一种功能涂料、功能涂层及其制备方法、应用
阅读说明：本技术 一种功能涂料、功能涂层及其制备方法、应用 (Functional coating, and preparation method and application thereof ) 是由 邓华 张学忠 傅强 赵国杰 于 2021-08-10 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种功能涂料、功能涂层及其制备方法、应用。该功能涂料中包含核壳结构；其中,所述核壳结构的内核为微米级聚合物,所述核壳结构的外壳为功能化填料；所述外壳的厚度为50～200nm。本发明的聚合物材料表面和功能涂层之间界面作用强,涂层的机械、化学稳定性强,且能大幅度降低因涂层原料中加入了聚合物对功能性带来的不利影响,功能涂层中填料的含量最高可达到90wt％。(The invention discloses a functional coating, and a preparation method and application thereof. The functional coating comprises a core-shell structure; the core of the core-shell structure is a micron-sized polymer, and the shell of the core-shell structure is a functionalized filler; the thickness of the shell is 50-200 nm. The polymer material surface and the functional coating have strong interface action, the mechanical and chemical stability of the coating is strong, the adverse effect on functionality caused by adding the polymer in the coating raw material can be greatly reduced, and the filler content in the functional coating can reach 90 wt% at most.)
技术领域
本发明涉及一种功能涂料、功能涂层及其制备方法、应用。
背景技术
将功能化填料或含有功能化纳米填料的高分子复合材料涂覆于基体，例如纤维、织物、薄膜、无纺布和泡沫材料的表面，形成功能涂层，可以制备得到具有功能性的材料。功能涂层可以用来改变基体的表面性质，例如粘附性、润湿性、耐腐蚀性或耐磨性等。在其他情况下，比如在半导体器件制造(其中基体是晶片)中，涂层可以增加全新的性能(例如磁响应性或电导率)，还可以组成成品的基本部分，在柔性应变传感器、超级电容器、电磁屏蔽和导热传热等方面都展现了广泛的应用前景。
在制备功能涂层时，如果只是将功能化的纳米填料涂覆在基体的表面，往往会面临着聚合物基体和功能化填料之间界面作用差、涂层粘附性不佳、机械稳定性差、耐候性能差等问题，在阳光紫外线的作用下，必然会出现老化现象，同时因涂层较薄就更难以耐久。传统的改进方法是将聚合物与功能化填料进行复合之后制备功能涂层，再将其涂覆在聚合物基体的表面，但这种方式只能在一定程度上改善涂层和聚合物基体之间的界面作用以及涂层的机械和化学稳定性，并且由于涂层中的聚合物包裹了功能化填料，不可避免的导致功能性减弱。此外由于无机填料的刚性，涂层的稳定性会随着填料含量的增大而降低，故采用此种方法制备得到的涂层很难兼具高稳定性和高含量的无机填料下。因此，如何在高含量的无机填料下，维持涂层的稳定性仍然是本领域内难以克服的障碍。
发明内容
