CN107556741A - 一种用于触摸屏的防电磁辐射透明材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于触摸屏的防电磁辐射透明材料及其制备方法，包括以下重量份数的原料：二氯甲烷15～20份、四氢呋喃9～12份、环氧环己烷12～16份、三氟化硼乙醚0.18～0.25份、乙二醇0.05～0.12份、异佛尔酮二异氰酸酯60～70份、二月桂酸二丁基锡0.15～0.20份、甲基丙烯酸‑β‑羟乙酯35～40份、偶氮二异丁腈0.7～1.0份、碳纳米管1～2份、硝酸铁10～20份、聚乙烯醇水溶液3～4份。本发明制备的透明材料能够使透明材料通过碳纳米管和氧化铁的共同作用，能够对电磁辐射同时进行反射损耗和吸收损耗，阻碍表面能传递，使电磁辐射的能量转化成热能，以降低电磁辐射的能量，进而降低对人类身心健康的伤害。

Description

一种用于触摸屏的防电磁辐射透明材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及触摸屏技术领域，尤其涉及一种用于触摸屏的防电磁辐射透明材料及其制备方法。

背景技术

随着计算机技术的发展和普及，在20世纪90年代初，出现了一种全新的人机交互技术，利用这种技术，用户只需要在显示屏上的图标或文字上轻轻一点，计算机就能按照我们的指示进行相的各种操作，完全摆脱了键盘和鼠标的束缚，使人机交互更为直截了当，这种技术就是日新月异的触摸屏技术。并已广泛应用到了手机、平板电脑、零售业、公共信息查询、多媒体信息系统、医疗仪器、工业自动控制、娱乐与餐饮业、自动售票系统、教育系统等众多领域。

信息技术高速发展的今天，通过触摸屏技术实现人机交互技术的电子产品给人类带来了巨大的便利，同时,电子产品电磁辐射造成的污染也成了人类面临的又一大环境问题，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，已经成为危害人类健康的一大杀手。

电子产品工作时辐射出的电磁波，即电磁辐射对人的视觉系统、机体免疫功能、心血管系统、内分泌系统、生殖系统和遗传中枢神经系统等都有不同程度的影响，特别是高频波和较强的电磁场作用人体的直接后果是在不知不觉中导致人的精力和体力减退，使人的生物钟发生紊乱，记忆、思考和判断能力下降，容易产生白内障、白血病、脑肿瘤、心血管疾病、大脑机能障碍以及妇女流产和不孕等，甚至引起癌症等病变。

而材料的发展与应用标志着人类社会不断进步的里程，材料也是现代文明建设的重要物质基础。随着新技术、新工艺、新产品和新设备的开发，透明材料由于其特殊的性质，被广泛应用于各种触摸屏、仪表外壳、电子设备、光学电讯零件、建筑家装、医疗设施等领域。然而现有触摸屏的防护屏材料主要为玻璃制品，一是玻璃防护屏受到挤压时容易破碎，并且破碎后非常锋利，极易造成人体受伤，二是不具备抗电磁辐射的功能，电磁辐射穿玻璃防护屏而伤害人体的健康。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种用于触摸屏的防电磁辐射透明材料及其制备方法，使触摸屏的防护屏能够吸波损耗电磁辐射，以降低对人类身体健康的伤害，同时抗冲击强度大，不易破碎。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

一种抗电磁辐射的透明材料，包括以下重量份数的原料：

二氯甲烷15～20份、四氢呋喃9～12份、环氧环己烷12～16份、三氟化硼乙醚0.18～0.25份、乙二醇0.05～0.12份、异佛尔酮二异氰酸酯60～70份、二月桂酸二丁基锡0.15～0.20份、甲基丙烯酸-β-羟乙酯35～40份、偶氮二异丁腈0.7～1.0份、碳纳米管1～2份、硝酸铁10～20份、聚乙烯醇水溶液3～4份。

此外，本发明还提供了一种抗电磁辐射的透明材料的其制备方法，包括以下步骤：

1)环氧环己烷-四氢呋喃共聚醚的制备：分别取二氯甲烷和四氢呋喃加入装有温度计、搅拌器和恒温滴液漏斗的三口瓶中，再加入三氟化硼乙醚和乙二醇，然后于0℃的恒温水浴锅中搅拌20～30min，取环氧环己烷加入恒温滴液漏斗中进行滴加，滴加完成后于0℃下充分反应3～5h，然后加入四氢呋喃2倍体积的去离子水，继续搅拌5min，静置分层，分液除去去离子水，再通过减压蒸馏除去未反应原料、溶剂和少量的水，得到无色透明粘稠液体的环氧环己烷-四氢吠喃共聚醚；

