论文部分内容阅读
碳系复合涂料具有价格便宜、密度小、耐腐蚀性强、工艺简单、适用性好等优点,是备受关注的电磁防护材料。本论文采用共混法制备了纳米石墨微片(GNs)基导电复合涂料,研究了影响该复合涂料导电性和电磁屏蔽性能的因素,在此基础上提出了GNs基复合涂料的电磁屏蔽原理,文章最后探讨了GNs基复合涂料研究的发展方向。对复合涂料导电性的研究表明,填料特性、填料含量、填料表面处理、混料工艺、树脂、溶剂、涂层厚度和涂刷方式等对复合涂料的导电性均有影响。石墨粒度越小,径厚比越大,导电性越好;随着GNs含量的增加导电性提高,在30 wt%时达到较理想值,继续增加GNs含量,导电性增加缓慢,同时涂层的表观状态急剧下降;对GNs进行预处理很重要,以阳离子分散剂十二烷基三甲基氯化铵进行石墨表面改性的效果较好,能有效提高GNs在树脂基体中的分散性,从而提高复合涂料的导电性;混料工艺则以机械研磨辅以超声波分散效果最佳;成膜树脂对复合涂料的影响较大,以丙烯酸树脂与GNs的匹配性最好;溶剂对导电涂料的影响,主要在于它对成膜树脂的溶解力上,良溶剂有利于GNs在树脂中的分散,而良好的分散有利于提高复合体系的导电性;涂层导电性与厚度密切相关,当涂层厚度d≤80μm时,表面电阻率很大,随着厚度的增加表面电阻率下降很快;当d > 80μm时,表面电阻率的下降趋缓,在d = 400μm时,表面电阻率降至一较低水平;涂刷方式对导电性几乎无影响,但影响涂膜的表观状态。对复合涂料电磁屏蔽性能的研究表明,导电性、石墨形态、表面涂覆罩光漆、涂层结构设计对复合涂料的电磁屏蔽性能均有影响。复合涂料电磁屏蔽效能(SE)的变化与涂层导电性一致,表面电阻率越小,SE越大,因此,一切影响涂层导电性的因素均同样地影响涂层的电磁屏蔽性能;与膨胀石墨相比,具有特殊纳米结构的GNs能有效提高复合涂料的SE;涂层表面涂覆罩光漆会降低涂层的SE;通过结构设计可以提高涂层的SE,三明治结构涂层比普通涂层的屏蔽效果好。基于以上的研究,本文认为GNs基复合涂料在300 KHz～1.5GHz的电磁波屏蔽原理是:以反射损耗R为主,多次反射损耗B为辅,而吸收损耗A可以忽略。