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一种超疏水改性环氧树脂电磁屏蔽涂料及其制法

2021-03-11 05:37:10

一种超疏水改性环氧树脂电磁屏蔽涂料及其制法

  技术领域

  本发明涉及环氧树脂材料技术领域,具体为一种超疏水改性环氧树脂电磁屏蔽涂料及其制法。

  背景技术

  电磁波是由同相且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的震荡粒子波,是以波动的形式传播的电磁场,电磁波具有电磁辐射特性,主要有无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线等,电磁波辐射对环境的影响日益增大,电磁波干扰飞机的正常飞行;干扰各种电子诊疗仪器的正常工作等,并且人体在长时间接触电磁波辐射,会影响人的免疫系统、心血管系统和中枢神经系统等,因此开发出新型高效的电磁屏蔽材料来吸收和消耗电磁波,治理电磁污染,成为一项研究热点。

  环氧树脂中含有化学活性很高的环氧基团,可以与含有活泼氢的化合物发生开环反应,固化交联生成网状结构,环氧树脂分为缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、线型脂肪族类环氧树脂、脂环族类环氧树脂等,具有粘附力强、力学性能好、耐腐蚀性能强等优点,产品主要有通用胶、耐高温胶、密封胶、土木建筑胶等,广泛应用于电子电气、土木建筑、航天航空等领域,但是目前的环氧树脂材料不具有电磁波吸收性能以及电磁屏蔽性能,大大降低了环氧树脂材料的实用性和适用范围。

  目前对于环氧树脂的改性研究主要为固化剂改性、填充剂改性、稀释剂改性等,二氧化锡具有石结构的宽带隙半导体,介电性能良好,并且具有良好的电磁波吸收性能,但是二氧化锡在有机聚合物如聚氨酯、环氧树脂等材料中的分散性能较差,很容易团聚和结块,会影响环氧树脂材料的力学性能和电磁波吸收性能。

  (一)解决的技术问题

  针对现有技术的不足,本发明提供了一种超疏水改性环氧树脂电磁屏蔽涂料及其制法,解决了环氧树脂材料的电磁波吸收性能和电磁屏蔽性能较差的问题,同时解决了二氧化锡在环氧树脂等材料中的分散性和相容性不好的问题。

  (二)技术方案

  为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种超疏水改性环氧树脂电磁屏蔽涂料,包括以下按重量份数计的配方原料及组分:4-20份改性La掺杂SnO2空心微球、15-18份环氧基聚合物前驱体、46-55份全氟己酸、0.5-1份三乙醇胺、18.5-22份表面活性剂。

  优选的,所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵。

  优选的,所述改性La掺杂SnO2空心微球制备方法包括以下步骤:

  (1)向反应瓶中加入乙醇和N,N-二甲基甲酰胺的混合溶剂,离子体积比为1-1.5:1,再加入SnCl2和LaCl3搅拌均匀后将反应瓶置于超声处理仪中,进行超声分散处理2-4h,超声频率为25-40KHz,再加入聚乙烯吡咯烷酮制备出静电纺丝液,将静电纺丝液倒入微型注射器中,静电纺丝机电压为19-22Kv,注射出料速度为0.4-0.8mL/h,接收器与针头距离为16-22cm,进行静电纺丝过程,制备得到纳米纤维前驱体,并置于马弗炉中,升温速率为10-20℃/min,升温至580-660℃,保温煅烧2-3h,煅烧产物即为La掺杂SnO2空心微球;

  (2)向反应瓶中加入蒸馏水和异丙醇混合溶剂,两者体积比为3-5:1,再加入硅烷偶联剂和La掺杂SnO2空心微球,将反应瓶在40-60℃进行超声分散处理0.5-2h,超声频率为20-30KHz,将反应瓶置于恒温水浴锅中加热至65-85℃,匀速搅拌反应5-10h,将溶液冷却至室温,过滤除去溶剂,使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物,并充分干燥,制备得到硅烷偶联剂接枝的改性La掺杂SnO2空心微球。

