NO167170B - Komposisjon (blanding) med lav tetthet for absorpsjon av elektromagnetisk straaling. - Google Patents

Abstract

Blandinger med lav tetthet inneholdende partikler av kolloidal størrelse av en ELM-absorbent, såsom FeOog partikler av en ELM-attenuator, såsom karbonyljern dispergert i en dielektrisk matriks såsom en styren/butylakrylat-kopolymer, gir en forbedret absorpsjon av elektromagnetisk stråling.

Description

Bakgrunn for oppfinnelsen

Denne oppfinnelse angår en komposisjon eller blanding

for undertrykkelse av elektromagnetisk stråling og spesielt for reduksjon av refleksjonen av mikrobølge-energi.

Anvendelse av materialer til å absorbere elektromagnetisk stråling er utstrakt ved belegning av (1) militære innretninger som skal unngå eller redusere til et minimum deteksjon med radar, (2) utstyr som benytter mikrobølgestråling og (3)

reflektorer på skip, fly, bygninger og broer for å redusere refleksjon som ofte bevirker navigasjonsfeil.

Mange materialer inkludert naturlige og kunstige materialer

er kjent for sin evne til å undertrykke elektromagnetisk stråling i mikrobølgefrekvensområdet. Denne evne til å undertrykke elektromagnetisk stråling gjør det mulig for det absorberende materiale å forbruke (dissipere) elektromagnetisk energi i materialet, slik at refleksjonen av mikrobølger reduseres.

Blant de forskjellige absorberende materialer er de

syntetiske dielektrika de mest vanlig anvendte. Syntetiske dielektrika blir vanligvis dannet ved å dispergere et magnetisk pulver eller et annet naturlig absorpsjonsmateriale i et dielektrisk materiale, såsom plastmaterialer innbefattet termo-plastmaterialer og varmeherdende plast, keramiske materialer, voks-typer og lignende. Syntetiske dielektrika som er laget ved å tilføre de forannevnte dielektriske bindstoffer eller

-materialer med magnetiske metaller, halvledere, ferro-

magnetiske oksyder eller ferritter, har meget ønskelige magnetiske og dielektriske egenskaper.

Bruk av faste ferritter, d.v.s. ferromagnetiske ferritter laget av jernoksyd og andre toverdige metalloksyder, som folie-eller plastmaterialer for reflekterende overflater og objekter for å undertrykke eller i vesentlig grad å redusere refleksjonen av elektromagnetisk energi, har mange fordeler. Det er funnet at blandede ferritter ofte gir gode absorberende materialer over et bredt område av mikrobølgefrekvenser. Videre har ferritter i form av faste belegg de høyere permeabiliteter som kreves for bredbånd-operasjon. Slike faste ferrittbelegg kan ha høyere permeabiliteter enn det som ferrittpulvere oppviser$ fordi de magnetiske egenskaper ved ferritt avtar betydelig ved maling til pulverform» Det er således funnet at ferritter som både er ikke-ledende og ferromagnetiske gir de potensielt optimale dielektriske og magnetiske egenskaper i en enkelt komposisjon eller blanding.

Uheldigvis er det funnet at i de konvensjonelle absorberende belegg som inneholder ferritter fordres det vesentlige mengder av de tunge ferritter for å oppnå den ønskede absorpsjonsevne. De resulterende belegg med stor tetthet ved slike konvensjonelle absorpsjonsmidler er stort sett uønsket fordi disse er tunge og vanskelige å fremstille.

US patent nr. 4,116,906 viser hvordan ferritt-absorberende partikler kan inkorporeres (sammen med attenuatorpartikler/svek-ningspartikler) i et belegningssystem basert på bruk av organisk løsemiddel. Men patentet viser ikke hvordan det problem skal løses, som angår behovet for store mengder av partikler for å oppnå effektiv absorpsjon.

I betraktning av de foran omtalte mangler og ulemper ved tidligere kjente materialer for absorpsjon av elektromagnetisk stråling, er det i høy grad ønskelig å tilveiebringe et absorpsjonsmateriale som er lett i vekt og som bekvemt kan fremstilles i hvilken som helst form eller påføres som et belegg på mange forskjellige substrater eller underlag, hvilke belegg inneholder forholdsvis lave konsentrasjoner av de tunge magnetiske partikler som er nødvendige for absorpsjon.