本发明为了解决现有技术中在聚合物材料表面制备功能涂层时，涂层中原料聚合物包裹了功能化填料，而导致涂层功能性减弱，机械、化学稳定性不足，以及涂层稳定性与高含量无机填料无法兼具等缺陷，而提供了一种功能涂料、功能涂层及其制备方法、应用。本发明的聚合物材料表面和功能涂层之间界面作用强，涂层的机械、化学稳定性强，且能大幅度降低因涂层原料中加入了聚合物对功能性带来的不利影响，功能涂层中填料的含量最高可达到90wt％。
本发明通过以下技术方案解决上述技术问题。
本发明提供了一种功能涂料，所述功能涂料中包含核壳结构；
其中，所述核壳结构的内核为微米级聚合物，所述核壳结构的外壳为功能化填料；所述外壳的厚度为50～200nm。
本发明中，所述核壳结构可为球状、纤维状或树枝状。其中所述核壳结构为树枝状时，其长径比较佳地为40～50。
本发明中，所述核壳结构的比表面积为2500～20000m2/g，例如为2500～4000m2/g。
本发明中，所述聚合物可为本领域常规用于基体聚合物表面改性的聚合物，所述聚合物为聚氨酯类、聚烯烃类、聚苯乙烯、环氧树脂类、聚丙烯氰、聚己内酰胺、聚偏氟乙烯、芳纶纤维、聚乙烯醇、聚碳酸酯、纳米纤维素、醋酸纤维和聚甲基丙烯酸甲酯的一种或多种，例如为聚氨酯、聚苯乙烯、芳纶或环氧树脂。
本发明中，所述聚合物的粒径较佳地为5～500μm，例如为100～200μm。
本发明中，所述功能化填料可为本领域常规的功能化填料，一般为无机填料，较佳地为导电填料、导热填料、磁性填料和介电填料的一种或多种，更佳地为碳填料、金属填料、金属氧化物填料或过渡金属碳/氮化物填料，例如为碳纳米管、石墨烯、MXene(Ti3SiC2)、二氧化硅、四氧化三铁、二氧化锰、镍、钛酸钡、氮化硼或炭黑。
本发明中，较佳地，所述外壳的厚度为100～200nm。
本发明中，所述功能涂料一般以悬浮液的形式存在，所述悬浮液中，还包含溶剂。较佳地，所述溶剂为所述聚合物的良溶剂和不良溶剂的混合溶剂，所述核壳结构分散于所述混合溶剂中。
其中，所述良溶剂一般是指所述聚合物易溶或可溶于所述良溶剂中；所述不良溶剂一般是指所述聚合物微溶或难溶于所述不良溶剂中。
较佳地，所述良溶剂为N,N’-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、四氢呋喃和丙酮的一种或多种。
较佳地，所述不良溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇和乙二醇的一种或多种。
较佳地，所述良溶剂和所述不良溶剂的体积比为1:1～1:10，例如为1:4。
本发明中，较佳地，所述功能涂料中，所述聚合物的浓度为0.05～4g/L，例如为0.2g/L或1g/L。
本发明中，较佳地，所述功能化填料占“所述聚合物和所述功能化填料”的质量百分比为5～90％，更佳地为60～80％，例如为10％、20％、30％、40％、50％或70％。
本发明提供了一种如前所述的功能涂料的制备方法，其步骤包括：
将含有所述微米级聚合物的胶束溶液与所述功能化填料混合，即可。
本发明中，较佳地，所述含有所述微米级聚合物的胶束溶液可通过湍流剪切和溶剂-不良溶剂诱导相分离方法制得。所述湍流剪切一般是指流体作湍流运动时所产生的剪切应力。所述溶剂-不良溶剂诱导相分离一般是指根据溶解度原理，先将物质溶解于某一良溶剂，然后加不良溶剂将该物质以结晶或包覆在其他物质表面等形式析出的一种方法；其中良溶剂和不良溶剂都是对所要溶解的物质而言的。
所述含有所述微米级聚合物的胶束溶液更佳地通过下述任意一种方式制得：
方式I：将含有所述聚合物的溶液滴加入所述聚合物的不良溶剂中，混合即可；
方式II：将所述聚合物的不良溶剂滴加入含有所述聚合物的溶液中，混合即可。
方式I中，所述聚合物的溶液的滴加速度较佳地为3～10mL/min，例如为5mL/min。
方式I中，所述滴加的过程中，所述不良溶剂的搅拌转速较佳地为13000～20000rpm。