2)聚氨酯丙烯酸酯大分子单体的合成：取异佛尔酮二异氰酸酯和1)中得到的环氧环己烷-四氢吠喃共聚醚加入氮气保护的三口瓶中，再加入二月桂酸二丁基锡作为催化剂，于90℃下搅拌反应50min，然后加入甲基丙烯酸-β-羟乙酯，于75℃下反应40min，而后降温至40～45℃，加入偶氮二异丁腈作为引发剂，待其全部溶解后，真空干燥处理，得到聚氨酯丙烯酸酯大分子单体；

3)碳纳米管的纯化：取碳纳米管加入10体积的浓度为2.6mol/L的硝酸溶液中，加热回流24h，冷却后离心分离，用去离子水洗涤至中性后过滤、干燥，得到纯化碳纳米管；通过硝酸溶除去碳纳米管中的少量无定形碳、纳米碳颗粒、催化剂颗粒等杂质，以提高碳纳米管的纯度。

4)碳纳米管的填充：取3)中得到的纯化碳纳米管，加入10倍重量的硝酸铁混合均匀，然后均匀分散于50倍体积的浓硫酸中，于80℃下回流5h，冷却，过滤除去滤液，滤渣用去离子水反复洗涤，然后于100℃下充分干燥，再于400℃的氩气氛围中煅烧5h，使硝酸铁转变为氧化铁，得到黑色粉末；

5)碳纳米管的改性：取4)中得到的黑色粉末加入聚乙烯醇水溶液中，混合均匀，然后平铺于坩埚中，于230～250℃的条件下加热30～40min，冷却至室温，再用去离子水反复洗涤，干燥，得到改性碳纳米管；在230～250℃的温度下聚乙烯醇开始分解，聚乙烯醇分聚乙烯醇分解时产生羧基和羟基，羧基和羟基的π键与碳纳米管管壁的π键通过π-π非共价键的形式相结合，进而得到修饰过的改性碳纳米管。

6)透明材料的合成：分别取2)中得到的聚氨酯丙烯酸酯大分子单体和5)中得到的改性碳纳米管混合均匀，然后浇注在底部贴合有多孔阳极氧化铝模板的模具内，于45℃的烘箱内聚合、交联、固化4.5h，再将烘箱调至75℃，继续聚合、交联、固化9h后，冷却至室温，用Na0H溶液清洗除去多孔阳极氧化铝模板，得到透明材料。改性后的碳纳米管在羧基和羟基的作用下与聚氨酯丙烯酸酯大分子单体的相容性更好，能够提高二者混合的均匀度，以及混合后体系的稳定性；此外通过多孔阳极氧化铝模板的作用，使形成的透明材料表面形成凹凸不平的纳米结构。

进一步，多孔阳极氧化铝模板的孔径为200～400nm。

进一步，步骤1)中通过恒温滴液漏斗滴加环氧环己烷的过程在1h内完成，低价过程中体系温度不超过5℃。环氧环己烷与四氢呋喃的反应会剧烈放热，三氟化硼一乙醚催化的环氧环己烷的阳离子开环聚合反应是一种可逆的放热反应，一方面，聚合速率随着反应温度的升高而降低，而温度升高聚合速率下降，解聚速率增加，使得平衡产率下降；另一方面，温度升高聚合体系中各种副反应如链转移逐渐出现，并变得显著，终止也相应增多，如反离子变得不稳定，容易发生封端使链“淬死”，从而降低了聚合产物的平均分子量。

进一步，步骤1)中减压蒸馏的条件为：温度60℃～70℃，真空度0.09MPa～0.1MPa。

进一步，步骤1)中减压蒸馏先于30℃～40℃，0.09MPa～0.1MPa的条件下蒸馏至无馏分流出，再于60℃～70℃，0.09MPa～0.1MPa的条件下进行蒸馏。先于30℃～40℃下减压蒸馏回收溶剂二氯甲烷，再通过减压蒸馏除去未反应原料和少量的水。