Resymé av oppf innelsen\

Foreliggende oppfinnelse går ut på en slik absorpsjons-blanding med lav tetthet for elektromagnetisk stråling, som oppviser høy virkningsgrad ved absorpsjonen av elektromagnetisk stråling, spesielt vedl mikrobølgefrekvenser. En slik blanding (som i det følgende betegnes ELM-blanding) omfatter ifølge oppfinnelsen (1) et dielektrisk faststoff-materiale (heretter betegnet dielektrisk matriks) i hvilket det er dispergert (2) partikler av kolloidal størrelse, med maksimal partikkeldimensjon mindre enn 1 pm, av en absorbent for elektromagnetisk stråling (heretter betegnet ELM-absorbent) og (3) partikler av en attenuator for elektromagnetisk stråling (heretter betegnet ELM-attenuator), og blandingen kjennetegnes ved at den har en tetthet som er mindre enn 6 g/cm<3> og at hovedsakelig alle absorbentpartiklene holdes i romlig adskilt forhold av det faste dielektriske materialet. Konsentrasjonen av ELM-absorbent i ELM-blandingen er med fordel tilstrekkelig stor til å avstedkomme en magnetisk tapstangent som er større enn 0,05 ved en frekvens på 2 gigahertz (GHz) og en tykkelse av blandingen på 2 cm. Konsentrasjonen av ELM-attenuator er tilstrekkelig til å gi ELM-blandingen en svekning som er større enn 0,5 desibel pr. centimeter (dB/cm) under de forannevnte betingelser. Overraskende nok oppviser ELM-blandingen med lav tetthet ifølge foreliggende oppfinnelse dissiperende egenskaper som er høyere enn det som kunne ventes ved de anvendte konsentrasjoner av ELM-absorbent.

I et annet aspekt angir denne oppfinnelse en stabil fluidum-dispersjon av den forannevnte ELM-attenuator og partikler av kolloid-størrelse i den dielektriske matriks inneholdende kolloidale eller sub-kolloidale partikler av ELM-absorbenten. Overraskende nok kan en slik dispersjon påføres som et belegg

og tørkes for å danne en sammenhengende film hvor partiklene av ELM-absorbenten holdes i det vesentlige adskilt med innbyrdes avstand fra hverandre i den dielektriske matriks. Fortrinnsvis blir partiklene av ELM-attenuatoren også holdt i det vesentlige adskilt med innbyrdes avstand i den dielektriske matriks.

ELM-blandingen ifølge denne oppfinnelse er spesielt effektiv som absorpsjonsmiddel for elektromagnetisk stråling i slike anvendelser som i malinger og belegg som benyttes til å redusere refleksjon på metallkonstruksjoner såsom tårn,

broer, skip etc, samt for mikrobølgekamuflasje og radar-kamuflasje, belegg for utstyr i hvilke det ønskes absorpsjon av mikrobølgestråling, såsom i mikrobølgeovner og mikrobølge-bruningsinnretninger, anvendelser vedrørende transport av solenergi fra rom-satellitter og lignende. Denne ELM-blanding er også velegnet for støping av formede gjenstander og. for fremstilling som skum- eller fibermaterialer.

Detaljert beskrivelse av illustrerende utførelsesformer

ELM-blandingen méd lav tetthet ifølge foreliggende oppfinnelse har en tetthet, en svekning og en magnetisk tapstangent som angitt ovenfor. Foretrukne blandinger har (1) tettheter i området fra omkring 1,2 til omkring 5, mer spesielt fra omkring 1,5 til omkring 3 g/cm 3, (2) en magnetisk tapstangent som er større enn 0,1, mer spesielt større enn 0,2 under de tidligere angitte betingelser, og (3) en svekning som er større enn 1 dB/cm, mest foretrukket større enn 2 dB/cm.

ELM-blandingene omfatter tre vesentlige komponenter:

(1) en dielektrisk fast matriks som virker som den kontinuerlige fase for blandingen, (2) en partikkelformig ELM-absorbent som holdes i det vesentlige adskilt med innbyrdes avstand i matriksen og (3) en partikkelformig ELM-attenuator. I foretrukne ELM-blandinger er ELM-attenuatoren også hovedsakelig fullstendig dispergert i den dielektriske matriks.

