基于交联均匀分散体系的民用频段电磁兼容功能塑料涂层的制备方法

摘要

本发明提供了一种基于交联均匀分散体系的民用频段电磁兼容功能塑料涂层的制备方法，将导电高分子材料与卤族盐在有机溶剂中超声振动分散，用带有双键的表面活性剂修饰无机铁磁（亚铁磁）亚微米晶须（亚微米颗粒）表面，然后将其加入到溶剂中充分分散，再加入粘合剂充分搅拌，涂覆在无纺布上，固化后即可。在涂层热成型过程中，表面活性剂的不饱和双键会与齐聚物类粘合剂形成交联，起到无机铁磁粉末与聚苯胺颗粒的均匀分散作用和更为牢靠的化学连接作用。本发明方法制得的涂层具有很好的电磁兼容效果。

说明书

技术领域

本发明涉及导电高分子材料领域，具体涉及基于交联均匀分散体系的民用频段电磁兼容功能塑料涂层的制备方法。

背景技术

上个世纪70年代，日本和美国科学家发现了高分子材料聚乙炔这种π健耦合分子链结构，掺杂碘盐之后，LOMO能级上的载流子浓度提高，材料具有导电的性质，其导电率从半导体水平一直可以提高到金属水平。 导电高分子材料学科分支就此诞生。主要分子结构包括聚乙炔类，聚噻吩类，聚吡啶类，以及聚苯胺类。  近二三十年来，导电高分子在介电损耗谱方面的特性引起了学术界广泛的关注。基于导电高分子的塑料封装材料必将在民用电器及其工业电磁绿色环保领域发挥其重要的作用，因此具有巨大的商业价值。其在民用领域（手机，微波炉，民用电台，ATM机，个人电脑，安防监控设备，以及工业设备等外壳封装材料）与功能陶瓷相比，导电高分材料以其在涂层低温成型加工性，抗弯折性（flexible）,涂层的易修补性(remediable)，封装涂层与其他材料的易衔接(compatible)性质等方面有其独特性质。 关于导电高分子的电磁屏蔽材料已经有许多发明专利特许公开 。本发明提出了一种带有不饱和双键表面活性剂修饰的铁磁铁晶须和亚铁磁的四氧化三铁亚微米的聚苯胺颗粒均匀分散体系的屏蔽塑料涂层。简而言之，无机铁磁（亚铁磁）亚微米晶须（亚微米颗粒）表面上修饰有带有双键的表面活性剂，在涂层热成型过程中，表面活性剂的不饱和双键会与齐聚物类粘合剂形成交联，起到无机铁磁粉末与聚苯胺颗粒的均匀分散作用和更为牢靠的化学连接作用。这种均匀分散体系的制备方法国内外文献没有这方面的公开报道。 

发明内容

本发明公开了一种带有不饱和双键表面活性剂修饰的铁磁铁晶须和亚铁磁的四氧化三铁亚微米的聚苯胺颗粒均匀分散体系的屏蔽塑料涂层的制备方法。 在涂层热成型过程中，表面活性剂的不饱和双键会与齐聚物类粘合剂形成交联，起到无机铁磁粉末与聚苯胺颗粒的均匀分散作用和更为牢靠的化学连接作用，得到的涂层具有很好的电磁兼容效果。

