阅读说明：本技术 一种轻量化电磁屏蔽篷布及其制备方法 (Lightweight electromagnetic shielding tarpaulin and preparation method thereof ) 是由 杨景 陈建 崔江舟 胡月 刘彦妮 潘仲文 雷晓军 郭佳敏 金世婧 常慧芳 宋秀峰 于 2021-09-10 设计创作，主要内容包括：本发明涉及复合材料领域,具体涉及一种轻量化电磁屏蔽篷布及其制备方法；是由位于中间的导电基布、涂覆在导电基布表面的电磁屏蔽复合材料以及覆盖在电磁屏蔽复合材料外侧的保护膜通过高分子粘接剂粘结复合而成的轻量化电磁屏蔽篷布；由于石墨烯框架材料良好的分散性以及对纳米粒子的均匀锚固,使得电磁屏蔽涂料的有效面密度较高,在较薄涂覆层厚度条件下获得优异的电磁屏蔽性能。采用聚氨酯覆膜替代传统厚重的外层布作为保护膜,进一步降低了篷布整体的比重。与现有电磁屏蔽篷布制备技术相比,本发明篷布可在具备优异电磁屏蔽性能的情况下,大幅降低篷布的比重,从而提升其轻便性。(The invention relates to the field of composite materials, in particular to a lightweight electromagnetic shielding tarpaulin and a preparation method thereof; the lightweight electromagnetic shielding tarpaulin is formed by bonding and compounding a conductive base cloth positioned in the middle, an electromagnetic shielding composite material coated on the surface of the conductive base cloth and a protective film covering the outer side of the electromagnetic shielding composite material through a high-molecular adhesive; due to the good dispersibility of the graphene frame material and the uniform anchoring of the nano particles, the effective surface density of the electromagnetic shielding coating is higher, and excellent electromagnetic shielding performance is obtained under the condition of thinner coating layer thickness. The polyurethane film is adopted to replace the traditional thick outer layer cloth as the protective film, so that the integral proportion of the tarpaulin is further reduced. Compared with the existing electromagnetic shielding tarpaulin preparation technology, the tarpaulin provided by the invention can greatly reduce the specific gravity of the tarpaulin under the condition of excellent electromagnetic shielding performance, so that the portability of the tarpaulin is improved.)

一种轻量化电磁屏蔽篷布及其制备方法

技术领域

本发明涉及复合材料领域，具体涉及一种轻量化电磁屏蔽篷布及其制备方法。

背景技术

电磁屏蔽复合织物是电磁屏蔽帐篷的主要材料，可阻断电磁波传播路径，从而降低或消除污染源对指定区域内的敏感设备及人体产生的不良影响，以增强通讯系统在复杂的电磁环境中的抗电磁干扰能力，因而在军民通讯领域具有重要意义。然而目前的电磁屏蔽篷布存在：(1)需要多重操作步骤，制备工艺复杂，不利于工业化生产；(2)金属基电磁屏蔽比重大，使得所制备的篷布复合材料笨重，导致其机动性差；(3)电磁屏蔽篷布外层布密度大，进一步增加了篷布材料的整体质量，影响其实用性。

发明内容

本发明克服现有技术的不足，提供一种轻量化电磁屏蔽篷布及其制备方法，在具有优异电磁屏蔽性能的情况下，制备轻量化篷布。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种轻量化电磁屏蔽篷布，是由位于中间的导电基布、涂覆在导电基布表面的电磁屏蔽复合材料以及覆盖在电磁屏蔽复合材料外侧的保护膜通过高分子粘接剂粘结复合而成的轻量化电磁屏蔽篷布。

进一步的，所述电磁屏蔽复合材料是通过以下步骤制备得到的：

(1)混料

向过渡金属盐水溶液中加入离子交换树脂以及表面活性剂，采用开放式室温搅拌使其充分混合，转速为800r/min，使金属离子充分吸附在离子交换树脂表面；

(2)焙烧

将烘干后的步骤(1)的混合料在800℃氮气气氛下焙烧8h，制备均匀负载金属氧化物纳米颗粒的过渡金属氧化物/三维石墨烯框架复合材料；

(3)屏蔽剂混合

配制含有磁性纳米金属或金属氧化物、纳米碳管导电剂的浆料，与步骤(2)的过渡金属氧化物/三维石墨烯框架复合材料充分混合得屏蔽剂浆料，即电磁屏蔽复合材料。

以重量轻、密度小的石墨烯材料为导电性分散剂，均匀负载高比表面积金属基纳米粒子，制备比重低且磁性粒子面密度高的电磁屏蔽复合材料。此外表面涂覆聚氨酯保护膜，采用聚氨酯覆膜替代传统厚重的外层布作为保护膜，进一步降低了篷布整体的比重。同时，利用高分子粘合剂实现不同涂层之间的粘合和固定，从而制备具有高稳定性的轻量化电磁屏蔽篷布材料。