  优选的,所述SnCl2和LaCl3的物质的量比为0.004-0.012:0.988-0.996,La掺杂SnO2空心微球的化学表达式为La0.004-0.012Sn0.988-0.996O2。

  优选的,所述硅烷偶联剂为十七氟癸基三甲氧基硅烷,与La掺杂SnO2空心微球的质量比为8-12:1。

  优选的,所述恒温水浴锅包括箱体,箱体的底部规定连接有底座,箱体的正面活动连接有活动板,活动板的内部开设有观察窗,箱体的正面活动连接有控制旋钮,控制旋钮的下方设置有控制开关,箱体的右侧活动连接有散热板,箱体的顶部设置有加热腔。

  优选的,所述环氧基聚合物前驱体制备方法包括以下步骤:

  (1)向反应瓶通入氮气排出空气,加入四氢呋喃和三氟甲苯混合溶剂,两者体积比为1.5-2:1,再加入1H,1H,2H,2H-全氟辛醇丙烯酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、引发剂偶氮二异丁腈和NaHSO3,将反应瓶置于恒温水浴锅中加热至50-80℃,匀速搅拌反应3-5h,将溶液减压浓缩除去溶剂,加入环己烷溶剂进行高速离心分离纯化,除去上层溶剂,制备得到环氧基聚合物前驱体。

  优选的,所述1H,1H,2H,2H-全氟辛醇丙烯酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、引发剂偶氮二异丁腈和NaHSO3的质量比为110-125:17-20:1:0.9-1.2。

  优选的,所述超疏水改性环氧树脂电磁屏蔽涂料制备方法包括以下步骤:

  (1)向反应瓶中加入四氢呋喃和三氟甲苯混合溶剂,两者体积比为2-4:1,再加入4-20份改性La掺杂SnO2空心微球、46-55份全氟己酸、15-18份环氧基聚合物前驱体和18.5-22份表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵,将反应瓶置于超声处理仪,进行超声分散处理30-60min,超声频率为20-30KHz,向反应瓶中加入0.5-1份三乙醇胺,置于恒温水浴锅中加热至60-80℃,匀速搅拌反应2-8h;

  (2)将溶液减压浓缩除去溶剂,加入环己烷溶剂进行高速离心分离纯化,除去上层溶剂,将下层产物置于四氢呋喃溶剂中,控制固液比为75-92%,进行高速乳化过程,制备得到超疏水改性环氧树脂电磁屏蔽涂料。

  (三)有益的技术效果

  与现有技术相比,本发明具备以下有益的技术效果:

  该一种超疏水改性环氧树脂电磁屏蔽涂料,使用疏水性很高的1H,1H,2H,2H-全氟辛醇丙烯酸酯,与甲基丙烯酸缩水甘油酯通过自由基聚合形成含有环氧基团的聚合物前驱体,环氧基团在与三乙醇胺开环反应,通过长支链的全氟己酸接枝改性,制备得到疏水性能极强的环氧树脂材料。

  该一种超疏水改性环氧树脂电磁屏蔽涂料,通过静电纺丝法,制备得到La掺杂SnO2空心微球,具有空心结构和巨大的比表面积,可以吸收电磁波,并在空心结构中不断反射而进行消耗,并且La取代了部分Sn的晶格,使La掺杂提高了SnO2的磁导率,产生很强的电子极化效应,通过磁损耗提高了SnO2的电磁波吸收性能。

  该一种超疏水改性环氧树脂电磁屏蔽涂料,通过十七氟癸基三甲氧基硅烷接枝改性La掺杂SnO2空心微球,大幅改善了SnO2在环氧树脂中的分散性和相容性,避免了La掺杂SnO2空心微球由于分散不均而降低环氧树脂材料的机械性能,La掺杂SnO2的电阻率,提高了导电性,分散均匀的La掺杂SnO2空心微球在环氧树脂基体中形成微量的导电网络,产生大量的偶极子,提高了材料界面极化效应,通过介电损耗来吸收和消耗电磁波,同时疏水性的十七氟癸基三甲氧基硅烷进一步增强了环氧树脂的疏水性能,使环氧树脂材料表现出优异的超疏水性能。