Den dielektriske matriks er passende ethvert normalt

fast materiale som er i stand til å virke som en isolerende matriks (bindmateriale) for ELM-absorbenten. Fortrinnsvis har det en elektrisk resistivitet som er større enn IO<6> ohm pr. centimeter (ohm/cm), mer spesielt større enn omkring 10<10> ohm/cm og mest foretrukket fra omkring 10^ til 10^ ohm/cm.

Eksempler på slike egnede dielektrika omfatter glass, keramiske materialer, voksmaterialer, plastmaterialer innbefattet termo-plastmaterialer og varmeherdende plast-typer, gummipolymerer og lignende, med syntetiske plastmaterialer som foretrukne materialer. Blant de syntetiske plastmaterialer foretrekkes det polymerer som er vann-uoppløselige og er fremstilt ut fra hydrofobe monomerer som er i det vesentlige ikke-blandbare med vann, d.v.s. at monomeren danner en separat fase når 5 g av monomeren blandes med 100 g vann. Slike monomerer som er ikke-blandbare med vann vil polymerisere under emulgerings-polymerisasjonsbetingelser for å danne en vann-uoppløselig polymer som vil eksistere i form av en stabil vandig kolloidal dispersjon, vanligvis ved hjelp av passende overflateaktive midler.

ELM-absorbenten er et materiale (1) som absorberer elektromagnetisk stråling med frekvenser i området fra omkring 0,3 til omkring 20 GHz og (2) som er i form av partikler med kolloidal eller sub-kolloidal størrelse. Foretrukne ELM-absorbenter kan videre karakteriseres som paramagnetiske eller superparamagnetiske som følge av deres lille størrelse. Eksempler på slike materialer er forbindelser av magnetiske metaller, såsom ferromagnetiske oksyder eller ferritter, f.eks. Fe^O^ samt ferromagnetiske ferritter dannet av jernoksyd og forskjellige toverdige metalloksyder såsom metalloksyder av nikkel, sink og mangan; magnetiske metaller såsom jern, kobolt og nikkel og deres legeringer, samt andre kjente ELM-absorberende materialer, f.eks. kjønrøk, grafitt og lignende. ELM-absorbenten inneholder generelt partikler som har en maksimal dimensjon mindre enn omkring 1 mikrometer (ym), fortrinnsvis i området fra omkring 0,01 til omkring 0,7 ym. Av disse materialer foretrekkes de magnetiske metallforbindelser, med Fe^O^ som det mest foretrukne materiale.

ELM-attenuatoren er fortrinnsvis et ferromagnetisk materiale som er i stand til å gi mikrobølgesvekning som tidligere beskrevet. ELM-attenuatoren er i form av partikler med en dimensjon større enn 1 ym, fortrinnsvis i området fra omkring 1,5 til omkring 100 ym, særlig fra omkring 2 til omkring 75 ym. Eksempler på slike svekningsmaterialer er jern, kobolt, nikkel og andre ferromagnetiske materialer såvel som legeringer av slike metaller. Blant disse materialer foretrekkes metallisk jern, med karbonyljern som det mest foretrukne. Det vil imidlertid forstås at i tillegg til karbonyljern foretrekkes metallisk jern fremstilt ved andre fremgangsmåter, såsom elektrolytisk utfelt jern, redusert jern og finfordelt jern.

Ved fremstilling av de ELM-absorberende blandinger med

lav tetthet ifølge denne oppfinnelse, er det fordelaktig å dispergere ELM-absorbenten i den dielektriske matriks slik at denne utgjør en kontinuerlig fase som holder partiklene av ELM-absorbenten hovedsakelig adskilt med innbyrdes avstand

i forhold til hverandre. Hvilken som helst av mange forskjellige konvensjonelle blandeprosedyrer for inkorporering av kolloidale eller sub-kolloidale partikler i dielektriske bindstoffer kan passende anvendes for dette formål. Det foretrekkes imidlertid at den dielektriske matriks med ELM-absorbenten dispergert i denne (heretter betegnet dielektrukum/absorbent), fremstilles ved først å tildanne en vandig dispersjon av ELM-absorbenten ved å bringe kolloidale eller sub-kolloidale partikler av absorbenten i kontakt med en vandig oppløsning av et vannoppløselig overflateaktivt middel eller et emulgeringsmiddel, slik at det fremkommer en dispersjon som inneholder fra omring 5 til omkring 70 vekt% absorbentpartikler. Eksempler på foretrukne vandige dispersjoner av ELM-absorbenter er de såkalte ferrofluida, f.eks. som beskrevet i US-patent 3.981.844, fortrinnsvis slike med en gjennomsnittlig partikkeldiameter i området fra omkring 0,05 til omkring 0,1 ym. Fortrinnsvis er slike fluida vandige dispersjoner av de magnetiske metaller som er stabilisert ved nærvær av overflateaktiv midler, emulgeringsmidler og/eller kjemiske dispergeringsmidler som beskrevet i det følgende.