方式II中，所述不良溶剂的滴加速度较佳地为3～10mL/min，例如为5mL/min。
方式II中，所述滴加的过程中，含有所述聚合物的溶液的搅拌转速较佳地为13000～20000rpm。
方式I或方式II中，当搅拌转速为13000～16000rpm时，所述核壳结构为球状和/或纤维状；当搅拌转速为16000～20000rpm时，所述核壳结构为树枝状。
方式I或方式II中，所述聚合物溶液中使用的溶剂为本领域常规的所述聚合物的良溶剂，所述良溶剂的种类及用量优选实施方式如前所述。
方式I或方式II中，所述不良溶剂的种类和用量优选实施方式如前所述。
本发明中，较佳地，所述功能化填料为经超声处理后的填料。更佳地，所述功能化填料为未经改性剂进行表面改性的填料。
本发明中，较佳地，所述混合的搅拌速度为300～600rpm，例如为400rpm。
本发明中，较佳地，所述混合的搅拌时间为10～60min。
本发明还提供了一种功能涂料，其由如前所述的功能涂料的制备方法制备得到。
本发明还提供了一种如前所述的功能涂料作为涂层材料在聚合物表面改性中的应用。
本发明还提供了一种功能涂层的制备方法，其步骤包括：
将如前所述的功能涂料涂覆在基体表面，其中每平方米基体表面的所述功能涂料的用量为15～20g/m2。
本发明中，较佳地，所述功能涂层在所述基体表面的厚度为1μm以上，例如为1～2μm。
本发明中，较佳地，所述涂覆一般为旋涂涂覆、滴涂涂覆、浸渍涂覆、喷涂涂覆、3D打印涂覆或滚筒涂覆。
较佳地，所述涂覆的次数为3～18次。
本发明中，较佳地，所述基体为纤维、薄膜、无纺布、织物、泡沫或海绵，所述功能涂料具备广泛的适用性。
本发明还提供了一种功能涂层，其由如前所述的功能涂层的制备方法制备得到。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于：
(1)将本发明的功能涂料应用于基体聚合物表面形成功能涂层时，聚合物表面和功能涂层之间界面作用强，涂层的机械、化学稳定性强，环境稳定性高，具有多功能性，且避免了由于聚合物包裹功能性填料而导致的功能性降低，提升了功能涂层的性能。
(2)功能涂层中填料的含量最高可达到90wt％，能够形成稳定且致密的填料网络。
(3)此外，本发明功能涂料和功能涂层的制备方法工艺简单，可通过调节聚合物溶液的浓度以及搅拌的转数就可以实现对聚合物胶束形貌和结构的精确调节。
(4)本发明一优选实施方式中，其中当碳纳米管含量为60wt％时，改性后的海绵材料的电导率提高到了35倍，电磁屏蔽性能提高105％，经过水洗或酸碱处理之后电磁屏蔽性能依然保留近96％，展现了良好的环境稳定性。
附图说明
图1为实施例1的微米级聚合物胶束的偏光显微镜图。
图2为实施例1的微米级功能化聚合物胶束的扫描电镜图，其中，1为微米级功能化聚合物胶束，2为碳纳米管。
图3为实施例1的泡沫基体和功能涂层的扫描电镜图，其中1为微米级功能化聚合物胶束，2为泡沫基体。
图4为实施例1、5、11和16的功能涂层的电导率图。
图5为实施例1、5、11和16的功能涂层的电磁屏蔽效能图。
图6为对比例1的涂层、对比例2～5和实施例1的功能涂层的电磁屏蔽效能图。
图7为对比例2～5和实施例1经酸或碱处理后的功能涂层的电磁屏蔽效能图。
图8为对比例1的涂层、对比例2～5和实施例1的功能涂层经剥离10次之后的电磁屏蔽效能图。
图9为实施例2的功能涂层的扫描电镜图，其中，1为织物基体，2为微米级功能化聚合物胶束。
图10为实施例4的功能涂层的扫描电镜图。
图11为实施例4的功能涂层的透过、反射和吸收系数图。
图12为实施例5中涂层次数对聚合物基体电磁屏蔽效能的影响。
图13为实施例6中碳纳米管的用量对聚合物基体导电性的影响。
图14为实施例17中在低剪切速度下生成的微米级聚合物胶束的偏光显微镜图。
图15为实施例17的功能涂层的电磁屏蔽效率图。
