CN110240844A - 一种电磁屏蔽用纳米涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电磁屏蔽用纳米涂料及其制备方法，涉及电磁波涂料领域，对电磁波具有屏蔽效果。本发明包括将二氧化钛2纳米粉、四氧化三铁纳米粉和钛酸钡纳米粉在50℃‑60℃下烘干，使其成粉末状，对粉末状的二氧化钛TiO2纳米粉、四氧化三铁纳米粉、钛酸钡纳米粉单独研磨15min后再混合研磨10min，使其进一步细化，然后将二氧化钛TiO2纳米粉、四氧化三铁纳米粉、钛酸钡纳米粉、磷酸盐、丙烯酸树脂和纯化水放入搅拌机进行搅拌，搅拌均匀后静置10min。本发明制作工艺简单，屏蔽效果好等优点。

Description

一种电磁屏蔽用纳米涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电磁波涂料领域，具体涉及一种电磁屏蔽用纳米涂料及其制备方法。
背景技术
随着电子、电器设备的大量使用，存在于地球上的电磁波大幅度增加。电磁波辐射对人类生活和 生产活动有着巨大的影响。一定强度的电磁波辐射，不仅直接影响各个领域中电子设备的正常工作， 使之控制失灵，而且还影响到日常生活，影响电视机与收音机的视听效果。电磁辐射对人体健康的不 良影响为：使人出现记忆力衰退、失眠、多梦、脱发、乏力、头晕、心律不齐、月经失调等症状；还 可影响视力，严重者诱发白内障、中枢神经系统机能障碍、孕妇流产、后代先天畸形、白血病、肿瘤 等病症。
电磁辐射污染与大气污染、水质污染和废弃物污染等污染显著不同，这种污染是一种高科技污染， 它无色、无味、无形，是一种用感官无法感知的污染现象，被喻为“隐形杀手”。世界卫生组织认为， 在各种污染重，电磁辐射的威胁最大，它已成为当今世界影响公众健康和破坏生态环境的严重问题。
发明内容
本发明目的在于提供了一种电磁屏蔽用纳米涂料及其制备方法，对电磁波具有屏蔽效果。
本发明通过下述技术方案实现：
一种电磁屏蔽用纳米涂料及其制备方法，由下列质量份组成；
二氧化钛纳米粉：16-30％；
四氧化三铁纳米粉：4-7％；
钛酸钡纳米粉：5-9％；
磷酸盐：10-20％；
丙烯酸树脂：5-11％；
余量为纯化水。
电磁屏蔽用纳米涂料制备：将二氧化钛2纳米粉、四氧化三铁纳米粉和钛酸钡纳米粉在 50℃-60℃下烘干，使其成粉末状，对粉末状的二氧化钛TiO2纳米粉、四氧化三铁纳米粉、 钛酸钡纳米粉单独研磨15min后再混合研磨10min，使其进一步细化，然后将二氧化钛TiO2 纳米粉、四氧化三铁纳米粉、钛酸钡纳米粉、磷酸盐、丙烯酸树脂和纯化水放入搅拌机进行 搅拌，搅拌均匀后静置10min。
材料的导电性和导磁性越好，屏蔽效能越高，但实际的金属材料不可能兼顾这两个方面， 例如铜的导电性很好，但是导磁性很差；铁的导磁性很好，但是导电性较差。本技术方案二 氧化钛的介电常数较高，因此具有优良的电学性能，二氧化钛具有半导体的性能，它的电导 率随温度的上升而迅速增加。而四氧化三铁，是铁的一种混合价态氧化物，不溶于水，溶于 酸溶液，常温时具有强的亚磁铁性与颇高的导电率，四氧化三铁溶于磷酸盐溶液中制成涂料 有较高的电导率，可以将Fe3O4不平常的电化学性质归因于电子在Fe2+与Fe3+之间的传递。 钛酸钡是一种强介电化合物材料，具有高介电常数和低介电损耗，溶于磷酸盐溶液。磷酸与 二氧化钛、四氧化三铁和钛酸钡反应制成的结合剂多数为热硬性结合剂，加热到一定温度发 生反应后产生凝结与硬化作用，具有耐火性，能适应高温环境。
优选的，所述钛酸钡纳米粉的粒径为80nm。
优选的，所述四氧化三铁Fe3O4纳米粉的粒径为40nm。
优选的，由下列质量份组成；二氧化钛纳米粉：18％；四氧化三铁纳米粉：6％；钛酸钡 纳米粉：7％；磷酸盐：14％；丙烯酸树脂：7％；余量为纯化水。
进一步的，还加入有质量配比为5％的氧化石墨烯。
