CN1338760A - 介电性电磁波吸收材料及其制造方法和应用 - Google Patents

Abstract

一种介电性电磁波吸收材料及其制造方法和应用,先将聚氨酯树脂与黑烟混合搅拌将其研磨均匀,再加入炭粉、导电纤维及无机微空心球,经低速高粘度搅拌混合制成浆状半成品,再将该半成品覆盖于模具或被涂物的表面乾燥,即形成介电性电磁波吸收材料成品,其可将电磁波转变成热能,防止电磁波对电子电路所造成的干扰或对人体的伤害,还适用于军事单位覆盖于武器或载具表面,达到隐蔽伪装的效果。

Description

介电性电磁波吸收材料及其制造方法和应用

本发明系一种介电性电磁波吸收材料及其制造方法和应用，尤指一种电磁波吸收材料，可将电磁波的能量的90％-99％转变成热能，克服常用导电材料阻隔所造成的反射、绕射及爬行等现象。

目前，市面日常的电器用品，如：电脑、无线电话、移动电话手机、马达及变压器等，在使用时，无形中常会放出有害人体的电磁波，该电磁波是一种由电场(electric field)与磁场垂直交互作用的一种物理现象。

一般常用防止电磁波对电子电路造成干扰或对人体伤害，使用导电材料阻隔(shielding)，但是，由于电磁波对导电体会造成反射、绕射及爬行(creeping)等现象，因此，常用利用导电材料阻隔的作法，并非有效地令电磁波消失无踪，电磁波依然间接或直接地干扰敏感的电子电路，甚至伤害人体，故，若能发明一种电磁波吸收材料，以其特殊的吸收能力将电磁波的能量的90％-99％转变成热能，克服常用导电材料阻隔所造成的反射、绕射及爬行等现象，将是根本解决电磁波所造成各种伤害的方法。

本发明人经过长久地努力研究与实验，终于开发设计出本发明的介电性电磁波吸收材料及其制造方法和应用。

本发明的目的在于提供一种介电性电磁波吸收材料及其制造方法和应用，通过该方法所制造出来的电磁波吸收材料，可将日常生活中移动电话天线等电器装置所放出有害人体的电磁波转变成热能，以解决电磁波对使用者所造成的伤害，该具电双极吸收材料亦可将雷达波吸收，令其无法返回接收器，达到隐形的目的，且军事单位可用该吸收材料覆盖于武器或载具表面，而达到隐蔽伪装的目的。

本发明的目的是这样实现的：一种介电性电磁波吸收材料，其特征在于该介电性电磁波吸收材料由重量份数为1.2-2.5份的炭粉、0.3-1.0份的黑烟、0.05-0.1份的导电纤维、25-35份的无机微空心球及62-74份的聚氨酯树脂所组成；该导电纤维为具电双极的材料元件，其直径为1-3毫微米、长约3-6毫米；该无机微空心球为直径40-80微米、比重0.2-0.3、耐压大于1000psi的无机微空心球；该聚氨酯树脂为聚氨基甲酸酯树脂。

一种介电性电磁波吸收材料的制造方法，其特征在于该制造方法包括如下步骤：

(一)、初步配料混合：选取聚氨酯树脂62-74重量份数与黑烟0.3-1.0重量份数混合搅拌均

(二)、高速研磨：

通过研磨装置将该聚氨酯树脂与黑烟所混合的具有粘性的混合液高速研磨均匀；

(三)、二次配料：

经过研磨后的混合液中加入炭粉1.2-2.5份、导电纤维0.05-0.1份及无机微空心球25-35份；

(四)、混合搅拌；

经过低速高黏度搅拌装置充分混合搅拌均匀，即制成所需的浆状半成品；

(五)、涂覆成型：

将该浆状的半成品依实际需求的强度或纤维多寡，覆盖于摸具或被涂物的表面上成型；

(六)、干燥成品；

置于通风处干燥，所得的乾燥固体片即为本发明的介电性电磁波吸收材料的成品。

该研磨装置为三个滚筒间呈并排接触而成，该三滚筒彼此间的滚筒速度分别具一速度差，藉由该速度差以研磨贴附于滚筒表面上的混合液，且于三滚筒的一侧设有刮除元件，将经过研磨后的混合液刮离；该搅拌装置为中空筒的中心设有揽拌轴，沿该中空筒内壁设有刮除元件，以顺利进行搅拌的作用，且该中空筒与搅拌轴呈反向慢速旋转，以避免破坏其各成份；该半成品依需求的强度或纤维多寡，以刷涂或积层的方式覆盖于模具或被涂物的表面上；该乾燥包括自然或加热强制的方式进行乾燥；该导电纤维为具电双极的材料元件，其直径为1-3毫微米、长约3-6毫米；该无机微空心球为直径40-80微米、比重0.2-0.3、耐压大于1000psi的无机微空心球；该聚氨酯树脂为聚氨基甲酸酯树脂。