Typisk omfatter egnede overflateaktive midler, dispergeringsmidler eller emulgeringsmidler salter av fettsyrer såsom kaliumoleat, metall-alkylsulfater såsom natriumlaurylsulfat, salter av alkylarylsulfonsyrer såsom natriumdodecylbenzen-sulfonat, flerverdige såper såsom natriumpolyakrylat og alkali-metallsalter av metylmetakrylat/2-sulfoetylmetakrylat-kopolymerer og andre sulfoalkylakrylat-kopolymerer og andre anioniske overflateaktive midler såsom diheksylesteren av natriumsulforavsyre, ikke-ioniske overflateaktive midler såsom de ikke-ioniske kondensater av etylenoksyd med propylenoksyd, etylenglykol og/eller propylenglykol, og kationiske overflateaktive midler såsom alkylaminguanidin-polyoksyetanoler såvel som mange forskjellige micelle-genererende substanser som beskrevet av D.C. Blackley i Emulsion Polymerization, Wiley and Sons, kapitel 7 (1975) og andre overflateaktive midler er listet opp i McCutcheon<*>s Detergents and Emulsifiers, 19 80 Annual North Americal Edition, McCutcheon, Inc., Morristown, N.J. Blant de egnede overflateaktive midler er også innbefattet de overflateaktive polymerer (ofte betegnet flerverdige såper), f.eks. slike som er beskrevet i US-patent nr. 3.965.032.

Blant de egnede overflateaktive midler foretrekkes de anioniske varianter såsom kaliumsaltene av funksjonaliserte oligomerer, f.eks. av typen "Polywet" solgt av Uniroyal Chemical. Slike overflateaktive midler eller emulgeringsmidler benyttes i tilstrekkelige mengder til å avstedkomme en stabil dispersjon av ELM-absorbenten i vann. Fortrinnsvis anvendes slike overflateaktive midler i konsentrasjoner i området fra omkring 0,2 til omkring 10, særlig fra omkring 1 til omkring 6 vekt%, basert på den vandige fase. Spesielt ønskelige prosesser for fremstilling av slike vandige kolloidale dispersjoner av ELM-absorbenten er beskrevet i US-patentene 3.826.667, 3.981.844, 3.843.540 og Industrial Engineering Production and Research Development, vol. 19, 147-151 (1980).

Den vandige dispersjon av ELM-absorbenten blir så kombinert med den i vann ikke-blandbare monomer som her beskrevet, for å danne den ønskede emulsjon ved normale blandeprosedyrer, f.eks. ved å føre både dispersjonen og monomeren gjennom en blandeinnretning med sterk skjærvirkning, såsom en Waring-blander, en homogenisator eller ultralydblander. Som et foretrukket alternativ blir. monomeren tilsatt kontinuerlig til den vandige dispersjon av ELM-absorbenten under polymeriseringen. Monomeren har med fordel form av en vandig emulsjon av monomeren, hvilken emulsjon blir opprettholdt av en vannoppløselig monomer og/eller et vannoppløselig emulgeringsmiddel slik som beskrevet ovenfor. Som et annet alternativ kan den vandige emulsjon av ELM-absorbenten og den i vann ikke-blandbare monomer, fremstilles ved tilsetning av kolloidale eller sub-kolloidale partikler av ELM-absorbenten til en eksisterende vandig emulsjon av monomer. I slike tilfeller er det ofte ønskelig å tilsette ytterligere emulgeringsmiddel eller overflateaktivt middel til emulsjonen forut for eller samtidig med tilsetningen av partiklene av ELM-absorbenten. I emulsjonen av ELM-absorbent og i vann ikke-blandbar monomer i vann, er den vandige fase til stede i en tilstrekkelig andel til å være den kontinuerlige fase i emulsjonen. ELM-absorbenten er til stede i tilstrekkelige andeler til å gi den partikkelformige dielektrikum/absorbent de ønskede dissiperende egenskaper. Den i vann ikke-blandbare monomer er til stede i en tilstrekkelig mengde til å omslutte eller innkapsle ELM-absorbenten ved polymerisering. Emulgerings-midlet og/eller det overflateaktive middel er til stede for å

