CN108610955A - 一种手机外壳用防辐射涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种手机外壳用防辐射涂料及其制备方法，涉及涂料领域，包括以下重量份计的原料：环氧改性有机硅树脂50‑60份、氟硅酸钠6‑10份、重晶石粉4‑8份、石墨烯6‑12份、纳米碳酸钡4‑8份、纳米氧化钛4‑8份、纳米氧化锌4‑8份、纳米氧化锡2‑5份、纳米氧化锆2‑5份、纤维素1.5‑3份、负离子粉2.5‑4.5份、纳米碳化硅3‑6份、硅烷偶联剂1.5‑2.5份、抗氧剂1.2‑2.2份、分散剂1.6‑2.3份和消泡剂0.5‑1.2份；本发明防辐射涂料通过组分间的协同作用，具有良好的粘结性，防水性和耐腐蚀性，抗辐射性能和抗刮痕性能优异，制备方法简单，易操作。

Description

一种手机外壳用防辐射涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料领域，具体涉及一种手机外壳用防辐射涂料及其制备方法。
背景技术
手机的普及给我们的生活带来极大的方便，可是手机间传递信息的电磁波对人体的危害却很广泛。手机电磁波辐射以及越来越多的科技证剧，表明手机辐射的高频电磁波对人体有如下两方面的直接影响：其一是高能级射频辐射的热效应，即手机辐射的微量电磁波，被人体吸收后，会使局部组织升温，造成生物破坏。现在，模拟手机的发射功率最大，GSM数字手机天线口的辐射功率最大可超过2W(33dm)，CDMA数字手机的发射功率可小于0.5W(27dBm)可见手机辐射危害，手机发射的高能级辐射会产生生物性损害。另一种影响是低能级射频辐射的非热效应，可能造成经常使用手机的人，出现头痛、记忆力降低以及一些潜在生物破坏。目前，越来越多的研究，提醒注意非热效应危害。动物实验表明，低能级辐射会加速实验动物细胞的生长。物理学家海兰德指出，手机的真正危害来自于它的低强度辐射，即非发热型辐射(non－thermal radiation)。英国华域大学艾伦博士指出低量度的辐射亦能产生细小而非热能的影响。放射肿瘤学教授约翰·莫尔德认为，手机电磁辐射如同X光和太阳光的紫外线辐射，能破坏人体的脱氧核糖核酸(DNA)，可能致癌。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种手机外壳用防辐射涂料及其制备方法，本发明防辐射涂料通过组分间的协同作用，具有良好的粘结性，防水性和耐腐蚀性，抗辐射性能和抗刮痕性能优异，制备方法简单，易操作。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种手机外壳用防辐射涂料，包括以下重量份计的原料：
环氧改性有机硅树脂50-60份、氟硅酸钠6-10份、重晶石粉4-8份、石墨烯6-12份、纳米碳酸钡4-8份、纳米氧化钛4-8份、纳米氧化锌4-8份、纳米氧化锡2-5份、纳米氧化锆2-5份、纤维素1.5-3份、负离子粉2.5-4.5份、纳米碳化硅3-6份、硅烷偶联剂1.5-2.5份、抗氧剂1.2-2.2份、分散剂1.6-2.3份和消泡剂0.5-1.2份。
优选地，包括以下重量份计的原料：环氧改性有机硅树脂53-57份、氟硅酸钠7-9份、重晶石粉5-7份、石墨烯8-10份、纳米碳酸钡5-7份、纳米氧化钛5-7份、纳米氧化锌5-7份、纳米氧化锡3-4份、纳米氧化锆3-4份、纤维素2.1-2.4份、负离子粉3.2-3.8份、纳米碳化硅4-5份、硅烷偶联剂1.8-2.2份、抗氧剂1.6-1.8份、分散剂1.8-2.1份和消泡剂0.7-1份。
优选地，包括以下重量份计的原料：环氧改性有机硅树脂55份、氟硅酸钠8份、重晶石粉6份、石墨烯9份、纳米碳酸钡6份、纳米氧化钛6份、纳米氧化锌6份、纳米氧化锡3.5份、纳米氧化锆3.5份、纤维素2.3份、负离子粉3.5份、纳米碳化硅4.5份、硅烷偶联剂2份、抗氧剂1.7份、分散剂1.9份和消泡剂0.9份。
优选地，所述纤维素为羟乙基纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟丁基甲基纤维素、羟乙基丙基纤维素中的一种或几种结合。
优选地，所述硅烷偶联剂为环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷和氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种结合。
优选地，所述抗氧剂为2,6-三级丁基-4-甲基苯酚、双(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、四(β-(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯中的一种或几种结合。