一种轻量化电磁屏蔽篷布的制备方法，包括以下步骤：

(1)称量配比

按照重量比称取聚氨酯甲料(预聚体)、乙料(固化体)；

(2)胶膜制备

将步骤(1)的聚氨酯甲料、乙料两组分按质量比混合均匀，经常温交联固化，形成连续、柔性的橡胶状弹性胶膜；

(3)轧光

将复合电磁屏蔽织物缝合在A字架，涂层面经轧光处理，使其表面扎平。

(4)刮涂

将经轧光处理的电磁屏蔽复合织物进行刮涂步骤(2)的胶膜，涂层两刀，车速30米/min，温度170℃，涂层之间采用高分子粘合剂粘合形成牢固复合层；

(5)烘干成型过程

将上述材料在80℃烘干后进行裁剪成型，可适当进行涂色。

进一步的，步骤(3)中的复合电磁屏蔽织物是通过将电磁屏蔽复合材料涂覆在导电基布的表面制成的。

优选的，所述电磁屏蔽复合材料、导电基布、高分子粘接剂与聚氨酯膜的质量比为：20-40：15-22：10-16：20-25。

优选的，所述聚氨酯甲料与乙料的质量比为6-8：1

进一步的，所述高分子粘合剂为聚安酯胶或环氧树脂胶。

优选的，所述高分子粘合剂为聚氨酯胶PU、环氧树脂胶EP、聚乙烯吡咯烷酮PVP及聚偏氟乙烯胶PVDF中的一种。

与现有技术相比本发明具有以下有益效果：

由于石墨烯框架材料良好的分散性以及对纳米粒子的均匀锚固，使得电磁屏蔽涂料的有效面密度较高，在较薄涂覆层厚度条件下获得优异的电磁屏蔽性能。采用聚氨酯覆膜替代传统厚重的外层布作为保护膜，进一步降低了篷布整体的比重。

与现有电磁屏蔽篷布制备技术相比，本发明篷布可在具备优异电磁屏蔽性能的情况下，大幅降低篷布的比重，从而提升其轻便性。本发明制备的篷布单位面积质量≤150g/m²，断裂强力：经向≥800N，纬向≥500N，撕破强力：经向≥50N，纬向≥40N，贮存温度：(-40℃)—(+60℃)；屏蔽效能：低频效能≥15dB(150kHz～30MHz连续波)，高频效能≥65dB(150MHz～10GHz连续波)。

附图说明

图1为电磁屏蔽篷布的结构示意图。

图2为电磁屏蔽篷布制备工艺流程图。

图中标记如下：

1-电磁屏蔽复合材料层，2-柔性保护膜，3-导电基布。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。

一、首先按照如下步骤制备电磁屏蔽复合材料：

(1)混料

向过硫酸铁水溶液中加入离子交换树脂以及十六烷基苯磺酸钠，采用开放式室温搅拌使其充分混合，转速为800r/min，使金属离子充分吸附在离子交换树脂表面；

(2)焙烧

将烘干后的步骤(1)的混合料在800℃氮气气氛下焙烧8h，制备均匀负载金属氧化物纳米颗粒的过渡金属氧化物/三维石墨烯框架复合材料；

(3)屏蔽剂混合

配制含有NiO、纳米碳管导电剂的浆料，与步骤(2)的过渡金属氧化物/三维石墨烯框架复合材料充分混合得屏蔽剂浆料，即电磁屏蔽复合材料。

上述步骤(1)中的硫酸铁、离子交换树脂、十六烷基苯磺酸钠、步骤(3)的NiO及纳米碳管的质量比为10：80：1.5：5：10。

二、采用制备的复合电磁屏蔽织物制备轻量化电磁屏蔽篷布，包括以下步骤：

一种轻量化电磁屏蔽篷布的制备方法，包括以下步骤：

(1)称量配比

按照重量比称取聚氨酯甲料(预聚体)、乙料(固化体)；

(2)胶膜制备

将步骤(1)的聚氨酯甲料、乙料两组分按质量比混合均匀，经常温交联固化，形成连续、柔性的橡胶状弹性胶膜；

(3)轧光

将复合电磁屏蔽织物缝合在A字架，涂层面经轧光处理，使其表面扎平，所述复合电磁屏蔽织物是将电磁屏蔽复合材料涂覆在导电基布的表面制成的。

(4)刮涂

将经轧光处理的电磁屏蔽复合织物进行刮涂步骤(2)的胶膜，涂层两刀，车速30米/min，温度170℃，涂层之间采用高分子粘合剂粘合形成牢固复合层；

(5)烘干成型过程

将上述材料在80℃烘干后进行裁剪成型，可适当进行涂色。

实施例1-5按照上述制备方法进行，其中各组分的选择及配比按照表1进行：

表1

对上述1-5实施例进行性能测试，结果如下：