  附图说明

  图1为恒温水浴锅结构俯视图;

  图2为恒温水浴锅结构前视图;

  图3为恒温水浴锅结构左视图。

  图中:1-箱体、2-底座、3-活动板、4-观察窗、5-控制旋钮、6-控制开关、7-散热板、8-加热腔。

  具体实施方式

  为实现上述目的,本发明提供如下具体实施方式和实施例:一种超疏水改性环氧树脂电磁屏蔽涂料,包括以下按重量份数计的配方原料及组分:4-20份改性La掺杂SnO2空心微球、15-18份环氧基聚合物前驱体、46-55份全氟己酸、0.5-1份三乙醇胺、18.5-22份表面活性剂,表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵。

  改性La掺杂SnO2空心微球制备方法包括以下步骤:

  (1)向反应瓶中加入乙醇和N,N-二甲基甲酰胺的混合溶剂,离子体积比为1-1.5:1,再加入SnCl2和LaCl3,两者物质的量比为0.004-0.012:0.988-0.996,搅拌均匀后将反应瓶置于超声处理仪中,进行超声分散处理2-4h,超声频率为25-40KHz,再加入聚乙烯吡咯烷酮制备出静电纺丝液,将静电纺丝液倒入微型注射器中,静电纺丝机电压为19-22Kv,注射出料速度为0.4-0.8mL/h,接收器与针头距离为16-22cm,进行静电纺丝过程,制备得到纳米纤维前驱体,并置于马弗炉中,升温速率为10-20℃/min,升温至580-660℃,保温煅烧2-3h,煅烧产物即为La掺杂SnO2空心微球,其中La掺杂SnO2的化学表达式为La0.004-0.012Sn0.988-0.996O2;

  (2)向反应瓶中加入蒸馏水和异丙醇混合溶剂,两者体积比为3-5:1,再加入硅烷偶联剂十七氟癸基三甲氧基硅烷和La掺杂SnO2空心微球,两者质量比为8-12:1,将反应瓶在40-60℃进行超声分散处理0.5-2h,超声频率为20-30KHz,将反应瓶置于恒温水浴锅中加热至65-85℃,恒温水浴锅包括箱体,箱体的底部规定连接有底座,箱体的正面活动连接有活动板,活动板的内部开设有观察窗,箱体的正面活动连接有控制旋钮,控制旋钮的下方设置有控制开关,箱体的右侧活动连接有散热板,箱体的顶部设置有加热腔,匀速搅拌反应5-10h,将溶液冷却至室温,过滤除去溶剂,使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物,并充分干燥,制备得到硅烷偶联剂接枝的改性La掺杂SnO2空心微球。

  环氧基聚合物前驱体制备方法包括以下步骤:

  (1)向反应瓶通入氮气排出空气,加入四氢呋喃和三氟甲苯混合溶剂,两者体积比为1.5-2:1,再加入1H,1H,2H,2H-全氟辛醇丙烯酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、引发剂偶氮二异丁腈和NaHSO3,四者质量比为110-125:17-20:1:0.9-1.2,将反应瓶置于恒温水浴锅中加热至50-80℃,匀速搅拌反应3-5h,将溶液减压浓缩除去溶剂,加入环己烷溶剂进行高速离心分离纯化,除去上层溶剂,制备得到环氧基聚合物前驱体。

  超疏水改性环氧树脂电磁屏蔽涂料制备方法包括以下步骤:

  (1)向反应瓶中加入四氢呋喃和三氟甲苯混合溶剂,两者体积比为2-4:1,再加入4-20份改性La掺杂SnO2空心微球、46-55份全氟己酸、15-18份环氧基聚合物前驱体和18.5-22份表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵,将反应瓶置于超声处理仪,进行超声分散处理30-60min,超声频率为20-30KHz,向反应瓶中加入0.5-1份三乙醇胺,置于恒温水浴锅中加热至60-80℃,匀速搅拌反应2-8h;