优选地，所述分散剂为烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯蓖麻油、山梨糖醇烷基化物中的一种或几种结合。
优选地，所述消泡剂为脂肪酸酰胺类、聚二甲基硅氧烷、正丁醇和磷酸三丁酯中的一种或几种结合。
本发明中还公开了一种上述手机外壳用防辐射涂料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)按照上述原料的重量份数称取各原料；
(2)将重晶石粉、纳米碳酸钡、石墨烯、纳米氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化锡、纳米氧化锆、纤维素、改性负离子粉、纳米碳化硅加入高速搅拌机中混合均匀；
(3)将环氧改性有机硅树脂、氟硅酸钠、硅烷偶联剂、加入反应釜中以10摄氏度/分钟的速度升温至85-90摄氏度，以500-600转/分钟的速度搅拌15-20分钟后，加入步骤(2)制得混合物继续搅拌5-10分钟后，降温至50-55摄氏度，依次向其中加入抗氧剂、分散剂和消泡剂，搅拌20-25分钟，冷却至室温后，即得所述外壳用防辐射涂料。
本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明防辐射涂料通过组分间的协同作用，具有良好的粘结性，防水性和耐腐蚀性，抗辐射性能和抗刮痕性能优异，制备方法简单，易操作。
(2)本发明添加重晶石粉、石墨烯和纳米氧化锡、纳米氧化锆共同作用，具有良好的抗辐射作用，本发明中添加有纳米氮化硅，纳米氮化硅具有热稳定性高、抗氧化能力强等优良性能。由于氮化硅是键强高的共价化合物，并在空气中能形成氧化物保护膜，所以还具有良好的化学稳定性，使防辐射涂层不易被腐蚀，增长涂层的保护期限。
(3)本发明添加负离子粉具有良好的抗菌作用，可以杀灭手机表面滋生的细菌，有益于手机的健康使用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种手机外壳用防辐射涂料，包括以下重量份计的原料：
环氧改性有机硅树脂50份、氟硅酸钠6份、重晶石粉4份、石墨烯6份、纳米碳酸钡4份、纳米氧化钛4份、纳米氧化锌4份、纳米氧化锡2份、纳米氧化锆2份、纤维素1.5份、负离子粉2.5份、纳米碳化硅3份、硅烷偶联剂1.5份、抗氧剂1.2份、分散剂1.6份和消泡剂0.5份。
纤维素为羟乙基纤维素。
硅烷偶联剂为环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷。
抗氧剂为2,6-三级丁基-4-甲基苯酚。
分散剂为烷基酚聚氧乙烯醚。
消泡剂为脂肪酸酰胺类。
本实施例中的手机外壳用防辐射涂料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)按照上述原料的重量份数称取各原料；
(2)将重晶石粉、纳米碳酸钡、石墨烯、纳米氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化锡、纳米氧化锆、纤维素、改性负离子粉、纳米碳化硅加入高速搅拌机中混合均匀；
(3)将环氧改性有机硅树脂、氟硅酸钠、硅烷偶联剂、加入反应釜中以10摄氏度/分钟的速度升温至85摄氏度，以500转/分钟的速度搅拌15分钟后，加入步骤(2)制得混合物继续搅拌5分钟后，降温至50摄氏度，依次向其中加入抗氧剂、分散剂和消泡剂，搅拌20分钟，冷却至室温后，即得所述外壳用防辐射涂料。
实施例2
一种手机外壳用防辐射涂料，包括以下重量份计的原料：
环氧改性有机硅树脂60份、氟硅酸钠10份、重晶石粉8份、石墨烯12份、纳米碳酸钡8份、纳米氧化钛8份、纳米氧化锌8份、纳米氧化锡5份、纳米氧化锆5份、纤维素3份、负离子粉4.5份、纳米碳化硅6份、硅烷偶联剂2.5份、抗氧剂2.2份、分散剂2.3份和消泡剂1.2份。
纤维素为甲基纤维素。
硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷。
抗氧剂为双(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚。
分散剂为聚氧乙烯蓖麻油。
消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
本实施例中的手机外壳用防辐射涂料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)按照上述原料的重量份数称取各原料；
(2)将重晶石粉、纳米碳酸钡、石墨烯、纳米氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化锡、纳米氧化锆、纤维素、改性负离子粉、纳米碳化硅加入高速搅拌机中混合均匀；