图16为实施例18的功能涂层的电磁屏蔽效率图。
图17为实施例1，17，18的微米级聚合物胶束的长度图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
下列实施例中，各参数的变化如下表1所示。
表1实施例1～18各参数变化
实施例1
(1)将0.05g聚氨酯溶解于50mL的N,N’-二甲基甲酰胺中，得到聚氨酯溶液，将聚氨酯溶液以5mL/min的速度滴加入搅拌转数为20000rpm的200mL异丙醇中，通过湍流剪切和溶剂-不良溶剂诱导相分离形成微米级聚氨酯胶束悬浮液。
(2)将微米级聚氨酯胶束悬浮液与0.075g超声处理后的碳纳米管填料进行溶液共混，搅拌速度为400rpm，搅拌时间为10min，得到高填料含量的微米级功能化聚氨酯胶束悬浮液(功能涂料)。
(3)将高填料含量的微米级功能化聚氨酯胶束悬浮液滴涂在泡沫基体的表面6～8次，形成功能涂层，其中每平方米基体表面的功能涂料的用量为15g/m2。
图1为实施例1的微米级聚合物胶束(步骤1的产物)的偏光显微镜图，从图1中可以看出，聚合物胶束呈现一种类似于“树枝”的多重的支化结构，这些微米级聚合物胶束具备高的长径比(40～50)和大的比表面积。这是由于聚合物的液滴在具有一定粘度的不良溶剂中发生溶剂流出和不良溶剂流入，两者在湍流应力的剪切作用下被任意拉伸，从而平衡沉淀出树枝状的聚合物胶束。
图2为实施例1的微米级功能化聚合物胶束(步骤2的产物)的扫描电镜图，从图2中可以看出，碳纳米管作为“外壳”，包裹在微米级功能化聚合物胶束“内核”表面，形成了高长径比的“核壳结构”，其中“外壳”的厚度约为100～200nm。这是由于聚合物胶束中残留的溶液使得聚合物胶束长时间处于一种微溶胀的状态，功能化填料更容易嵌入到聚合物胶束的表层，形成了一层连续且致密的填料网络。
图3为实施例1的泡沫基体和功能涂层(步骤3的产物)的扫描电镜图，从图3中可以看出，功能涂层在多孔泡沫基体表面形成了一层致密连续的网络，功能涂层的厚度约为1～2μm。这表明了制备得到的微米级功能化聚合物胶束具备良好的粘附性，从而增加了填料和基体之间的界面相互作用，提升了功能涂层的机械和化学稳定性。
由从图4可知，经过微米级功能化聚合物胶束改性之后的泡沫基体材料具备很高的电导率(实施例1、5、11、16产品的电导率分别为2.01S/cm、1.87S/cm、2.23S/cm、1.79S/cm)。这是由于聚合物胶束作为一个中间层可以连接外层的功能化填料和内部的基体，在改善填料和基体之间界面相互作用的同时，并不会对填料表面进行包裹，因此并不会导致填料的功能性降低。
由从图5可知，经过微米级功能化聚合物胶束改性之后的泡沫基体材料具备很高的电磁屏蔽效能(实施例1、5、11、16产品电磁屏蔽效应分别为40.1dB、39.2dB、37.6dB、38.6dB)。图5中，电磁屏蔽效应的测试频率为8.2～12.4GHz。
对比例1
(1)将0.05g聚氨酯溶解于50mL的N,N’-二甲基甲酰胺中，得到聚氨酯溶液，将聚氨酯溶液以5mL/min的速度滴加入搅拌转数为20000rpm的200mL异丙醇中，通过湍流剪切和溶剂-不良溶剂诱导相分离形成微米级聚合物胶束溶液(涂料)。
(2)将纯的聚氨酯胶束悬浮液滴涂在泡沫基体的表面6～8次，形成涂层，其中每平方米基体表面的涂料的用量为10g/m2。
对比例2
将0.075g超声处理后的碳纳米管填料与0.675g的十二烷基苯磺酸钠(SDBS)溶液共混，搅拌速度为400rpm，搅拌时间为10min，得到高填料含量的改性碳纳米管悬浮液(功能涂料)。
将高填料含量的改性碳纳米管悬浮液滴涂在泡沫基体的表面6～8次，形成功能涂层，其中每平方米基体表面的功能涂料的用量为15g/m2。
对比例3
相比于对比例2，将十二烷基苯磺酸钠(SDBS)替换为硅烷偶联剂KH550溶液，其余操作和条件均与对比例2相同。
对比例4