gi en vandig kolloidal emulsjon som er tilstrekkelig stabil til å utsettes for emulsjons-polymeriseringsbetingelser. Fortrinnsvis inneholder emulsjonen fra omkring 0,1 til omkring 25 vekt% ELM-absorbent, fra omkring 1 til omkring 30 vekt% monomer og

en gjenværende mengde av den vandige fase innbefatter emulgeringsmiddel (overflateaktivt middel), katalysator og lignende.

Eksempler på egnede monomerer som ikke er blandbare med vann og som kan anvendes for fremstilling av den forannevnte dielektrikum/absorbent omfatter monovinylidenaromat-monomerer såsom styren, vinyltoluen, t-butylstyren, klorstyren, vinyl-benzylklorid og vinylpyridin; alkylestere av a,0-etylenisk umettede syrer såsom etylakrylat, metyImetakrylat, butylakrylat og 2-etylheksylakrylat» umettede estere av mettede karboksylsyrer såsom vinylacetat, umetLede halogenider såsom vinylklorid og vinylidenklorid; umettede nitriler såsom akrylnitril;

diener såsom butadien og isopren, og lignende.

Av disse monomerer foretrekkes monovinylidenaromater såsom styren og alkylakrylater såsom butylakrylat.

I tillegg til den forannevnte monomer som ikke er blandbar med vann, kan det anvendes forholdsvis mindre andeler, f.eks. mindre enn 10, fortrinnsvis mindre enn 5 vekt%, basert på den totale monomerkomponent, av en vann-oppløselig monomer såsom en etylenisk umettet karboksylsyre eller dennes salter såsom akrylsyre eller natriumakrylat; metakrylsyre, itakonsyre og maleinsyre; et etylenisk umettet karboksamid såsom akrylamid; vinylpyrrolidon; hydroksyalkylakrylater og metakrylater såsom hydroksyetylakrylat, hydroksypropylakrylat og hydroksyetyl-metakrylat; aminoalkylestere av umettede syrer såsom 2-amino-etylmetakrylat; epoksy-funksjonelle monomerer såsom glycidyl-metakrylat; sulfoalkylestere av umettede syrer såsom 2-sulfo-etylmetakrylat; etylenisk umettede kvaternære ammonium-forbindelser såsom vinylbenzyl-trimetylammoniumklorid. Det er kritisk ved praktisk fremstilling av denne foretrukne utførelse at slike vannoppløselige monomerer ikke anvendes i så store mengder at den resulterende polymer blir oppløselig i vann. Spesielt effektive monomer-resepter for utførelse av denne oppfinnelse er slike som inneholder fra omkring 20 til omkring 90 vekt% styren, fra omkring 10 til omkring 80 vekt% alkyl-akrylat såsom butylakrylat og fra omkring 0,01 til omkring 2 vekt% av umettede karboksylsyrer såsom akrylsyre, med de nevnte vekt%-deler basert på vekten av de totalé monomerer.

De emulsjonspolymeriserings-betingelser som anvendes ved praktisering av denne foretrukne utførelse av oppfinnelsen er generelt polymerisering av fri-radikal-type utført i nærvær av en radikal-initiator såsom en peroksygenforbindelse, en azo-katalysator, ultrafiolett lys og lignende. Fortrinnsvis utføres denne polymerisering i nærvær av en vann-oppløselig peroksygenforbindelse ved temperaturer i området fra omkring 50 til omkring 90°C. Emulsjonen blir vanligvis omrørt under polymeri-seringsperioden for å opprettholde en tilstrekkelig matning eller overføring. Konsentrasjonen av katalysator er normalt i området fra omkring 0,005 til omkring 8, men fortrinnsvis fra omkring 0,01 til omkring 5 vekt%, basert på total monomer. Eksempler på egnede katalysatorer omfatter uorganiske persulfat-forbindelser såsom natriumpersulfat, kaliumpersulfat, ammonium-persulfat; peroksyder såsom hydrogenperoksyd, t-butylhydroperoksyd, dibenzolperoksyd og dilauroylperoksyd; azo-katalysatorer såsom azobisisobutyronitril, og andre vanlige fri-radikal-genererende forbindelser. Videre kan det anvendes forskjellige former for fri-radikal-genererende bestrålings-innretninger såsom ultrafiolett stråling, elektronstråler og gammastråler. Eventuelt kan en redokskatalysatorblanding anvendes når polymeriseringstemperaturen ligger i området fra omkring 25 til omkring 80°C. Eksempler på redokskatalysator-blandinger omfatter en peroksygenblanding som ovenfor beskrevet, fortrinnsvis kaliumpersulfat eller t-butylhydroperoksyd og en reduksjonskomponent såsom natrium-metabisulfitt og natrium-formaldehydhydrosulfitt. Det er også hensiktsmessig å bruke forskjellige kjedeoverføringsmidler såsom merkaptaner, f.eks. dodecylmerkaptan; dialkylxantogen-disulfider; diaryldisulfider og andre som er angitt av Blackley som nevnt ovenfor i kapitel 8 og med konsentrasjoner som der beskrevet.