(3)将环氧改性有机硅树脂、氟硅酸钠、硅烷偶联剂、加入反应釜中以10摄氏度/分钟的速度升温至90摄氏度，以600转/分钟的速度搅拌20分钟后，加入步骤(2)制得混合物继续搅拌10分钟后，降温至55摄氏度，依次向其中加入抗氧剂、分散剂和消泡剂，搅拌25分钟，冷却至室温后，即得所述外壳用防辐射涂料。
实施例3
一种手机外壳用防辐射涂料，包括以下重量份计的原料：
环氧改性有机硅树脂53份、氟硅酸钠7份、重晶石粉5份、石墨烯8份、纳米碳酸钡5份、纳米氧化钛5份、纳米氧化锌5份、纳米氧化锡3份、纳米氧化锆3份、纤维素2.1份、负离子粉3.2份、纳米碳化硅4份、硅烷偶联剂1.8份、抗氧剂1.6份、分散剂1.8份和消泡剂0.7份。
纤维素为羧甲基纤维素和羟丙基纤维按照质量比1:1混合组成。
硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷。
抗氧剂为四(β-(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯。
分散剂为山梨糖醇烷基化物。
消泡剂为正丁醇和磷酸三丁酯。
本实施例中的外壳用防辐射涂料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)按照上述原料的重量份数称取各原料；
(2)将重晶石粉、纳米碳酸钡、石墨烯、纳米氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化锡、纳米氧化锆、纤维素、改性负离子粉、纳米碳化硅加入高速搅拌机中混合均匀；
(3)将环氧改性有机硅树脂、氟硅酸钠、硅烷偶联剂、加入反应釜中以10摄氏度/分钟的速度升温至86摄氏度，以520转/分钟的速度搅拌17分钟后，加入步骤(2)制得混合物继续搅拌6分钟后，降温至52摄氏度，依次向其中加入抗氧剂、分散剂和消泡剂，搅拌22分钟，冷却至室温后，即得所述外壳用防辐射涂料。
实施例4
一种手机外壳用防辐射涂料，包括以下重量份计的原料：
环氧改性有机硅树脂57份、氟硅酸钠9份、重晶石粉7份、石墨烯10份、纳米碳酸钡7份、纳米氧化钛7份、纳米氧化锌7份、纳米氧化锡4份、纳米氧化锆4份、纤维素2.4份、负离子粉3.8份、纳米碳化硅5份、硅烷偶联剂2.2份、抗氧剂1.8份、分散剂2.1份和消泡剂1份。
纤维素为羟丙基甲基纤维素和羟丁基甲基纤维素按照质量比2:1混合组成。
硅烷偶联剂为甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
抗氧剂为2,6-三级丁基-4-甲基苯酚。
分散剂为聚氧乙烯蓖麻油。
消泡剂为磷酸三丁酯。
本实施例中的手机外壳用防辐射涂料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)按照上述原料的重量份数称取各原料；
(2)将重晶石粉、纳米碳酸钡、石墨烯、纳米氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化锡、纳米氧化锆、纤维素、改性负离子粉、纳米碳化硅加入高速搅拌机中混合均匀；
(3)将环氧改性有机硅树脂、氟硅酸钠、硅烷偶联剂、加入反应釜中以10摄氏度/分钟的速度升温至87摄氏度，以550转/分钟的速度搅拌17分钟后，加入步骤(2)制得混合物继续搅拌8分钟后，降温至53摄氏度，依次向其中加入抗氧剂、分散剂和消泡剂，搅拌23分钟，冷却至室温后，即得所述外壳用防辐射涂料。
实施例5
一种手机外壳用防辐射涂料，包括以下重量份计的原料：
环氧改性有机硅树脂55份、氟硅酸钠8份、重晶石粉6份、石墨烯9份、纳米碳酸钡6份、纳米氧化钛6份、纳米氧化锌6份、纳米氧化锡3.5份、纳米氧化锆3.5份、纤维素2.3份、负离子粉3.5份、纳米碳化硅4.5份、硅烷偶联剂2份、抗氧剂1.7份、分散剂1.9份和消泡剂0.9份。
纤维素为羟乙基丙基纤维素。
硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷和氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷按照质量比1:1混合组成。
抗氧剂为四(β-(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯。
分散剂为山梨糖醇烷基化物。
消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
本实施例中的手机外壳用防辐射涂料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)按照上述原料的重量份数称取各原料；