相比于对比例2，将十二烷基苯磺酸钠(SDBS)替换为十六烷基溴化铵(CTBA)溶液，其余操作和条件均与对比例2相同。
对比例5
相比于对比例2，将十二烷基苯磺酸钠(SDBS)替换为聚多巴胺(PDA)溶液，其余操作和条件均与对比例2相同。
由图6可知，对比其他表面活性剂处理之后的泡沫基体材料，实施例1的泡沫基体材料的导电性能的大幅度提升，具备更高电磁屏蔽效能。
由图7可知，对比其他表面活性剂处理之后的泡沫基体材料，实施例1的泡沫基体材料具备更佳的耐化学稳定性，当其经过酸或碱处理之后电磁屏蔽效能依然保持在97％以上(其中酸处理或碱处理为将实施例或对比例产品浸没到酸溶液或碱溶液中1小时。其中，酸溶液为pH值＝1盐酸溶液，碱溶液为pH值＝13的氢氧化钠溶液)。图7对应的电磁屏蔽效应的测试频率为8.2～12.4GHz。结果如下表2所示。
表2实施例1和对比例2～5的酸处理和碱处理后的电磁屏蔽效能对比
实施例1
对比例2
对比例3
对比例4
对比例5
原始
40.1
16.7
16.9
26.8
16.2
酸处理
39.6
1.8
1.6
2.5
1.7
碱处理
39.8
1.7
1.8
2.6
1.6
由图8可知，对比其他表面活性剂处理之后的泡沫基体材料，实施例1的泡沫基体材料具备更佳的机械稳定性，当其经过胶带反复的剥离10次之后，电磁屏蔽效能依然高达36.1dB。图8对应的电磁屏蔽效应的测试频率为8.2～12.4GHz。
实施例2
(1)将0.05g聚苯乙烯溶解于50mL四氢呋喃中，得到聚苯乙烯溶液，将聚苯乙烯溶液以5mL/min的速度滴加入搅拌转数为20000rpm的200mL异丙醇中，通过湍流剪切和溶剂-不良溶剂诱导相分离形成微米级聚苯乙烯胶束悬浮液。
(2)将微米级聚苯乙烯胶束悬浮液与0.075g超声处理后的金属镍填料进行溶液共混，搅拌速度为400rpm，搅拌时间为10min，得到高填料含量的微米级功能化聚苯乙烯胶束悬浮液(功能涂料)。
(3)将高填料含量的微米级功能化聚苯乙烯胶束悬浮液滴涂在织物基体的表面3～18次，形成功能涂层，其中每平方米基体表面的功能涂料的用量为15g/m2。
从图9的功能涂层的扫描电镜图中，功能涂层在织物基体表面形成了一层致密连续的网络。其中，功能化填料在最表层，聚合物分布在功能化填料和基体材料之间。表明了制备的微米级功能化聚苯乙烯胶束具备良好的粘附性，从而增加了金属填料和织物之间的界面相互作用，提升了功能涂层的机械和化学稳定性。
实施例3
(1)将0.05g芳纶纤维溶解于50mL二甲基亚砜中，得到芳纶纤维溶液，将芳纶纤维溶液以5mL/min的速度滴加入搅拌转数为20000rpm的200mL异丙醇中，通过湍流剪切和溶剂-不良溶剂诱导相分离形成微米级芳纶纤维胶束悬浮液。
(2)将微米级芳纶纤维胶束悬浮液与0.075g超声处理后的MXene填料进行溶液共混，搅拌速度为400rpm，搅拌时间为10min，得到高填料含量的微米级功能化芳纶纤维胶束悬浮液(功能涂料)。
(3)将高填料含量的微米级功能化芳纶纤维胶束悬浮液滴涂在薄膜基体的表面3～18次，形成功能涂层，其中每平方米基体表面的功能涂料的用量为15g/m2。
MXene填料在最表层，聚合物分布在功能化填料和基体材料之间，在基体表面形成了一种界面作用强、粘附性强、填料含量高、稳定致密的功能涂层。这种方法不仅增强了填料和基体之间的界面相互作用、改善了涂层的机械和化学稳定性，同时也便于大规模工业化的制备高填料含量的涂层材料。
实施例4
(1)将0.05g环氧树脂溶解于50mL的丙酮中，得到环氧树脂溶液，将环氧树脂溶液以5mL/min的速度滴加入搅拌转数为20000rpm的200mL异丙醇中，通过湍流剪切和溶剂-不良溶剂诱导相分离形成微米级环氧树脂胶束悬浮液。
(2)将微米级环氧胶束悬浮液与0.075g超声处理后的Fe3O4填料进行溶液共混，搅拌速度为400rpm，搅拌时间为10min，得到高填料含量的微米级功能化环氧树脂胶束悬浮液(功能涂料)。