本发明具有如下的优点和有益效果：
1、本发明一种电磁屏蔽用纳米涂料及其制备方法，钛酸钡纳米粉作为高介电绝缘涂层， 用于纳米涂料中有很好的绝缘性能；
2、本发明一种电磁屏蔽用纳米涂料及其制备方法，四氧化三铁Fe3O4纳米粉用于磁性 涂层产生巨磁阻效应，用于存储系统中的读出磁头；
3、本发明一种电磁屏蔽用纳米涂料及其制备方法，磷酸盐能与铁离子作用生成不溶性的 磷酸铁盐。
具体实施方式
现有技术中电磁波污染环境，本技术方案提供了一种电磁屏蔽用纳米涂料及其制备方法， 对电磁波具有屏蔽效果。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一 步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的 限定。
在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域 普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避 免混淆本发明，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着： 结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此， 在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不 一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结 构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、 “下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为 方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元 件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限 制。
实施例1
一种电磁屏蔽用纳米涂料及其制备方法，由下列质量份组成；
二氧化钛纳米粉：16-30％；
四氧化三铁纳米粉：4-7％；
钛酸钡纳米粉：5-9％；
磷酸盐：10-20％；
丙烯酸树脂：5-11％；
余量为纯化水。
电磁屏蔽用纳米涂料制备：将二氧化钛2纳米粉、四氧化三铁纳米粉和钛酸钡纳米粉在 50℃-60℃下烘干，使其成粉末状，对粉末状的二氧化钛TiO2纳米粉、四氧化三铁纳米粉、 钛酸钡纳米粉单独研磨15min后再混合研磨10min，使其进一步细化，然后将二氧化钛TiO2 纳米粉、四氧化三铁纳米粉、钛酸钡纳米粉、磷酸盐、丙烯酸树脂和纯化水放入搅拌机进行 搅拌，搅拌均匀后静置10min。
材料的导电性和导磁性越好，屏蔽效能越高，但实际的金属材料不可能兼顾这两个方面， 例如铜的导电性很好，但是导磁性很差；铁的导磁性很好，但是导电性较差。本技术方案二 氧化钛的介电常数较高，因此具有优良的电学性能，二氧化钛具有半导体的性能，它的电导 率随温度的上升而迅速增加。而四氧化三铁，是铁的一种混合价态氧化物，不溶于水，溶于 酸溶液，常温时具有强的亚磁铁性与颇高的导电率，四氧化三铁溶于磷酸盐溶液中制成涂料 有较高的电导率，可以将Fe3O4不平常的电化学性质归因于电子在Fe2+与Fe3+之间的传递。 钛酸钡是一种强介电化合物材料，具有高介电常数和低介电损耗，溶于磷酸盐溶液。磷酸与 二氧化钛、四氧化三铁和钛酸钡反应制成的结合剂多数为热硬性结合剂，加热到一定温度发 生反应后产生凝结与硬化作用，具有耐火性，能适应高温环境。
