ti2CT
x MXene和带有氨基甲酸酯基团的水性聚氨酯为原料，从而构筑具有良好机械性能的高效能电磁屏蔽复合材料薄膜，该薄膜力学性能优异且具备良好的电磁屏蔽性能。专利CN111925642A提出了首先制备碳纳米管水分散液，再将合成的自修复阳离子水性聚氨酯乳液加入到碳纳米管水分散液中，利用带有不同电荷离子间的静电吸附相互作用将碳纳米管包覆到聚氨酯乳液粒子表面，最终得到自修复电磁屏蔽复合材料，该材料具有料具有电磁屏蔽性能和力学性能，在加热条件下可实现一定的自修复，但修复要求较高，修复效率不高。大多数聚合物基材料不可避免地容易受到机械损伤，从而产生裂纹等结构缺陷，大大降低其物理性能，缩短其使用寿命。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种新型自修复自清洁电磁屏蔽织物涂层，基于石榴形磁性二氧化硅纳米球和自修复聚氨酯，该涂层不仅具有电磁屏蔽功能，还具有超疏水自清洁功能，同时涂层还能够自修复破损部位，恢复其功能，解决了户外复合材料电磁屏蔽性能差、无自清洁性以及耐久性等问题。
[0004]本专利技术还提供了自修复型自清洁电磁屏蔽织物涂层的制备方法和应用。
[0005]技术方案：为了实现上述目的，本专利技术提供一种自修复型自清洁电磁屏蔽织物涂层，所述涂层包括如下重量份的原料：梳状疏水聚氨酯40～80份、石榴形磁性二氧化硅纳米球2～20份、硼酸芘0.1
‑
1份、石墨烯0.2
‑
5份、乙醇和水的混合溶液2
‑
20份；其中使用石榴形结构更有助于电磁波吸收。
[0006]其中，所述梳状疏水聚氨酯的制备步骤为：
[0007](1)按重量份，向1
‑
10份硫代甘油、1
‑
20份N
‑
(1
‑
芘)马来酰亚胺中加入10
‑
60份丙酮，0.05
‑
1份二甲基苯基磷，反应后提纯、干燥即得到含芘二元醇单体；
[0008](2)按重量份，向1
‑
15份硫代甘油、1
‑
45份甲基丙烯酸十三氟辛酯中加入20
‑
80份丙酮，0.05
‑
2份二甲基苯基磷反应后提纯、干燥即得到含氟二元醇单体；
[0009](3)按重量份，将1
‑
20份异佛尔通二异氰酸酯、2
‑
60份聚己内酯和20
‑
80份丙酮油浴中预热并保持搅拌形成均匀溶液后，再加入0.05
‑
2份二月桂酸二丁基锡，并保持反应；然后，分别加入0.5
‑
10份含氟二元醇单体和0.5
‑
15份含芘二元醇单体，继续保持反应；降低油浴温度，加入0.5
‑
5份的扩链剂双(2
‑
羟乙基)二硫化物，继续反应后，即得到梳状疏水聚氨酯(MPU)。
[0010]其中，步骤(1)中在20
‑
70℃下持续反应1
‑
8h，提纯、干燥即得到含芘二元醇单体；步骤(2)中在20
‑
80℃下持续反应1
‑
8h，提纯、干燥即得到含氟二元醇单体；步骤(3)中置于40
‑
80℃油浴中预热并保持搅拌形成均匀溶液后，再加入0.05
‑
2份二月桂酸二丁基锡，并保持反应2
‑
6h；然后，分别加入0.5
‑
10份含氟单体和0.5
‑
15份含芘单体，继续保持反应1
‑
3h；将油浴温度调至30
‑
70℃，加入0.5
‑
5份的扩链剂双(2
‑
羟乙基)二硫化物，继续反应2
‑
6h后，即得到梳状疏水聚氨酯。
[0011]作为优选，所述聚己内酯数均平均分子量为800
‑
2000，所述梳状疏水聚氨酯的数均平均分子量为10000
‑
30000。
[0012]其中，所述石榴形磁性二氧化硅纳米球的制备步骤为：
[0013]按重量份，向0.5
‑
2份氨水、10
‑
60份乙醇/去离子水混合物中加入0.1
‑
2份Fe3O4颗粒并分散，在机械搅拌下，将0.3份