(3)将高填料含量的微米级功能化环氧树脂胶束悬浮液滴涂在纤维基体的表面3～18次，形成功能涂层，其中每平方米基体表面的功能涂料的用量为15g/m2。
从图10中，金属氧化物(Fe3O4)在纤维的表面形成了连续且致密的涂层，其涂层厚度约为1μm，这显著提升了材料的磁导率，增强了材料对电磁波的吸收能力。如图11所示，吸收占比约为0.9。
实施例5
(1)将0.05g芳纶纤维溶解于50mL的二甲基亚砜中，得到芳纶纤维溶液，将芳纶纤维溶液以5mL/min的速度滴加入搅拌转数为20000rpm的200mL异丙醇中，通过湍流剪切和溶剂-不良溶剂诱导相分离形成微米级芳纶纤维胶束悬浮液。
(2)将微米级芳纶纤维胶束悬浮液与0.075g超声处理后的金属镍填料进行溶液共混，搅拌速度为400rpm，搅拌时间为10min，得到高填料含量的微米级功能化芳纶纤维胶束悬浮液(功能涂料)。
(3)将高填料含量的微米级功能化芳纶纤维胶束悬浮液旋涂在泡沫基体的表面3～18次，形成功能涂层，其中每平方米基体表面的功能涂料的用量为15g/m2。
从图12中可知，开始时随着涂层次数的增加，泡沫的电磁屏蔽效能得到大幅度提升，当涂覆5次时，整个泡沫的电磁屏蔽效能超过100dB。继续增加涂覆次数，泡沫的电磁屏蔽效能提升较小，接近材料的极限。具体数据如表3所示。
表3实施例5中涂层次数对聚合物基体电磁屏蔽效能的影响
实施例6
(1)将0.05g环氧树脂溶解于50mL的丙酮中，得到环氧树脂溶液，将环氧树脂溶液以5mL/min的速度滴加入搅拌转数为20000rpm的200mL异丙醇中，通过湍流剪切和溶剂-不良溶剂诱导相分离形成微米级环氧树脂胶束悬浮液。
(2)将微米级环氧树脂胶束悬浮液与0.075g超声处理后的碳纳米管填料进行溶液共混，搅拌速度为400rpm，搅拌时间为10min，得到高填料含量的微米级功能化环氧树脂胶束悬浮液(功能涂料)。
(3)将高填料含量的微米级功能化环氧树脂胶束悬浮液旋涂在织物基体的表面3～18次，形成功能涂层，其中每平方米基体表面的功能涂料的用量为15g/m2。
如图13，随着碳纳米管占聚合物和碳纳米管的总质量的质量百分比的增加，织物电导率明显提升，当碳纳米管含量达到60wt％时，织物电导率达到最大约为10S/cm，继续增大碳纳米管含量，碳纳米管和织物基体之间的界面作用下降，电导率反而下降。具体数据如表4所示。
表4实施例6中碳纳米管的用量对聚合物基体导电性的影响
实施例7
(1)将0.05g聚氨酯溶解于50mL的N,N’-二甲基甲酰胺中，得到聚氨酯溶液，将聚氨酯溶液以5mL/min的速度滴加入搅拌转数为20000rpm的200mL异丙醇中，通过湍流剪切和溶剂-不良溶剂诱导相分离形成微米级聚氨酯胶束悬浮液。
(2)将微米级聚氨酯胶束悬浮液与0.075g超声处理后的Fe3O4填料进行溶液共混，搅拌速度为400rpm，搅拌时间为10min，得到高填料含量的微米级功能化聚氨酯胶束悬浮液(功能涂料)。
(3)将高填料含量的微米级功能化聚氨酯胶束悬浮液旋涂在薄膜基体的表面3～18次，形成功能涂层，其中每平方米基体表面的功能涂料的用量为15g/m2。
实施例8
(1)将0.05g聚苯乙烯溶解于50mL的四氢呋喃，得到聚苯乙烯溶液，将聚苯乙烯溶液以5mL/min的速度滴加入搅拌转数为20000rpm的200mL异丙醇中，通过湍流剪切和溶剂-不良溶剂诱导相分离形成微米级聚苯乙烯胶束悬浮液。
(2)将微米级聚苯乙烯胶束悬浮液与0.075g超声处理后的MXene填料进行溶液共混，搅拌速度为400rpm，搅拌时间为10min，得到高填料含量的微米级功能化聚苯乙烯胶束悬浮液(功能涂料)。
(3)将高填料含量的微米级功能化聚苯乙烯胶束悬浮液旋涂在纤维基体的表面3～18次，形成功能涂层，其中每平方米基体表面的功能涂料的用量为15g/m2。
实施例9