一种介电性电磁波吸收材料的应用，其特征在于该介电性电磁波吸收材料的成品适用于移动电话中的天线上；适用于吸收雷达波，令其无法返回接受器  的物体表面；适用于军事单位覆盖于武器或载俱表面而达到隐蔽伪装。

本发明的主要优点是具有可将电磁波转变成热能，以解决电磁波对使用者所造成的伤害；适用于吸收雷达波，令其无法返回接受器的物体表面；适用于军事单位覆盖于武器或载具表面而达到隐蔽伪装。

下面结合较佳实施例和附图进一步说明。

图1为本发明的研磨装置示意图。

图2为本发明的搅拌装置示意图。

图3为本发明的制造方法流程方块示意图。

本发明的介电性电磁波吸收材料系由重量份数为1.5-2.0份、直径约3微米(micromelter)的炭粉(carbon powder)，重量份数0.3-0.7份、直径约1-3毫微米(nanometelr)的黑烟(carbon black)，重量份数0.07-0.09份、直径约1-3毫微米、长约3-6毫米(millimeter)的导电纤维(conductive fibers)等具电双极的材料元件，重量份数28-32份、直径约40-80微米、比重约0.2-0.3、耐压大于1000psi的无机微空心球(inorganic-microballoon)及重量份数65-70份、free TDl(Tolyene diisocyanate)在0.3ppm以下的聚氨酯树脂(polyurethaneresin)所组成。

参阅图1-图3，本发明的制造方法包括如下步骤：

(一)、初步配料混合：

选取聚氨甲酸酯树脂65-70重量份数与黑烟0.3-0.7重量份数混合搅拌均匀；

(二)、高速研磨：

通过研磨装置10将该聚氨酯树脂与黑烟所混合的具有粘性的混合液高速研磨均匀，如图1所示，本实施例中，该研磨装置10系分别为三个滚筒呈并排接触而成，该三滚筒彼此间的滚筒速度差约为1∶2∶3，藉由该三滚筒的速度差以研磨贴附于三滚筒表面上的混合液，且于三滚筒的一侧设有一刮除元件11，将经过研磨后的混合液刮离三滚筒，该研磨装置10亦可由其它相当的研磨元件予以取代。

(三)、二次配料：

经过研磨后的混合液中加入炭粉1.5-2.0份、导电纤维0.07-0.09份及无机微空心球28-32份；

(四)、混合搅拌；

经过低速高黏度搅拌装置20充分混合搅拌均匀，如图2所示，即制成所需的浆状半成品，本实施例中，该搅拌装置20为一中空筒21，该中空筒21中心设有一揽拌轴22，沿该中空筒21内壁设有一刮除元件23，以顺利进行搅拌的作用，搅拌时，该中空筒21系与搅拌轴22呈一反向慢速旋转，以避免破坏其各成份；

(五)、涂覆成型：

将该浆状的半成品依实际需求的强度或纤维多寡，以刷涂或积层的方式，覆盖于摸具或被涂物的表面上成型；

(六)、干燥成品；

置于通风处，以自然乾燥或加热强制乾燥方式进行的干燥，所得的乾燥固体片即为本发明的介电性电磁波吸收材料的成品。

如此，用本发明的方法制成的具电双极电磁波吸收材料的成品可广泛应用于移动电话中的天线上，使用者耳朵在与天线最接近处，可藉由该电磁波吸收材料将电磁波转变成热能，以解决电磁波对使用者所造成的伤害，该电磁波吸收材料的吸收原理如下；

当外加异动电场(alternating electric field)作用于介电材料(dielectric material)时，其表面因电双极的交互震荡(oscillationof the dipoles with field)，将有感应交互电流(alternatingdisplacement)产生，跟据高斯定率： $\▿\·\stackrel{-}{D}=\mathrm{\ρ}$

