CN1208403C - 有机/无机复合电磁波吸波及屏蔽涂层材料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种有机/无机复合电磁波吸波及屏蔽涂层材料。这种涂层材料由软磁金属粉末、导电聚合物、有机粘合剂三部分构成，导电聚合物包覆软磁金属粉末形成复合粉。软磁金属粉选用纯度高于99%的等轴状Fe、Ni、Co，或三者之间任何比例的合金粉末，导电聚合物的电导率为10-6～104s/cm，均匀混合的导电聚合物与软磁纯金属粉末体积比为0.99∶0.01至0.05∶0.95，复合粉末与有机粘和剂的体积比为0.98∶0.02至0.05∶0.95。该涂层厚度为50～100微米时，每平方米该涂层重量低于100克，在2～12GHz频段的吸波特性为-9～-17dB，在低于1.5GHz频段的屏蔽特性为80～100dB，实现了扩大吸波频段范围，增强屏蔽效应的目的，同时可以满足实际使用的需要。
Description
技术领域：本发明属于电磁辐射的吸收与屏蔽处理技术及相关材料。
背景技术：由于电磁波构成了现代社会的一种重要污染源和社会隐患，对人类的身体健康造成巨大危害，因此需要采取措施对电磁污染进行防护。发展电磁波吸波及屏蔽涂料是治理或消除电磁污染危害的重要措施之一。同时电磁波吸波及屏蔽涂料还可以广泛应用于电子设备、通讯设施、机场、电站、计算机等设施，以抵抗电磁干扰。
电磁波吸收涂料主要依靠把电磁辐射能量转换成其它形式能量的能力，大幅度地降低电磁波的反射、透射，从而实现吸波和屏蔽效果。中国专利93102922.8“毫米波宽频带吸波涂料”中报道了用多种碳化硅、炭黑、粘合剂等混合而成的涂料可以在26～100GHz频段实现-11～-16dB的吸波特性。中国专利97108989.2“电磁波吸收材料及其制造方法”中则报道了用Zn、Co、Cu、Mg、Cr、V、铁氧体等材料经过配方、强混、预烧、球磨、热处理、粉碎、炼胶、研压、硫化、成型等加工过程，可制成一种吸波晶片，在0.6～5GHz频段可实现吸波，在3.5GHz吸波效果为-12dB。上述专利技术的吸波的主要频段范围较窄，均不在2～18GHz宽的范围，且均未显示出屏蔽效应。另一篇中国专利01100573.4“视黄基席夫碱铁配合物微波吸收剂及制备方法”中报道以维生素A醋酸酯为原料经水解、氧化、与二元胺及金属盐作用等可生成小分子视黄基席夫碱铁配合物微波吸收剂，在8～12GHz频段实现-7～-12dB的吸波效果，但其中也未显示出屏蔽效应。中国专利00109462.9“泡沫玻璃型雷达波吸收材料”中公开了一种在泡沫玻璃内部搀杂矿物材料、化工材料以及碳化硅、石墨、导电碳黑、铁氧体的混合物等电磁损耗物质的方法，所制备材料可以在2～18GHz实现-8dB以上的吸波效果，但该材料的体系比较复杂、且在大于300MHz的频率所能实现的屏蔽效果仅高于35dB。以上这些吸波材料均没有报道使用多大量或多大厚度才能够达到所描述的吸波效能，不能确定其适用范围。
发明内容：本发明提供了一种有机/无机复合电磁波吸波及屏蔽涂层材料，通过高软磁吸波性金属粉末和具备吸波特性的导电聚合物的复合，并与有机粘合剂均匀地混合，实现扩大吸波频段范围，增强屏蔽效应的目的，满足实际使用的需要。
本发明由软磁金属粉末、导电聚合物、有机粘合剂三部分构成，导电聚合物包覆软磁金属粉末形成复合粉，复合粉末与有机粘和剂呈均匀混合。其中软磁金属粉选用纯度为高于99％的等轴状Fe、Ni、Co，或三者之间任何比例的合金粉末，其粒径在50纳米至2微米的范围，导电聚合物的电导率为10-6～104s/cm，导电聚合物与软磁纯金属粉末体积比为0.99∶0.01至0.05∶0.95，复合粉末与有机粘和剂均匀混合的体积比为0.98∶0.02至0.05∶0.95。制成的油漆状涂料涂覆于物体表面制成20微米至20毫米厚的涂层，或制成50毫米厚度以内的自支撑膜、布或板材。
本发明的结构形式可以充分利用软磁金属粉末和导电聚合物对电磁波的综合损耗作用、发挥复合颗粒之间对电磁波的漫散射衰减作用，从而使吸波频段变宽，吸波性能变好，同时本涂层中采用的导电聚合物，使其屏蔽效果明显提高。导电聚合物包覆着软磁金属粉末，不仅可以防止金属粉末的氧化变质及吸波屏蔽性能的衰退，还可以因加入大量有机物质使其重量大幅度下降。本发明提供的有机/无机复合电磁波吸波及屏蔽涂料的结构形式及相关产品的特点在于：重量轻，易于灵活调整配比，吸波性能好，兼顾有优良的屏蔽性能，成本较低，加工制作方便。
附图说明：图1为有机/无机复合电磁波吸波及屏蔽涂料的微观设计及原理图
具体实施方式：选用纯度为99.5％的等轴状纯铁粉末颗粒，其粒径在50纳米至2微米的范围。选用导电聚苯胺包覆纯铁粉末制成复合粉，该导电聚苯胺的电导率为10-2～102s/cm，导电聚苯胺与纯铁粉末体积比为0.2∶0.8～0.5∶0.5。选用聚脲作粘和剂，复合粉末与聚脲的体积比约为0.3∶0.7。将复合粉末与聚脲混合，制成油漆状涂料。将制成的涂料涂覆于铝板表面50～100微米厚，并作自然干燥或150℃以下人工烘干处理。每平方米该涂层的重量约为100克，该涂层在2～12GHz频段的吸波特性为-9～-17dB，在低于1.5GHz频段的屏蔽特性为80～100dB。
Claims (2)
1、一种有机/无机复合电磁波吸波及屏蔽涂层材料，其特征在于，涂层材料由软磁金属粉末、导电聚合物、有机粘合剂三部分构成，软磁金属粉选用纯度为高于99％的等轴状Fe、Ni、Co，或三者之间任何比例的合金粉末，其粒径在50纳米至2微米的范围，导电聚合物的电导率为10-6～104s/cm，导电聚合物包覆软磁金属粉末形成复合粉，体积比为0.99∶0.01至0.05∶0.95，复合粉末与有机粘和剂均匀混合的体积比为0.98∶0.02至0.05∶0.95。
2、权利要求1所述的有机/无机复合电磁波吸波及屏蔽涂层材料的用途，是制成厚度为20微米至20毫米厚的油漆状涂料涂覆于物体表面涂层，或制成50毫米厚度以内的自支撑膜、布或板材。
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