进一步，步骤2)中真空干燥的条件为：温度40℃～45℃，真空度0.09MPa～0.1MPa。

进一步，步骤4)中混合物的分散采用超声波分散，超声波频率为32KHz，分散速度为45r/s，分散时间20min。

进一步，步骤5)中聚乙烯醇水溶液的质量分数为25％～30％。

透明材料还可以为多层结构，其合成方法如下：先聚氨酯丙烯酸酯大分子单体浇注在底部贴合有多孔阳极氧化铝模板的模具内，于45℃的烘箱内聚合、交联、固化4.5h，再将烘箱调至75℃，继续聚合、交联、固化9h后，冷却至室温，形成第一层；再将聚氨酯丙烯酸酯大分子单体和改性碳纳米管混合均匀，然后浇注在第一层上，于45℃的烘箱内聚合、交联、固化4.5h，再将烘箱调至75℃，继续聚合、交联、固化9h后，冷却至室温，形成第二层；最后将聚氨酯丙烯酸酯大分子单体浇注在第二层上，于45℃的烘箱内聚合、交联、固化4.5h，再将烘箱调至75℃，继续聚合、交联、固化9h后，冷却至室温，形成第三层，然后再用Na0H溶液清洗除去多孔阳极氧化铝模板，即得到透明材料。通过三层的机构设计，第二层中的改性碳纳米管将电磁辐射的能量转化成热能后，散发出的热量在向外散发过程中逐渐被损耗，使热量在传递出第一层和第三层前被损耗完，进而避免热量传递至第一层和第三层的外表面而导致透明材料发热的情况出现。

本发明的有益效果：

1.本发明制备的透明材料能够使透明材料通过碳纳米管和氧化铁的共同作用，能够对电磁辐射同时进行反射损耗和吸收损耗，阻碍表面能传递，使电磁辐射的能量转化成热能，以降低电磁辐射的能量，进而降低对人类身心健康的伤害；

2.本发明制备的透明材料透明度好，拉伸强度、冲击强度、硬度等机械性能强，热变形温度高，不易破碎，用其取代触摸屏中的防护玻璃更加安全耐用，同时无需在其表面贴合防护膜，使用方便；

3.本发明制备的透明材料表面具有凹凸不平的纳米结构，凹凸不平的纳米结构能够散射反射光，使透明材料能够达到防眩光和减反射的效果，而且生产过程简单易控，生产成本低，避免了现有的涂布法存在与玻璃基体附着力较低，容易脱落的问题。

具体实施方式

以下将结合实施例对本发明进行详细说明：

实施例一

一种抗电磁辐射的透明材料，包括以下重量份数的原料：

二氯甲烷15份、四氢呋喃9份、环氧环己烷12份、三氟化硼乙醚0.18份、乙二醇0.05份、异佛尔酮二异氰酸酯60份、二月桂酸二丁基锡0.15份、甲基丙烯酸-β-羟乙酯35份、偶氮二异丁腈0.7份、碳纳米管1份、硝酸铁10份、聚乙烯醇水溶液3份。其制备方法如下：