(2)将重晶石粉、纳米碳酸钡、石墨烯、纳米氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化锡、纳米氧化锆、纤维素、改性负离子粉、纳米碳化硅加入高速搅拌机中混合均匀；
(3)将环氧改性有机硅树脂、氟硅酸钠、硅烷偶联剂、加入反应釜中以10摄氏度/分钟的速度升温至89摄氏度，以580转/分钟的速度搅拌18分钟后，加入步骤(2)制得混合物继续搅拌9分钟后，降温至54摄氏度，依次向其中加入抗氧剂、分散剂和消泡剂，搅拌24分钟，冷却至室温后，即得所述外壳用防辐射涂料。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种手机外壳用防辐射涂料，其特征在于，包括以下重量份计的原料：环氧改性有机硅树脂50-60份、氟硅酸钠6-10份、重晶石粉4-8份、石墨烯6-12份、纳米碳酸钡4-8份、纳米氧化钛4-8份、纳米氧化锌4-8份、纳米氧化锡2-5份、纳米氧化锆2-5份、纤维素1.5-3份、负离子粉2.5-4.5份、纳米碳化硅3-6份、硅烷偶联剂1.5-2.5份、抗氧剂1.2-2.2份、分散剂1.6-2.3份和消泡剂0.5-1.2份。
2.根据权利要求1所述的手机外壳用防辐射涂料，其特征在于，包括以下重量份计的原料：环氧改性有机硅树脂53-57份、氟硅酸钠7-9份、重晶石粉5-7份、石墨烯8-10份、纳米碳酸钡5-7份、纳米氧化钛5-7份、纳米氧化锌5-7份、纳米氧化锡3-4份、纳米氧化锆3-4份、纤维素2.1-2.4份、负离子粉3.2-3.8份、纳米碳化硅4-5份、硅烷偶联剂1.8-2.2份、抗氧剂1.6-1.8份、分散剂1.8-2.1份和消泡剂0.7-1份。
3.根据权利要求1所述的手机外壳用防辐射涂料，其特征在于，包括以下重量份计的原料：环氧改性有机硅树脂55份、氟硅酸钠8份、重晶石粉6份、石墨烯9份、纳米碳酸钡6份、纳米氧化钛6份、纳米氧化锌6份、纳米氧化锡3.5份、纳米氧化锆3.5份、纤维素2.3份、负离子粉3.5份、纳米碳化硅4.5份、硅烷偶联剂2份、抗氧剂1.7份、分散剂1.9份和消泡剂0.9份。
4.根据权利要求1所述的手机外壳用防辐射涂料，其特征在于，所述纤维素为羟乙基纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟丁基甲基纤维素、羟乙基丙基纤维素中的一种或几种结合。
5.根据权利要求1所述的手机外壳用防辐射涂料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷和氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种结合。
6.根据权利要求1所述的手机外壳用防辐射涂料，其特征在于，所述抗氧剂为2,6-三级丁基-4-甲基苯酚、双(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、四(β-(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯中的一种或几种结合。
7.根据权利要求1所述的手机外壳用防辐射涂料，其特征在于，所述分散剂为烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯蓖麻油、山梨糖醇烷基化物中的一种或几种结合。
8.根据权利要求1所述的手机外壳用防辐射涂料，其特征在于，所述消泡剂为脂肪酸酰胺类、聚二甲基硅氧烷、正丁醇和磷酸三丁酯中的一种或几种结合。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的手机外壳用防辐射涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照上述原料的重量份数称取各原料；
(2)将重晶石粉、纳米碳酸钡、石墨烯、纳米氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化锡、纳米氧化锆、纤维素、改性负离子粉、纳米碳化硅加入高速搅拌机中混合均匀；
(3)将环氧改性有机硅树脂、氟硅酸钠、硅烷偶联剂、加入反应釜中以10摄氏度/分钟的速度升温至85-90摄氏度，以500-600转/分钟的速度搅拌15-20分钟后，加入步骤(2)制得混合物继续搅拌5-10分钟后，降温至50-55摄氏度，依次向其中加入抗氧剂、分散剂和消泡剂，搅拌20-25分钟，冷却至室温后，即得所述外壳用防辐射涂料。
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