其中是微分向量算子(nabla)； D是电通量密度(theelectric fluxdensity)，单位(c/m²)；p是电荷电密度(theelectric chargedensity)，单位(c/m³)。

由高斯定率可知，该感应交互电流的互相抵消，将使电磁波转变成热能，此即为介电材料的介电损失(dielectric loss)，亦是该材料对电磁波的吸收现象。

该电磁波吸收材料亦可将雷达波吸收，令其无法返回接收器，而达到隐形的目的，军事单位更可用该电磁波吸收材料覆盖于武器或载俱表面，而达到隐蔽伪装的效果。

Claims (15)

1、一种介电性电磁波吸收材料，其特征在于该介电性电磁波吸收材料由重量份数为1.2-2.5份的炭粉、0.3-1.0份的黑烟、0.05-0.1份的导电纤维、25-35份的无机微空心球及62-74份的聚氨酯树脂所组成。

2、如权利要求1所述的介电性电磁波吸收材料，其特征在于该导电纤维为具电双极的材料元件，其直径为1-3毫微米、长为3-6毫米。

3、如权利要求1所述的介电性电磁波吸收材料，其特征在于该无机微空心球为直径40-80微米、比重0.2-0.3、耐压大于1000psi的无机微空心球。

4、如权利要求1所述的介电性电磁波吸收材料，其特征在于该聚氨酯树脂为聚氨基甲酸酯树脂。

5、一种介电性电磁波吸收材料的制造方法，其特征在于该制造方法包括如下步骤：

(一)、初步配料混合：

选取聚氨酯树脂62-74重量份数与黑烟0.3-1重量份数混合搅拌均匀；

(二)、高速研磨：

通过研磨装置将该聚氨酯树脂与黑烟所混合的具有粘性的混合液高速研磨均匀；

(三)、二次配料：

经过研磨后的混合液中加入炭粉1.2-2.5份、导电纤维0.05-0.1份及无机微空心球25-35份；

(四)、混合搅拌；

经过低速高黏度搅拌装置充分混合搅拌均匀，即制成所需的浆状半成品；

(五)、涂覆成型：

将该浆状的半成品依实际需求的强度或纤维多寡，覆盖于摸具或被涂物的表面上成型；

(六)、干燥成品，

置于通风处干燥，所得的乾燥固体片即为本发明的介电性电磁波吸收材料的成品。

6、如权利要求5所述的介电性电磁波吸收材料的制造方法，其特征在于：该研磨装置为三个滚筒呈并排接触而成，该三滚筒彼此间的滚筒速度分别具一速度差，藉由该速度差以研磨贴附于滚筒表面上的混合液，且于三滚筒的一侧设有刮除元件，将经过研磨后的混合液刮离。

7、如权利要求5所述的介电性电磁波吸收材料的制造方法，其特征在于：该搅拌装置为中空筒的中心设有揽拌轴，沿该中空筒内壁设有刮除元件，以顺利进行搅拌的作用，且该中空筒与搅拌轴呈反向慢速旋转，以避免破坏其各成份。

8、如权利要求5所述的介电性电磁波吸收材料的制造方法，其特征在于：该半成品依需求的强度或纤维多寡，以刷涂或积层的方式覆盖于模具或被涂物的表面上。

9、如权利要求5所述的介电性电磁波吸收材料的制造方法，其特征在于：该乾燥包括自然或加热强制的方式进行乾燥。

10、如权利要求5所述的介电性电磁波吸收材料的制造方法，其特征在于该导电纤维为具电双极的材料元件，其直径为1-3毫微米、长为3-6毫米。

11、如权利要求5所述的介电性电磁波吸收材料的制造方法，其特征在于该无机微空心球为直径40-80微米、比重0.2-0.3、耐压大于1000psi的无机微空心球。

12、如权利要求5所述的介电性电磁波吸收材料的制造方法，其特征在于该聚氨酯树脂为聚氨基甲酸酯树脂。

13、一种介电性电磁波吸收材料的应用，其特征在于该介电性电磁波吸收材料的成品适用于移动电话中的天线上。

14、如权利要求13所述的介电性电磁波吸收材料的应用，其特征在于该介电性电磁波吸收材料的成品适用于吸收雷达波，令其无法返回接受器的物体表面。

15、如权利要求13所述的介电性电磁波吸收材料的应用，其特征在于该介电性电磁波吸收材料的成品适用于军事单位覆盖于武器或载具表面而达到隐蔽伪装。

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