分别取二氯甲烷和四氢呋喃加入装有温度计、搅拌器和恒温滴液漏斗的三口瓶中，再加入三氟化硼乙醚和乙二醇，然后于0℃的恒温水浴锅中搅拌20～30min，取环氧环己烷加入恒温滴液漏斗中于1h内滴加完，并保持体系温度不超过5℃，滴加完成后于0℃下充分反应3h，然后加入四氢呋喃2倍体积的去离子水，继续搅拌5min，静置分层，分液除去去离子水，先于30℃～40℃，0.09MPa～0.1MPa的条件下蒸馏至无馏分流出，再于60℃～70℃，0.09MPa～0.1MPa的条件下进行减压蒸馏除去未反应原料和少量的水，得到无色透明粘稠液体的环氧环己烷-四氢吠喃共聚醚；取异佛尔酮二异氰酸酯和得到的环氧环己烷-四氢吠喃共聚醚加入氮气保护的三口瓶中，再加入二月桂酸二丁基锡作为催化剂，于90℃下搅拌反应50min，然后加入甲基丙烯酸-β-羟乙酯，于75℃下反应40min，而后降温至40～45℃，加入偶氮二异丁腈作为引发剂，待其全部溶解后，于40℃～45℃，0.09MPa～0.1MPa下真空干燥，得到聚氨酯丙烯酸酯大分子单体；取碳纳米管加入10体积的浓度为2.6mol/L的硝酸溶液中，加热回流24h，冷却后离心分离，用去离子水洗涤至中性后过滤、干燥，得到纯化碳纳米管；取得到的纯化碳纳米管，加入10倍重量的硝酸铁混合均匀，然后用频率为32KHz的超声波于45r/s的分散速度分散于50倍体积的浓硫酸中，分散时间为20min，于80℃下回流5h，冷却，过滤除去滤液，滤渣用去离子水反复洗涤，然后于100℃下充分干燥，再于400℃的氩气氛围中煅烧5h，得到黑色粉末；取得到的黑色粉末加入质量分数为25％的聚乙烯醇水溶液中，混合均匀，然后平铺于坩埚中，于230℃的条件下加热30min，冷却至室温，再用去离子水反复洗涤，干燥，得到改性碳纳米管；分别取得到的聚氨酯丙烯酸酯大分子单体和改性碳纳米管混合均匀，然后浇注在底部贴合有孔径为200～400nm的多孔阳极氧化铝模板的模具内，于45℃的烘箱内聚合、交联、固化4.5h，再将烘箱调至75℃，继续聚合、交联、固化9h后，冷却至室温，用Na0H溶液清洗除去多孔阳极氧化铝模板，得到透明材料。

实施例二

一种抗电磁辐射的透明材料，包括以下重量份数的原料：

二氯甲烷20份、四氢呋喃12份、环氧环己烷16份、三氟化硼乙醚0.25份、乙二醇0.12份、异佛尔酮二异氰酸酯70份、二月桂酸二丁基锡0.20份、甲基丙烯酸-β-羟乙酯40份、偶氮二异丁腈1.0份、碳纳米管2份、硝酸铁20份、聚乙烯醇水溶液4份。其制备方法如下：

分别取二氯甲烷和四氢呋喃加入装有温度计、搅拌器和恒温滴液漏斗的三口瓶中，再加入三氟化硼乙醚和乙二醇，然后于0℃的恒温水浴锅中搅拌20～30min，取环氧环己烷加入恒温滴液漏斗中于1h内滴加完，并保持体系温度不超过5℃，滴加完成后于0℃下充分反应5h，然后加入四氢呋喃2倍体积的去离子水，继续搅拌5min，静置分层，分液除去去离子水，先于30℃～40℃，0.09MPa～0.1MPa的条件下蒸馏至无馏分流出，再于60℃～70℃，0.09MPa～0.1MPa的条件下进行减压蒸馏除去未反应原料和少量的水，得到无色透明粘稠液体的环氧环己烷-四氢吠喃共聚醚；取异佛尔酮二异氰酸酯和得到的环氧环己烷-四氢吠喃共聚醚加入氮气保护的三口瓶中，再加入二月桂酸二丁基锡作为催化剂，于90℃下搅拌反应50min，然后加入甲基丙烯酸-β-羟乙酯，于75℃下反应40min，而后降温至40～45℃，加入偶氮二异丁腈作为引发剂，待其全部溶解后，于40℃～45℃，0.09MPa～0.1MPa下真空干燥，得到聚氨酯丙烯酸酯大分子单体；取碳纳米管加入10体积的浓度为2.6mol/L的硝酸溶液中，加热回流24h，冷却后离心分离，用去离子水洗涤至中性后过滤、干燥，得到纯化碳纳米管；取得到的纯化碳纳米管，加入10倍重量的硝酸铁混合均匀，然后用频率为32KHz的超声波于45r/s的分散速度分散于50倍体积的浓硫酸中，分散时间为20min，于80℃下回流5h，冷却，过滤除去滤液，滤渣用去离子水反复洗涤，然后于100℃下充分干燥，再于400℃的氩气氛围中煅烧5h，得到黑色粉末；取得到的黑色粉末加入质量分数为30％的聚乙烯醇水溶液中，混合均匀，然后平铺于坩埚中，于250℃的条件下加热40min，冷却至室温，再用去离子水反复洗涤，干燥，得到改性碳纳米管；分别取得到的聚氨酯丙烯酸酯大分子单体和改性碳纳米管混合均匀，然后浇注在底部贴合有孔径为200～400nm的多孔阳极氧化铝模板的模具内，于45℃的烘箱内聚合、交联、固化4.5h，再将烘箱调至75℃，继续聚合、交联、固化9h后，冷却至室温，用Na0H溶液清洗除去多孔阳极氧化铝模板，得到透明材料。