本发明的技术方案如下：

基于交联均匀分散体系的民用频段电磁兼容功能塑料涂层的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

（1）将导电高分子材料与卤族盐加入到有机溶剂中进行超声振动分散，得到悬浮液1号，其中卤族盐与导电高分子材料的质量比为（5-10）：100 ；

   （2）利用水热法分别制备表面活性剂包覆的直径亚微米铁晶须和四氧化三铁颗粒两种磁损耗材料； 

   （3）将步骤（2）制备的两种磁损耗材料加到1号悬浮液中超声分散得到悬浮液4号，其中磁损耗材料与导电高分子材料的质量比为2-5%；

  （4）再将齐聚物粘合剂加入4号悬浮液，超声分散得到悬浮液5号，粘合剂与导电高分子材料的质量比为：（6-10）：100；

  （5）将5号悬浮液放入恒温箱里，在鼓风模式下，在低于25℃的温度下挥发出部分溶剂，操作的时候保持超声分散，得到粘稠液6号；

  （6）将6号粘稠液移到无纺布上，再移至烘箱中在75-95℃下固化，形成电磁兼容功能塑料涂层。

    所述的电磁兼容功能塑料涂层的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的有机溶剂选自吐仑试剂，乙苯试剂，邻甲苯酚中的一种；所述的导电高分子材料选自聚乙炔、聚苯胺或聚吡咯中的一种；所述的表面活性剂选12到18个碳的带有双键的阴离子表面活性剂；所述的卤族盐为碘盐；所述的齐聚物粘合剂选自普通商业用的低分子量齐聚物。

    所述的电磁兼容功能塑料涂层的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的水热法采用SCI科学引文文献上的成熟文献中提供的工艺路线参考合成的。 

本发明的有益效果： 

在工艺上采用了不饱和表面活性剂修饰的FeOOH铁磁晶须/亚铁磁的聚丙烯为外壳层的四氧化三铁（Fe₃O₄）亚微米颗粒为磁损耗材料。不饱和表面活性剂提高了高分子颗粒/粘合剂（环氧类齐聚物）与无机铁磁颗粒的亲和性，从起到获得均匀分散体系的作用。同时无机颗粒外面修饰的表面活性剂的双键会与粘合剂在固化过程中交联从而形成化学键提高了有机物质与无机物质之间的连接能力。本发明的电磁兼容功能塑料涂层可以用于手机，民用电台，ATM机，个人电脑，安防监控设备等类似电器产品，以及工业设备等外壳封装材料。

具体实施方式

    聚苯胺颗粒/铁磁颗粒的屏蔽塑料涂层的制备方法，具体操作如下：

1、将碘盐和本征态的聚苯胺颗粒加入到乙苯中超声振动分散，得到悬浮液1号，其中碘盐与聚苯胺颗粒的质量比（5-10）：100； 

2、利用水热法分别制备亚油酸包覆的直径亚微米铁晶须和四氧化三铁颗粒两种磁损耗材料；

3、将步骤（2）制得的磁损耗材料加到1号悬浮液中超声分散，得到悬浮液4号，其中磁损耗材料与聚苯胺颗粒的质量比为（2-5）：100；

4、再将丙烯晴齐聚物粘合剂加入4号悬浮液，超声分散得到悬浮液5号，利用恒温箱的鼓风模式下，在低于20℃移走部分溶剂（操作的时候保持超声分散, 避免温度过高提前引发聚合），得到粘流液6号，环氧类齐聚物粘合剂与聚苯胺颗粒的质量比为（6-10）：100；

5、 将6号液体移到无纺布上，再移至烘箱中在75-95°C引发粘合剂聚合（固化），形成功能涂层。

对上述方法制备的导电高分子电磁兼容涂层的表征：

    以上面实例制备的碘掺杂聚苯胺/油酸修饰的FeOOH晶须/四氧化三铁亚微米涂层为例。经过测量对米波/分米波的透过幅频系统响应平均达到-30dB. 达到了国际IEEE协会对工业产品的电磁屏蔽要求。

以上面实例说明：在工艺上采用了不饱和表面活性剂修饰的FeOOH铁磁晶须/亚铁磁的聚丙烯为外壳的四氧化三铁亚微米颗粒为磁损耗材料。不饱和表面活性剂提高了高分子颗粒/粘合剂（环氧类齐聚物）与无机铁磁颗粒的亲和性，从起到获得均匀分散体系的作用。同时无机颗粒外面修饰的表面活性剂的双键会与粘合剂在固化过程中交联从而形成化学键提高了有机物质与无机物质之间的连接能力。以上制备方法的创新特色在于适用于鸡尾酒式的吸波涂层的制备的均匀分散体系的制备。以上实例为基础添加其它极性分子(比如息富碱类分子，有机带有SCN官能团类的分子),本发明对以上有机分子的添加也有兼容性。

高分子颗粒还可选用聚吡咯等。工艺稍微修改以上有机分子的添加和导电高分子的本体颗粒的更换均落在本发明的特色工艺路线保护范围内。