石墨基电磁屏蔽环保涂料制备及其性能研究

本文以水性丙烯酸树脂为基体，以石墨、炭黑为导电填料，采用高速分散的方法制备了石墨基电磁屏蔽环保涂料，分别探讨分散剂、导电填料、涂层厚度对该涂料导电性能的影响规律。结果表明：采用本方法制得的涂料附着性能优良，在30 MHz~18 GHz频率范围内屏蔽效能在30 dB以上，具有屏蔽电磁辐射的效果。

电磁屏蔽涂料是一种在高分子树脂材料中添加导电、导磁或导电–导磁填料，并涂覆于工程塑料、玻璃钢、木材、墙面、砖石等非金属材料表面，对电磁波进行屏蔽的功能性涂料，因其制备工艺简单、成本低、可在不规则形状上涂覆，电磁屏蔽涂料在屏蔽材料领域应用占比最高，占整个屏蔽材料的70%以上[1]。但是传统电磁屏蔽涂料以溶剂型为主，涂料的40%以上为有机溶剂，在使用过程中挥发出大量有机化合物(VOC)，对环境造成污染、对人类健康造成损害[2]。而水性电磁屏蔽涂料以水性胶黏剂作为基材， 以水作为分散介质[3]， 降低有机物含量， 对非金属部件提供有效电磁防护的同时， 满足环保要求。

石墨等碳系导电填料由于其具有耐环境性能优良、成本低等优势，近来成为水性电磁屏蔽涂料用导电填料的研究热点。本文则以水性丙烯酸树脂为水性胶黏剂，以石墨、炭黑为导电填料，制备石墨基电磁屏蔽环保涂料，并对影响该涂料导电性能及电磁屏蔽性能的因素进行分析，甄选在本实验条件下的最优配制方案。

2. 实验部分 2.1. 主要原材料及仪器 主要原材料：水性丙烯酸乳液BA-201，北京东联；片状石墨粉(200 目)、超导电炭黑(粒径15 nm)、分散剂、消泡剂，市售；蒸馏水，自制。

主要仪器：高速分散机，喷枪，数显鼓风干燥箱，宽带电阻表，测厚仪。

2.2. 涂料制备过程 2.2.1. 涂料配方 石墨基电磁屏蔽环保涂料配方见表1。

Table 1. Graphite-based electromagnetic shielding environmental protection coating formula 表1. 石墨基电磁屏蔽环保涂料配方 原材料 质量百分比/% 水性丙烯酸乳液 25~35 片状石墨粉 15~25 超导电炭黑 4~10 分散剂 0.5~1 消泡剂 0.05~0.15 蒸馏水 38~48