实施例三

一种抗电磁辐射的透明材料，包括以下重量份数的原料：

二氯甲烷17份、四氢呋喃10份、环氧环己烷14份、三氟化硼乙醚0.20份、乙二醇0.08份、异佛尔酮二异氰酸酯65份、二月桂酸二丁基锡0.17份、甲基丙烯酸-β-羟乙酯37份、偶氮二异丁腈0.8份、碳纳米管1.5份、硝酸铁15份、聚乙烯醇水溶液3.5份。其制备方法如下：

分别取二氯甲烷和四氢呋喃加入装有温度计、搅拌器和恒温滴液漏斗的三口瓶中，再加入三氟化硼乙醚和乙二醇，然后于0℃的恒温水浴锅中搅拌20～30min，取环氧环己烷加入恒温滴液漏斗中于1h内滴加完，并保持体系温度不超过5℃，滴加完成后于0℃下充分反应4h，然后加入四氢呋喃2倍体积的去离子水，继续搅拌5min，静置分层，分液除去去离子水，先于30℃～40℃，0.09MPa～0.1MPa的条件下蒸馏至无馏分流出，再于60℃～70℃，0.09MPa～0.1MPa的条件下进行减压蒸馏除去未反应原料和少量的水，得到无色透明粘稠液体的环氧环己烷-四氢吠喃共聚醚；取异佛尔酮二异氰酸酯和得到的环氧环己烷-四氢吠喃共聚醚加入氮气保护的三口瓶中，再加入二月桂酸二丁基锡作为催化剂，于90℃下搅拌反应50min，然后加入甲基丙烯酸-β-羟乙酯，于75℃下反应40min，而后降温至40～45℃，加入偶氮二异丁腈作为引发剂，待其全部溶解后，于40℃～45℃，0.09MPa～0.1MPa下真空干燥，得到聚氨酯丙烯酸酯大分子单体；取碳纳米管加入10体积的浓度为2.6mol/L的硝酸溶液中，加热回流24h，冷却后离心分离，用去离子水洗涤至中性后过滤、干燥，得到纯化碳纳米管；取得到的纯化碳纳米管，加入10倍重量的硝酸铁混合均匀，然后用频率为32KHz的超声波于45r/s的分散速度分散于50倍体积的浓硫酸中，分散时间为20min，于80℃下回流5h，冷却，过滤除去滤液，滤渣用去离子水反复洗涤，然后于100℃下充分干燥，再于400℃的氩气氛围中煅烧5h，得到黑色粉末；取得到的黑色粉末加入质量分数为27％的聚乙烯醇水溶液中，混合均匀，然后平铺于坩埚中，于240℃的条件下加热35min，冷却至室温，再用去离子水反复洗涤，干燥，得到改性碳纳米管；分别取得到的聚氨酯丙烯酸酯大分子单体和改性碳纳米管混合均匀，然后浇注在底部贴合有孔径为200～400nm的多孔阳极氧化铝模板的模具内，于45℃的烘箱内聚合、交联、固化4.5h，再将烘箱调至75℃，继续聚合、交联、固化9h后，冷却至室温，用Na0H溶液清洗除去多孔阳极氧化铝模板，得到透明材料。

实施例四

一种抗电磁辐射的透明材料，包括以下重量份数的原料：

二氯甲烷18份、四氢呋喃11份、环氧环己烷15份、三氟化硼乙醚0.22份、乙二醇0.10份、异佛尔酮二异氰酸酯62份、二月桂酸二丁基锡0.18份、甲基丙烯酸-β-羟乙酯33份、偶氮二异丁腈0.8份、碳纳米管1.8份、硝酸铁17份、聚乙烯醇水溶液3.2份。其制备方法如下：