(1)将0.05g环氧树脂溶解于50mL的丙酮中，得到环氧树脂溶液，将环氧树脂溶液以5mL/min的速度滴加入搅拌转数为20000rpm的200mL异丙醇中，通过湍流剪切和溶剂-不良溶剂诱导相分离形成微米级环氧树脂胶束悬浮液。
(2)将微米级环氧树脂胶束悬浮液与0.075g超声处理后的MXene填料进行溶液共混，搅拌速度为400rpm，搅拌时间为10min，得到高填料含量的微米级功能化环氧树脂胶束悬浮液(功能涂料)。
(3)将泡沫基体浸渍于高填料含量的微米级功能化环氧树脂胶束悬浮液中3～18次，形成功能涂层，其中每平方米基体表面的功能涂料的用量为15g/m2。
实施例10
(1)将0.05g芳纶纤维溶解于50mL的二甲基亚砜中，得到芳纶纤维溶液，将芳纶纤维溶液以5mL/min的速度滴加入搅拌转数为20000rpm的200mL异丙醇中，通过湍流剪切和溶剂-不良溶剂诱导相分离形成微米级芳纶纤维胶束悬浮液。
(2)将微米级芳纶纤维胶束悬浮液与0.075g超声处理后的Fe3O4填料进行溶液共混，搅拌速度为400rpm，搅拌时间为10min，得到高填料含量的微米级功能化芳纶纤维胶束悬浮液(功能涂料)。
(3)将织物基体浸渍于高填料含量的微米级功能化芳纶纤维胶束悬浮液中3～18次，形成功能涂层，其中每平方米基体表面的功能涂料的用量为15g/m2。
实施例11
(1)将0.05g聚苯乙烯溶解于50mL的四氢呋喃，得到聚苯乙烯溶液，将聚苯乙烯溶液以5mL/min的速度滴加入搅拌转数为20000rpm的200mL异丙醇中，通过湍流剪切和溶剂-不良溶剂诱导相分离形成微米级聚苯乙烯胶束悬浮液。
(2)将微米级聚苯乙烯纤维胶束悬浮液与0.075g超声处理后的碳纳米管填料进行溶液共混，搅拌速度为400rpm，搅拌时间为10min，得到高填料含量的微米级功能化聚苯乙烯悬浮液(功能涂料)。
(3)将薄膜基体浸渍于高填料含量的微米级功能化聚苯乙烯胶束悬浮液中3～18次，形成功能涂层，其中每平方米基体表面的功能涂料的用量为15g/m2。
实施例12
(1)将0.05g聚氨酯溶解于50mL的N,N’-二甲基甲酰胺中，得到聚氨酯溶液，将聚氨酯溶液以5mL/min的速度滴加入搅拌转数为20000rpm的200mL异丙醇中，通过湍流剪切和溶剂-不良溶剂诱导相分离形成微米级聚氨酯胶束悬浮液。
(2)将微米级聚氨酯纤维胶束悬浮液与0.075g超声处理后的金属镍填料进行溶液共混，搅拌速度为400rpm，搅拌时间为10min，得到高填料含量的微米级功能化聚氨酯悬浮液(功能涂料)。
(3)将纤维基体浸渍于高填料含量的微米级功能化聚氨酯胶束悬浮液中3～18次，形成功能涂层，其中每平方米基体表面的功能涂料的用量为15g/m2。
实施例13
(1)将0.05g聚苯乙烯溶解于50mL的四氢呋喃，得到聚苯乙烯溶液，将聚苯乙烯溶液以5mL/min的速度滴加入搅拌转数为20000rpm的200mL异丙醇中，通过湍流剪切和溶剂-不良溶剂诱导相分离形成微米级聚苯乙烯胶束悬浮液。
(2)将微米级聚苯乙烯胶束悬浮液与0.075g超声处理后的Fe3O4填料进行溶液共混，搅拌速度为400rpm，搅拌时间为10min，得到高填料含量的微米级功能化聚苯乙烯胶束悬浮液(功能涂料)。
(3)将高填料含量的微米级功能化聚苯乙烯胶束悬浮液喷涂在泡沫基体表面3～18次，形成功能涂层，其中每平方米基体表面的功能涂料的用量为15g/m2。
实施例14
(1)将0.05g聚氨酯溶解于50mL的N,N’-二甲基甲酰胺中，得到聚氨酯溶液，将聚氨酯溶液以5mL/min的速度滴加入搅拌转数为20000rpm的200mL异丙醇中，通过湍流剪切和溶剂-不良溶剂诱导相分离形成微米级聚氨酯胶束悬浮液。
(2)将微米级聚氨酯胶束悬浮液与0.075g超声处理后的MXene填料进行溶液共混，搅拌速度为400rpm，搅拌时间为10min，得到高填料含量的微米级功能化聚氨酯胶束悬浮液(功能涂料)。