Etter emulsjonspolymerisering kan den resulterende

vandige dispersjon av partiklene av dielektrikum/ELM-absorbent bringes ut av polymeriseringskaret og (1) dispersjonen anvendes som den er eller (2) den ikke-reagerte monomer og andre flyktige stoffer blir fjernet for å danne en konsentrert dispersjon som så brukes som en malingsbasis for ELM-blandingen eller (3) dielektrikum/ELM-absorbent-partiklene kan separeres fra den vandige kontinuerlige fase i dispersjonen ved hjelp av konvensjonelle midler såsom sprøytetørring eller tørking under vakuum. Hvis den tørkes inneholder partiklene av dielektrikum/ELM-absorbent fortrinnsvis fra omkring 10 til omkring 80 og helst fra omkring 15 til omkring 70 vekt% av ELM-absorbent og fra omkring 90 til omkring 20, fortrinnsvis fra omkring 85 til omkring 30 vekt% av den dielektriske matrikspolymer.

I denne foretrukne utførelse blir dielektrikum/ELM-absorbent i form av en vandig dispersjon eller tørre partikler av kolloidal størrelse så kombinert med ELM-attenuatoren for å tilveiebringe den ønskede ELM-absorberende blanding med lav tetthet. Fortrinnsvis blir ELM-attenuatoren (partikkelformig) dispergert som en vandig dispersjon av dielektrikum/ELM-absorbent for derved å danne en belegningsblanding som kan påføres på

hvilke substrater som måtte ønskes og kan tørkes til et sammen-

hengende belegg som er i stand til å absorbere ELM-stråling Eventuelt kan ELM-attenuatoren innkapsles i et egnet dielektrisk materiale som angitt ovenfor, forut for kombineringen med dielektrikum/ELM-absorbent. Ved denne alternative utførelse kan ELM-attenuatoren og dielektrikum/ELM-absorbenten ha form av vandige dispersjoner og/eller form av tørre pulvere når de er kombinert.

I tørr form kan de resulterende ELM-blandinger med lav

tetthet fremstilles som en gjenstand av ønsket form ved hjelp av konvensjonelle produksjonsteknikker, såsom injeksjons- eller kompresjonsstøping, ekstrudering og lignende. Eventuelt blir ELM-blandingen i form av et tørt pulver dispergert i en ikke-

vandig væske og anvendt etter ønske, f.eks. som en malingsbasis eller basis for andre belegningsblandinger.

Foretrukne ELM-absorberende blandinger med lav tetthet

som anvender Fe-jO^ av kolloidal størrelse som ELM-absorbent og karbonyljern som ELM-attenuator, har et vektforhold mellom ELM-absorbent og ELM-attenuator fra omkring 90:10 til omkring

40:60, mest foretrukket fra omkring 80:20 til omkring 55:45.

I de foretrukne ELM-blandinger er vektforholdet mellom summen av ELM-absorbent og ELM-attenuator til den dielektriske matriks

fra omkring 85:15 til omkring 10:90, og mest foretrukket ligger forholdet fra omkring 70:30 til omkring 55:45. I tillegg til de forannevnte kritiske komponenter kan disse blandinger even-

tuelt inneholde andre ingredienser, såsom stabilisatorer,

pigmenter, fyllstoffer, blåsemidler, korrosjons-inhibitorer og andre tilsetningsstoffer som vanligvis anvendes i ELM-absorberende blandinger.