  (2)将溶液减压浓缩除去溶剂,加入环己烷溶剂进行高速离心分离纯化,除去上层溶剂,将下层产物置于四氢呋喃溶剂中,控制固液比为75-92%,进行高速乳化过程,制备得到超疏水改性环氧树脂电磁屏蔽涂料。

  实施例1

  (1)制备La掺杂SnO2空心微球组分1:向反应瓶中加入乙醇和N,N-二甲基甲酰胺的混合溶剂,离子体积比为1:1,再加入SnCl2和LaCl3,两者物质的量比为0.004:0.996,搅拌均匀后将反应瓶置于超声处理仪中,进行超声分散处理2h,超声频率为25KHz,再加入聚乙烯吡咯烷酮制备出静电纺丝液,将静电纺丝液倒入微型注射器中,静电纺丝机电压为19Kv,注射出料速度为0.4mL/h,接收器与针头距离为16cm,进行静电纺丝过程,制备得到纳米纤维前驱体,并置于马弗炉中,升温速率为10℃/min,升温至580℃,保温煅烧2h,煅烧产物即为La掺杂SnO2空心微球组分1,其中La掺杂SnO2的化学表达式为La0.004Sn0.996O2。

  (2)制备改性La掺杂SnO2空心微球组分1:向反应瓶中加入蒸馏水和异丙醇混合溶剂,两者体积比为3:1,再加入硅烷偶联剂十七氟癸基三甲氧基硅烷和La掺杂SnO2空心微球组分1,两者质量比为8:1,将反应瓶在40℃进行超声分散处理0.5h,超声频率为20KHz,将反应瓶置于恒温水浴锅中加热至65℃,恒温水浴锅包括箱体,箱体的底部规定连接有底座,箱体的正面活动连接有活动板,活动板的内部开设有观察窗,箱体的正面活动连接有控制旋钮,控制旋钮的下方设置有控制开关,箱体的右侧活动连接有散热板,箱体的顶部设置有加热腔,匀速搅拌反应5h,将溶液冷却至室温,过滤除去溶剂,使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物,并充分干燥,制备得到硅烷偶联剂接枝的改性La掺杂SnO2空心微球组分1。

  (3)制备环氧基聚合物前驱体1:向反应瓶通入氮气排出空气,加入四氢呋喃和三氟甲苯混合溶剂,两者体积比为1.5:1,再加入1H,1H,2H,2H-全氟辛醇丙烯酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、引发剂偶氮二异丁腈和NaHSO3,四者质量比为110:17:1:0.9,将反应瓶置于恒温水浴锅中加热至50℃,匀速搅拌反应3h,将溶液减压浓缩除去溶剂,加入环己烷溶剂进行高速离心分离纯化,除去上层溶剂,制备得到环氧基聚合物前驱体组分1。

  (4)制备超疏水改性环氧树脂电磁屏蔽涂料1:向反应瓶中加入四氢呋喃和三氟甲苯混合溶剂,两者体积比为2:1,再加入20份改性La掺杂SnO2空心微球组分1、46份全氟己酸、15份环氧基聚合物前驱体组分1和18.5份表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵,将反应瓶置于超声处理仪,进行超声分散处理30min,超声频率为20KHz,向反应瓶中加入0.5份三乙醇胺,置于恒温水浴锅中加热至60℃,匀速搅拌反应2h,将溶液减压浓缩除去溶剂,加入环己烷溶剂进行高速离心分离纯化,除去上层溶剂,将下层产物置于四氢呋喃溶剂中,控制固液比为75%,进行高速乳化过程,制备得到超疏水改性环氧树脂电磁屏蔽涂料1。