(3)将高填料含量的微米级功能化聚氨酯胶束悬浮液喷涂在织物基体表面3～18次，形成功能涂层，其中每平方米基体表面的功能涂料的用量为15g/m2。
实施例15
(1)将0.05g环氧树脂溶解于50mL的丙酮中，得到环氧树脂溶液，将环氧树脂溶液以5mL/min的速度滴加入搅拌转数为20000rpm的200mL异丙醇中，通过湍流剪切和溶剂-不良溶剂诱导相分离形成微米级环氧树脂胶束悬浮液。
(2)将微米级环氧树脂胶束悬浮液与0.075g超声处理后的金属镍填料进行溶液共混，搅拌速度为400rpm，搅拌时间为10min，得到高填料含量的微米级功能化环氧树脂胶束悬浮液(功能涂料)。
(3)将高填料含量的微米级功能化环氧树脂胶束悬浮液喷涂在薄膜基体表面3～18次，形成功能涂层，其中每平方米基体表面的功能涂料的用量为15g/m2。
实施例16
(1)将0.05g芳纶纤维溶解于50mL的二甲基亚砜中，得到芳纶纤维溶液，将芳纶纤维溶液以5mL/min的速度滴加入搅拌转数为20000rpm的200mL异丙醇中，通过湍流剪切和溶剂-不良溶剂诱导相分离形成微米级芳纶纤维胶束悬浮液。
(2)将微米级芳纶纤维胶束悬浮液与0.075g超声处理后的碳纳米管填料进行溶液共混，搅拌速度为400rpm，搅拌时间为10min，得到高填料含量的微米级功能化芳纶纤维胶束悬浮液(功能涂料)。
(3)将高填料含量的微米级功能化芳纶纤维胶束悬浮液喷涂在纤维基体表面3～18次，形成功能涂层，其中每平方米基体表面的功能涂料的用量为15g/m2。
实施例17
(1)将0.05g聚氨酯溶解于50mL的N,N’-二甲基甲酰胺中，得到聚氨酯溶液，将聚氨酯溶液以5mL/min的速度滴加入搅拌转数为13000rpm的200mL异丙醇中，通过湍流剪切和溶剂-不良溶剂诱导相分离形成微米级聚氨酯胶束悬浮液。
(2)将微米级聚氨酯胶束悬浮液与0.075g超声处理后的碳纳米管填料进行溶液共混，搅拌速度为400rpm，搅拌时间为10min，得到高填料含量的微米级功能化聚氨酯胶束悬浮液(功能涂料)。
(3)将高填料含量的微米级功能化聚氨酯胶束悬浮液喷涂在纤维基体表面3～18次，形成功能涂层，其中每平方米基体表面的功能涂料的用量为15g/m2。
从图14中可以看到，当转数较低时，聚合物溶液在不良溶剂下受到的剪切更小，形成的聚合物纤维的尺寸更大，形貌更多以球状和纤维状为主。
从图15和图17中可以看到，当转数较低时，聚合物溶液在不良溶剂下受到的剪切更小，形成的聚合物纤维的尺寸更大，填料的包覆作用下降，电磁屏蔽效能出现了一定的降低(～32.6dB)。具体数据如下表5所示。
表5实施例1、17、18的长度和电磁屏蔽效能
实施例
长度(mm)
电磁屏蔽效能(dB)
1
200
40.1
17
350
36.2
18
300
38.7
实施例18
(1)将0.25g聚氨酯溶解于50mL的N,N’-二甲基甲酰胺中，得到聚氨酯溶液，将聚氨酯溶液以5mL/min的速度滴加入搅拌转数为20000rpm的200mL异丙醇中，通过湍流剪切和溶剂-不良溶剂诱导相分离形成微米级聚氨酯胶束悬浮液。
(2)将微米级聚氨酯胶束悬浮液与0.375g超声处理后的碳纳米管填料进行溶液共混，搅拌速度为400rpm，搅拌时间为10min，得到高填料含量的微米级功能化聚氨酯胶束悬浮液(功能涂料)。
(3)将高填料含量的微米级功能化聚氨酯胶束悬浮液喷涂在纤维基体表面3～18次，形成功能涂层，其中每平方米基体表面的功能涂料的用量为15g/m2。
从图16和图17中可以看到，当聚合物溶液浓度增加时，聚合物溶液在不良溶剂下受到的剪切更小，形成的聚合物纤维的尺寸更大，填料的包覆作用下降，电磁屏蔽效能出现了一定的降低(～36.5dB)。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
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