De følgende eksempler er gitt for å illustrere oppfinnelsen

og skal ikke oppfattes som begrensende. Hvis ikke annet er angitt gjelder alle deler og prosent-tall vektandeler.

Eksempel 1

A. Fremstilling av vandig dispersjon av Fe.,0.

( ELM- absorbent)

En vandig dispersjon av magnetisk jernoksyd (Fe-jO^)

(ELM-absorbent) fremstilles ved å blande vandige oppløsninger av ferri- og ferro-salter i slike mengder at det opprettholdes et molforhold Fe /Fe ved ^ 2:1. Magnetisk jernoksyd blir så utfelt ved 0-10°C ved hurtig tilsetning av IN NH^OH og kraftig omrøring inntil en pH på 9-10 er nådd. Umiddelbart deretter blir dispersanten innført under omrøring i det vandige medium inneholdende det utfelte jernoksyd og blandingen blir oppvarmet ved 90°C i 1 time. Under denne periode blir saltsyre tilsatt inntil blandingens pH når 7,5. Partiklene av utfelt jernoksyd vaskes med avionisert vann og gjendispergert i avionisert vann inneholdende ^0,5 g av et kaliumsalt av en funksjonalisert oligomer ("Polywet" KX-4 som selges av Uniroyal Chemical) pr. g av utfelt jernoksyd, ved anvendelse av en ultra-lyd-sonde. Magnetiseringen av det dispergerte jernoksyd måles ved hjelp av en teknikk basert på Collpits oscillatorkrets.

B. Fremstilling av magnetisk lateks (dielektrikum/

ELM- absorbent)

Til en 3-halset flaske og forsynt med en omrørings-innretning, to ytterligere utløpskanaler og en kondensator, tilsettes en blanding av 507 g av en dispersjon med 28,5% faststoff av Fe^O^ (200 gauss og en gjennomsnittlig partikkel-størrelse på mindre enn 0,08 ym) og 203 g avionisert vann. Denne blanding blir så oppvarmet under en nitrogenatmosfære til 90°C under omrøring. Ved denne.temperatur på 90°C blir en monomerstrøm og en strøm av vandig overflateaktivt middel inn-ført separat gjennom de to ytterligere kanaler inn i flasken, hvor hver strøm innføres med en hastighet av ^6 ml/min. over en periode på 6 5 minutter. Monomerstrømmen består av 64 g styren, 16 g butylakrylat og 3 g t-butylhydroperoksyd. Den vandige strøm består av 110 g avionisert vann, 2,9 g av kalium-saltet av en funksjonalisert oligomer ("Polywet" KX-4) og 2 g natriumformaldehyd-hydrosulfitt. Den resulterende reaksjons-blanding omrøres og holdes under nitrogen ved 90°C i ytterligere 1/2 time. Den resulterende lateks med 25% faststoff blir konsentrert ved destillering i vakuum til en lateks med 30,3% faststoff (dielektrikum/ELM-absorbent) med dispergerte partikler som har en polymer-såvel som en magnetkarakter. Partiklene i denne lateks har en smal partikkelstørrelsesfordeling og en gjennomsnittlig partikkeldiameter på 0,11 ym som bestemmes ved hydrodynamisk kromatografi. Lateksen forblir stabil i et påtrykket magnetfelt på 1800 gauss og oppviser egenskaper som er felles for magnetiske kolloider. For eksempel er slike magnetiske kolloider magnetiserbare væsker som øyeblikkelig avmagneti-seres ved fjernelse av et magnetfelt og hever et objekt ved påtrykning av et magnetfelt. Magnetisering av lateksen ved hjelp av en Collpits-oscillatorkretsteknikk som beskrevet av E.A. Peterson et al., in the Journal of Colloidal and Interfacial Science, 70, 3 (1977), er anslått å være 135 gauss.