分别取二氯甲烷和四氢呋喃加入装有温度计、搅拌器和恒温滴液漏斗的三口瓶中，再加入三氟化硼乙醚和乙二醇，然后于0℃的恒温水浴锅中搅拌20～30min，取环氧环己烷加入恒温滴液漏斗中于1h内滴加完，并保持体系温度不超过5℃，滴加完成后于0℃下充分反应3.5h，然后加入四氢呋喃2倍体积的去离子水，继续搅拌5min，静置分层，分液除去去离子水，先于30℃～40℃，0.09MPa～0.1MPa的条件下蒸馏至无馏分流出，再于60℃～70℃，0.09MPa～0.1MPa的条件下进行减压蒸馏除去未反应原料和少量的水，得到无色透明粘稠液体的环氧环己烷-四氢吠喃共聚醚；取异佛尔酮二异氰酸酯和得到的环氧环己烷-四氢吠喃共聚醚加入氮气保护的三口瓶中，再加入二月桂酸二丁基锡作为催化剂，于90℃下搅拌反应50min，然后加入甲基丙烯酸-β-羟乙酯，于75℃下反应40min，而后降温至40～45℃，加入偶氮二异丁腈作为引发剂，待其全部溶解后，于40℃～45℃，0.09MPa～0.1MPa下真空干燥，得到聚氨酯丙烯酸酯大分子单体；取碳纳米管加入10体积的浓度为2.6mol/L的硝酸溶液中，加热回流24h，冷却后离心分离，用去离子水洗涤至中性后过滤、干燥，得到纯化碳纳米管；取得到的纯化碳纳米管，加入10倍重量的硝酸铁混合均匀，然后用频率为32KHz的超声波于45r/s的分散速度分散于50倍体积的浓硫酸中，分散时间为20min，于80℃下回流5h，冷却，过滤除去滤液，滤渣用去离子水反复洗涤，然后于100℃下充分干燥，再于400℃的氩气氛围中煅烧5h，得到黑色粉末；取得到的黑色粉末加入质量分数为28％的聚乙烯醇水溶液中，混合均匀，然后平铺于坩埚中，于245℃的条件下加热32min，冷却至室温，再用去离子水反复洗涤，干燥，得到改性碳纳米管；分别取得到的聚氨酯丙烯酸酯大分子单体和改性碳纳米管混合均匀，然后浇注在底部贴合有孔径为200～400nm的多孔阳极氧化铝模板的模具内，于45℃的烘箱内聚合、交联、固化4.5h，再将烘箱调至75℃，继续聚合、交联、固化9h后，冷却至室温，用Na0H溶液清洗除去多孔阳极氧化铝模板，得到透明材料。

分别取实施例一至实施例四制备得到的透明材料，测试透明材料的透明度(％)、拉伸强度(MPa)、冲击强度(kJ/m²)、硬度(A)和热变形温度(℃)，其测试结果如表1所示：

表1

由表1数据分析可知，本发明制备的透明材料透明度非常好，均在85％以上，拉伸强度均高于11MPa，冲击强度均高于2.5kJ/m²，硬度均在85A以上，热变形温度均高于80℃，因此，本发明制备的透明材料的机械性能强。

选择移动电话基站附近的居民住宅，分别用实施例一至实施例四制得的透明材料安装于住宅的墙体和门窗的位置，另设一组不安装透明材料的住宅作为对照组，于同一天的8:00～9:00、12:00～13:00、16:00～17:00、20:00～21:00四个时间段分别测试电磁辐射的辐射功率密度(单位μW/cm²)，测试结果如表2所示：

表2

由表2数据分析可知，用实施例一至实施例四制得的透明材料安装于住宅的墙体和门窗的位置与不安装透明材料的对照组相比，检测到的辐射功率密度均减弱了50倍以上,因此，实施例一至实施例四制得的纳米纤维复合材料具有较好的的抗电磁辐射效果。

本发明制备的透明材料能够使透明材料能够对电磁辐射进行反射损耗和吸收损耗，阻碍表面能传递，使电磁辐射的能量转化成热能，以降低电磁辐射的能量，降低对人类身心健康的伤害。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (9)

1.一种用于触摸屏的防电磁辐射透明材料，其特征在于：包括以下重量份数的原料：

二氯甲烷15～20份、四氢呋喃9～12份、环氧环己烷12～16份、三氟化硼乙醚0.18～0.25份、乙二醇0.05～0.12份、异佛尔酮二异氰酸酯60～70份、二月桂酸二丁基锡0.15～0.20份、甲基丙烯酸-β-羟乙酯35～40份、偶氮二异丁腈0.7～1.0份、碳纳米管1～2份、硝酸铁10～20份、聚乙烯醇水溶液3～4份。

