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：
：現(xiàn)代戰(zhàn)場上電磁環(huán)境復雜，各種各樣的電磁信號對車(機、彈、船)載電子信息系統(tǒng)構成極大威脅，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。在民用領域，手機、電腦等電子產品產生的電磁輻射也會危害人類健康。于是，人們開始使用電磁屏蔽涂料進行防護。傳統(tǒng)電磁屏蔽涂料的產品主要有銀系、銅系、鎳系以及碳系4類。金屬系屏蔽涂料的優(yōu)點是屏蔽性能高，缺點是密度大(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，但導電性能不高，難以應用在屏蔽性能要求高的場合。石墨烯，為單原子層的石墨，其擁有獨特的二維結構和優(yōu)異的力學、熱力學、光學和電學性能。石墨烯的電阻率非常小，只有10-6Ω·cm，其片狀結構在二維平面上容易接觸形成導電網(wǎng)絡。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“薄、輕、寬、高”的要求。公告號為CN105331264A的中國專利公開了一種納米碳材的復合電磁屏蔽涂料，其包括復合屏蔽材料乳液、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。技術實現(xiàn)要素：針對上述問題，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)有技術中的技術問題。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石墨烯進行改性得到的改性石墨烯，所述改性劑為具有大π鍵共軛結構的有機分子，所述樹脂為丙烯酸樹脂。其中，所述具有大π鍵共軛結構的有機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量百分比為0.001％～30％，所述改性石墨烯漿料為通過改性劑對石墨烯漿料中石墨烯改性得到，所述石墨烯漿料購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量百分數(shù)為0.1％～10％。其中，所述改性石墨烯漿料還包括潤濕劑，所述潤濕劑為丙二醇、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、聚醚聚酯改性有機硅氧烷、烷基改性有機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，所述防沉劑為有機膨潤土、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，使改性劑對所述石墨烯漿料中的石墨烯進行改性，得到改性石墨烯漿料，其中所述改性劑為具有大π鍵共軛結構的有機分子，所述改性劑的質量為所述石墨烯漿料的質量的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，還包括通過一潤濕劑對所述石墨烯漿料進行預分散的步驟。相較于現(xiàn)有技術，本發(fā)明所述改性石墨烯電磁屏蔽涂料具有以下優(yōu)點：通過加入改性石墨烯，該涂料的強度、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鍵共軛結構的有機分子對石墨烯進行非共價鍵功能化修飾。利用石墨烯與有機分子改性劑之間的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，同時又不影響石墨烯的導電性能。第二，由于丙烯酸樹脂對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。當采用熱塑性丙烯酸樹脂時，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用于硬質基材，具有硬度高、附著力強、耐劃傷、耐老化的優(yōu)點。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、使用簡單方便的特點，可廣泛應用于軍事裝備和高端家用電器，以及民用的手機、電腦等領域。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：先通過改性劑對石墨烯進行改性，然后在加入其它各組分，該制備方法較簡單，易于操作和實現(xiàn)，可進行工業(yè)化生產。另外，可將石墨烯漿料用潤濕劑進行預分散，降低石墨烯的高表面能，有利于石墨烯進行分散。具體實施方式下面將對本發(fā)明實施方式中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施方式僅僅是本發(fā)明一部分實施方式，而不是全部的實施方式?；诒景l(fā)明中的實施方式，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施方式，都屬于本發(fā)明保護的范圍。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石墨烯進行改性得到的改性石墨烯。所述改性劑為具有大π鍵共軛結構的有機分子。所述樹脂為丙烯酸樹脂。所述具有大π鍵共軛結構的有機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量百分比為0.001％～20％。所述改性石墨烯漿料為通過改性劑對石墨烯漿料中石墨烯改性得到。所述石墨烯漿料購自寧波墨西科技有限公司。所述石墨烯漿料中石墨烯的質量百分數(shù)為0.1％～10％。所述石墨烯可為自己制備，也可購自寧波墨西科技有限公司。所述石墨烯為單層片狀結構，或所述石墨烯為層數(shù)在2-50層，層內為碳原子sp2雜化軌道組成六角形蜂巢狀晶格、層間為碳原子以π鍵結合。所述改性石墨烯漿料還包括潤濕劑，所述潤濕劑為丙二醇、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、聚醚聚酯改性有機硅氧烷、烷基改性有機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，所述防沉劑為有機膨潤土、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，使改性劑對所述石墨烯漿料中的石墨烯進行改性，得到改性石墨烯漿料，其中所述改性劑為具有大π鍵共軛結構的有機分子，所述改性劑的質量為所述石墨烯漿料的質量的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，還包括通過一潤濕劑對所述石墨烯漿料進行預分散的步驟。所述潤濕劑為丙二醇、乙醇、甘油、聚乙二醇中的一種。加入的潤濕劑占石墨烯漿料的質量分數(shù)為0.1％～0.3％。具體的，將石墨烯漿料放入一高速分散機中進行預分散30分鐘～1小時，然后添加丙二醇等潤濕劑攪拌30分鐘～1小時。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，攪拌一段時間，然后進行砂磨，再用高精度的乳化機進行乳化，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。下面結合具體實施例對本發(fā)明所述改性石墨烯電磁屏蔽涂料及其制備方法進行說明：實施例1該改性石墨烯電磁屏蔽涂料的配方為(以下均為質量分數(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中進行預分散30分鐘，然后添加丙二醇攪拌30分鐘，其中丙二醇的質量為石墨烯漿料的質量的0.2％；(2)向步驟(1)得到的混合物中加入芘，攪拌1小時，然后進行砂磨，再用高精度的乳化機進行乳化，得到改性石墨烯漿料，其中芘的質量為石墨烯漿料的質量的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，然后放入砂磨機中研磨10分鐘后即制得該改性石墨烯丙烯酸樹脂涂料。進一步的，對該得到的改性石墨烯丙烯酸樹脂涂料進行測試，測試結果見表1。表1實施例2該改性石墨烯電磁屏蔽涂料配方為(以下均為質量分數(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，然后放入砂磨機中研磨10分鐘后即制得該改性石墨烯丙烯酸樹脂涂料。實施例3該改性石墨烯電磁屏蔽涂料配方為(以下均為質量分數(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，然后放入砂磨機中研磨10分鐘后即制得該改性石墨烯丙烯酸樹脂涂料。對比例1該丙烯酸樹脂涂料配方為(以下均為質量分數(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施例1～3、對比例1的涂料在試樣板的表面進行涂覆得到涂層。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)標準GB/T9286-1998及GJB6190-2008對對比例1、實施例1～3的所得的涂層的附著力、電磁屏蔽性進行測試。測試結果如表3所示。表3由表3可見，相對于對比例1，實施例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)選實施方式，應當指出，對于本
技術領域：
的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發(fā)明的保護范圍。當前第1頁1 2 3