Partiklene i lateksen gjenvinnes ved frysetørking av lateksen ved -80°C under vakuum på 0,5 mm Hg. C. Fremstilling av ELM-blanding (dielektrikum/ELM-absorbent/ ELM- attenuator

En ELM-blanding (prøve nr. 1) fremstilles ved tørrblanding av 50,3 g av et tørt pulver av den forannevnte lateks (55,4% dielektrikum/44,6% Fe304) med 33,5 g karbonyljern (ELM-attenuator) med en gjennomsnittlig partikkelstørrelse på 3-4 ym som blir solgt av GAF Corporation under handelsnavnet "Super Fine Special". Blandingen utføres i et Brabender-blandeapparat og den resulterende blanding blir så kompresjonsstøpt til flate plater

(tykkelse 0,8 cm og diameter 2,6 cm) med et positivt trykk på

ca. 900 kg og 230°C i 2 minutter. Prøven avkjøles til rom-temperatur og trykket på prøven oppheves. Den resulterende plate av ELM-blandingen maskineres til to flate skiver med en diameter på 2,54 cm og en tykkelse på 0,64 cm, henholdsvis 0,32 cm.

En annen ELM-blanding (prøve nr. 2) fremstilles i henhold til den foregående prosedyre ved bruk av 56,5 g av tørt pulver av lateksen og 18,8 g karbonyljern. Prøven blir på lignende måte blandet, støpt og formet til skiver. For sammenlignings-formål blir en tredje prøve (prøve nr. C) av tørre partikler

av lateksen støpt og formet til skiver ved hjelp av den forannevnte prosedyre.

Alle de forannevnte prøver undersøkes med hensyn til ELM-absorpsjon og resultatene er angitt i tabell I.

Som det fremgår av dataene i tabell I har blandingene ifølge foreliggende oppfinnelse (prøver nr. 1 og 2) betydelig bedre svekning ved en gitt frekvens enn blandingen ifølge prøve nr. C.

Claims (12)

1. ELM-absorberende blanding omfattende (1) et dielektrisk faststoff-materiale i hvilket det er dispergert (2) partikler av kollodial størrelse, med maksimal partikkeldimensjon mindre enn lpm, av en absorbent for elektromagnetisk stråling og (3) partikler av en attenuator for elektromagnetisk stråling, hvilken blanding er karakterisert ved at den har en tetthet som er mindre enn 6 gram pr. kubikkcentimeter (g/cm<3>) og at hovedsakelig alle absorbent-partiklene holdes i romlig adskilt forhold av det faste dielektriske materialet.

2. Blanding ifølge krav 1, karakterisert ved at den oppviser en magnetisk tapstangent som er større enn 0.05 og en ELM-svekning som er større enn 0,5 desibel pr. centimeter (dB/cm) når blandingen med en tykkelse på 2 cm utsettes for elektromagnetisk stråling med en frekvens på 2 GHz.

3. Blanding ifølge krav 2, karakterisert ved at den har en tetthet i området fra omkring 1,5 til omkring 3 g/cm<3> og oppviser en magnetisk tapstangent som er større enn 0,2 og en svekning som er større enn 2 dB/cm.

4. Blanding ifølge krav 2, karakterisert ved at absorbenten er et oksyd av et magnetisk metall og attenuatoren er et magnetisk metall eller en legering inneholdende i det minste ett magnetisk metall.

5. Blanding ifølge krav 4, karakterisert ved at det magnetiske metall er jern.

6. Blanding ifølge krav 5, karakterisert ved at absorbenten er Fe3C>4 med en maksimal partikkeldimensjon mindre enn 1 pm, og attenuatoren er karbonyljern med en gjennomsnittlig partikkelstørrelse større enn 1 pm.

7. Blanding ifølge krav 6, karakterisert ved at det nevnte Fe^ O^ har en maksimal partikkeldimensjon i området fra 0,01 til omkring 0,7 pm og karbonyljernet har en gjennomnsnittlig partikkelstør-relse i området fra omkring 2 til omkring 40 pm.

8. Blanding ifølge krav 7, karakterisert ved at den omfatter fra omkring 90 til omkring 15 vekt% av en dielektrisk syntetisk termoplast og fra omkring 10 til omkring 85 vekt% av kombinert absorbent og attenuator, hvor vektforholdet mellom absorbent og attenuator ligger fra omkring 90:10 til omkring 60:40.

9. Blanding ifølge krav 8, karakterisert ved at den syntetiske termoplast er en styren/butylakrylat-kopolymer.

10. Blanding ifølge krav 7, karakterisert ved at i det vesentlige alle partiklene av absorbenten og attenuatoren holdes adskilt med innbyrdes avstand av termoplastmaterialet.

11. Blanding ifølge krav 7, karakterisert ved at den utgjør basis for en væskeformig belegningsblanding.

12. Blanding ifølge krav 11, karakterisert ved at den nevnte belegningsblanding er en maling.