2.一种用于触摸屏的防电磁辐射透明材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)环氧环己烷-四氢呋喃共聚醚的制备：分别取二氯甲烷和四氢呋喃加入装有温度计、搅拌器和恒温滴液漏斗的三口瓶中，再加入三氟化硼乙醚和乙二醇，然后于0℃的恒温水浴锅中搅拌20～30min，取环氧环己烷通过恒温滴液漏斗进行滴加，滴加完成后于0℃下充分反应3～5h，然后加入四氢呋喃2倍体积的去离子水，继续搅拌5min，静置分层，分液除去去离子水，再通过减压蒸馏，得到无色透明粘稠液体的环氧环己烷-四氢吠喃共聚醚；

2)聚氨酯丙烯酸酯大分子单体的合成：取异佛尔酮二异氰酸酯和1)中得到的环氧环己烷-四氢吠喃共聚醚加入氮气保护的三口瓶中，再加入二月桂酸二丁基锡，于90℃下搅拌反应50min，然后加入甲基丙烯酸-β-羟乙酯，于75℃下反应40min，而后降温至40～45℃，加入偶氮二异丁腈，待其全部溶解后，真空干燥，得到聚氨酯丙烯酸酯大分子单体；

3)碳纳米管的纯化：取碳纳米管加入10体积的浓度为2.6mol/L的硝酸溶液中，加热回流24h，冷却后离心分离，用去离子水洗涤至中性后过滤、干燥，得到纯化碳纳米管；

4)碳纳米管的填充：取3)中得到的纯化碳纳米管，加入10倍重量的硝酸铁混合均匀，得到混合物，再将混合物均匀分散于50倍体积的浓硫酸中，于80℃下回流5h，冷却，过滤除去滤液，滤渣用去离子水反复洗涤，于100℃下充分干燥，再于400℃的氩气氛围中煅烧5h，得到黑色粉末；

5)碳纳米管的改性：取4)中得到的黑色粉末加入聚乙烯醇水溶液中，混合均匀，然后平铺于坩埚中，于230～250℃的条件下加热30～40min，冷却至室温，再用去离子水反复洗涤，干燥，得到改性碳纳米管；

6)透明材料的合成：分别取2)中得到的聚氨酯丙烯酸酯大分子单体和5)中得到的改性碳纳米管混合均匀，然后浇注在底部贴合有多孔阳极氧化铝模板的模具内，于45℃的烘箱内聚合、交联、固化4.5h，再将烘箱调至75℃，继续聚合、交联、固化9h后，冷却至室温，用Na0H溶液清洗除去多孔阳极氧化铝模板，得到透明材料。

3.根据权利要求2所述的一种用于触摸屏的防电磁辐射透明材料的制备方法，其特征在于：所述多孔阳极氧化铝模板的孔径为200～400nm。

4.根据权利要求2所述的一种用于触摸屏的防电磁辐射透明材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中通过恒温滴液漏斗滴加环氧环己烷的过程在1h内完成，低价过程中体系温度不超过5℃。

5.根据权利要求3所述的一种用于触摸屏的防电磁辐射透明材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中减压蒸馏的条件为：温度60℃～70℃，真空度0.09MPa～0.1MPa。

6.根据权利要求4所述的一种用于触摸屏的防电磁辐射透明材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中减压蒸馏先于30℃～40℃，0.09MPa～0.1MPa的条件下蒸馏至无馏分流出，再于60℃～70℃，0.09MPa～0.1MPa的条件下进行蒸馏。

7.根据权利要求5所述的一种用于触摸屏的防电磁辐射透明材料的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中真空干燥的条件为：温度40℃～45℃，真空度0.09MPa～0.1MPa。

8.根据权利要求6所述的一种用于触摸屏的防电磁辐射透明材料的制备方法，其特征在于：所述步骤4)中混合物的分散采用超声波分散，超声波频率为32KHz，分散速度为45r/s，分散时间20min。

9.根据权利要求7所述的一种用于触摸屏的防电磁辐射透明材料的制备方法，其特征在于：所述步骤5)中聚乙烯醇水溶液的质量分数为25％～30％。