防磁规格：通常有不标记防磁，标有普通防磁和标有强化防磁的3种。其中，不标防磁： 能抵抗1600A/m的磁场。普通防磁：能抵抗4800A/m的磁场。强化防磁：能抵抗16000A/m的磁场。经过大量的防磁测试得到用本技术方案制备的纳米涂料涂抹在外壳上能抵抗16000A/m的磁场。
磁场随距离的增大而衰减，磁场的强度和距离的2次方成反比，随着距离的增加，磁场 强度急剧衰减。
普通防磁装置和涂有本纳米涂料的防磁装置在距离几种常见物5cm处的磁场强度测试如 下表：
根据上述表格可知，涂有本纳米涂料的防磁装置相比于普通防磁装置防磁性能显著提高。
优选钛酸钡纳米粉的粒径为80nm。粒径为80nm的钛酸钡纳米粉作为高介电绝缘涂层， 用于纳米涂料中有很好的绝缘性能。
优选四氧化三铁Fe3O4纳米粉的粒径为40nm。粒径为80nm的四氧化三铁Fe3O4纳米粉用于磁性涂层产生巨磁阻效应，用于存储系统中的读出磁头。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，电磁屏蔽用纳米涂料按下列质量份配比组成％二氧化 钛TiO2纳米粉：18；四氧化三铁Fe3O4纳米粉：6；钛酸钡纳米粉：7；磷酸盐：14；纯化水加至100；该质量份配制备的纳米涂料均匀涂抹在防磁装置上测得在距离几种常见物5cm处的磁场强度测试，普通手机喇叭的磁场强度测试为1000A/m，普通电话听筒的磁场强度测试为800A/m，普通冰箱门的磁场强度测试为600A/m，剃须刀的磁场强度测试为220A/m。因 此该质量份配制备的纳米涂料防磁效果相较于普通防磁装置，其防磁性能进一步提高。
实施例3
本实施例与实施例1-2的区别在于，还加入有质量配比为5％的氧化石墨烯。石墨烯的 电子迁移率受温度变化的影响较小，50～500K之间的任何温度下，单层石墨烯的电子迁移率 都在15000cm2/(V·s)左右，这一数值超过了硅材料的10倍，是目前已知载流子迁移率最 高的物质锑化铟(InSb)的两倍以上。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说 明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护 范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本 发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电磁屏蔽用纳米涂料，其特征在于，由下列质量份组成；
二氧化钛纳米粉：16-30％；
四氧化三铁纳米粉：4-7％；
钛酸钡纳米粉：5-9％；
磷酸盐：10-20％；
丙烯酸树脂：5-11％；
余量为纯化水。
2.根据权利要求1所述的一种电磁屏蔽用纳米涂料，其特征在于，所述钛酸钡纳米粉的粒径为80nm。
3.根据权利要求1或2所述的一种电磁屏蔽用纳米涂料，其特征在于，所述四氧化三铁Fe3O4纳米粉的粒径为40nm。
4.根据权利要求1所述的一种电磁屏蔽用纳米涂料的制备方法，其特征在于，将二氧化钛2纳米粉、四氧化三铁纳米粉和钛酸钡纳米粉在50℃-60℃下烘干，使其成粉末状，对粉末状的二氧化钛TiO2纳米粉、四氧化三铁纳米粉、钛酸钡纳米粉单独研磨15min后再混合研磨10min，使其进一步细化，然后将二氧化钛TiO2纳米粉、四氧化三铁纳米粉、钛酸钡纳米粉、磷酸盐、丙烯酸树脂和纯化水放入搅拌机进行搅拌，搅拌均匀后静置10min。
5.根据权利要求4所述的一种电磁屏蔽用纳米涂料的制备方法，其特征在于，由下列质量份组成；二氧化钛纳米粉：18％；四氧化三铁纳米粉：6％；钛酸钡纳米粉：7％；磷酸盐：14％；丙烯酸树脂：7％；余量为纯化水。
6.根据权利要求4所述的一种电磁屏蔽用纳米涂料的制备方法，其特征在于，还加入有质量配比为5％的氧化石墨烯。
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