‑
3份多巴胺滴加到上述分散液中，搅拌后收集Fe3O4@PDA纳米粒子，将制备的Fe3O4@PDA纳米粒子再次分散在20
‑
150份去离子水中，并加入0.5
‑
2份氨水、0.1
‑
2份表面活性剂；随后，将10
‑
50份正己烷和5
‑
40份正硅酸四乙酯的混合溶液在滴加到上述分散液中，反应后磁吸收集产物，再将产物加入到50
‑
200份乙醇中，回流处理，最终得到石榴形磁性二氧化硅纳米球。
[0014]其中，将10
‑
50份正己烷和5
‑
40份正硅酸四乙酯的混合溶液在滴加到上述分散液中，在温度25
‑
65℃下反应6
‑
24h后，磁铁收集产物，并洗涤、干燥。
[0015]作为优选，其中所述Fe3O4颗粒的粒径为20
‑
500nm。
[0016]本专利技术所述的自修复型自清洁电磁屏蔽织物涂层的制备方法，包括如下步骤：
[0017]按重量份，将0.1
‑
1份硼酸芘、0.5
‑
5份石榴形磁性二氧化硅纳米球和0.2
‑
2份石墨烯(G)加入含有乙醇和水的混合溶液中，反应后洗涤、干燥后得到石榴形磁性二氧化硅纳米球改性石墨烯(mFe3O4@SiO2‑
G)；
[0018]按重量份，将100
‑
200份梳状疏水聚氨酯和5
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自修复型自清洁电磁屏蔽织物涂层，其特征在于，所述涂层包括如下重量份的原料：梳状疏水聚氨酯40～80份、石榴形磁性二氧化硅纳米球2～20份、硼酸芘0.1
‑
1份、石墨烯0.2
‑
5份、乙醇和水的混合溶液2
‑
20份。2.根据权利要求1所述的自修复型自清洁电磁屏蔽织物涂层，其特征在于，所述梳状疏水聚氨酯的制备步骤为：(1)按重量份，向1
‑
10份硫代甘油、1
‑
20份N
‑
(1
‑
芘)马来酰亚胺中加入10
‑
60份丙酮，0.05
‑
1份二甲基苯基磷，反应后提纯、干燥即得到含芘二元醇单体；(2)按重量份，向1
‑
15份硫代甘油、1
‑
45份甲基丙烯酸十三氟辛酯中加入20
‑
80份丙酮，0.05
‑
2份二甲基苯基磷反应后提纯、干燥即得到含氟二元醇单体；(3)按重量份，将1
‑
20份异佛尔通二异氰酸酯、2
‑
60份聚己内酯和20
‑
80份丙酮油浴中预热并保持搅拌形成均匀溶液后，再加入0.05
‑
2份二月桂酸二丁基锡，并保持反应；然后，分别加入0.5
‑
10份含氟二元醇单体和0.5
‑
15份含芘二元醇单体，继续保持反应；降低油浴温度，加入0.5
‑
5份的扩链剂双(2
‑
羟乙基)二硫化物，继续反应后，即得到梳状疏水聚氨酯。3.根据权利要求2所述的自修复型自清洁电磁屏蔽织物涂层，其特征在于，步骤(1)中在20
‑
70℃下持续反应1
‑
8h，提纯、干燥即得到含芘二元醇单体；步骤(2)中在20
‑
80℃下持续反应1
‑
8h，提纯、干燥即得到含氟二元醇单体；步骤(3)中置于40
‑
80℃油浴中预热并保持搅拌形成均匀溶液后，再加入0.05
‑
2份二月桂酸二丁基锡，并保持反应2
‑
6h；然后，分别加入0.5
‑
10份含氟单体和0.5
‑
15份含芘单体，继续保持反应1
‑
3h；将油浴温度调至30
‑
70℃，加入0.5
‑
5份的扩链剂双(2
‑
羟乙基)二硫化物，继续反应2
‑
6h后，即得到梳状疏水聚氨酯。4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈坤林，袁中桦，刘汉，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：