  实施例2

  (1)制备La掺杂SnO2空心微球组分2:向反应瓶中加入乙醇和N,N-二甲基甲酰胺的混合溶剂,离子体积比为1:1,再加入SnCl2和LaCl3,两者物质的量比为0.006:0.994,搅拌均匀后将反应瓶置于超声处理仪中,进行超声分散处理2h,超声频率为25KHz,再加入聚乙烯吡咯烷酮制备出静电纺丝液,将静电纺丝液倒入微型注射器中,静电纺丝机电压为19Kv,注射出料速度为0.4mL/h,接收器与针头距离为22cm,进行静电纺丝过程,制备得到纳米纤维前驱体,并置于马弗炉中,升温速率为10℃/min,升温至660℃,保温煅烧2h,煅烧产物即为La掺杂SnO2空心微球组分2,其中La掺杂SnO2的化学表达式为La0.006Sn0.994O2。

  (2)制备改性La掺杂SnO2空心微球组分2:向反应瓶中加入蒸馏水和异丙醇混合溶剂,两者体积比为3:1,再加入硅烷偶联剂十七氟癸基三甲氧基硅烷和La掺杂SnO2空心微球组分2,两者质量比为12:1,将反应瓶在60℃进行超声分散处理2h,超声频率为30KHz,将反应瓶置于恒温水浴锅中加热至65℃,恒温水浴锅包括箱体,箱体的底部规定连接有底座,箱体的正面活动连接有活动板,活动板的内部开设有观察窗,箱体的正面活动连接有控制旋钮,控制旋钮的下方设置有控制开关,箱体的右侧活动连接有散热板,箱体的顶部设置有加热腔,匀速搅拌反应5h,将溶液冷却至室温,过滤除去溶剂,使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物,并充分干燥,制备得到硅烷偶联剂接枝的改性La掺杂SnO2空心微球组分2。

  (3)制备环氧基聚合物前驱体2:向反应瓶通入氮气排出空气,加入四氢呋喃和三氟甲苯混合溶剂,两者体积比为1.5:1,再加入1H,1H,2H,2H-全氟辛醇丙烯酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、引发剂偶氮二异丁腈和NaHSO3,四者质量比为125:17:1:0.9,将反应瓶置于恒温水浴锅中加热至80℃,匀速搅拌反应3h,将溶液减压浓缩除去溶剂,加入环己烷溶剂进行高速离心分离纯化,除去上层溶剂,制备得到环氧基聚合物前驱体组分2。

  (4)制备超疏水改性环氧树脂电磁屏蔽涂料2:向反应瓶中加入四氢呋喃和三氟甲苯混合溶剂,两者体积比为2:1,再加入16份改性La掺杂SnO2空心微球组分2、48份全氟己酸、16份环氧基聚合物前驱体组分2和19.4份表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵,将反应瓶置于超声处理仪,进行超声分散处理30min,超声频率为30KHz,向反应瓶中加入0.6份三乙醇胺,置于恒温水浴锅中加热至60℃,匀速搅拌反应8h,将溶液减压浓缩除去溶剂,加入环己烷溶剂进行高速离心分离纯化,除去上层溶剂,将下层产物置于四氢呋喃溶剂中,控制固液比为78%,进行高速乳化过程,制备得到超疏水改性环氧树脂电磁屏蔽涂料2。

  实施例3

  (1)制备La掺杂SnO2空心微球组分3:向反应瓶中加入乙醇和N,N-二甲基甲酰胺的混合溶剂,离子体积比为1.2:1,再加入SnCl2和LaCl3,两者物质的量比为0.008:0.992,搅拌均匀后将反应瓶置于超声处理仪中,进行超声分散处理3h,超声频率为35KHz,再加入聚乙烯吡咯烷酮制备出静电纺丝液,将静电纺丝液倒入微型注射器中,静电纺丝机电压为20Kv,注射出料速度为0.6mL/h,接收器与针头距离为20cm,进行静电纺丝过程,制备得到纳米纤维前驱体,并置于马弗炉中,升温速率为15℃/min,升温至610℃,保温煅烧2.5h,煅烧产物即为La掺杂SnO2空心微球组分3,其中La掺杂SnO2的化学表达式为La0.008Sn0.992O2。

  (2)制备改性La掺杂SnO2空心微球组分3:向反应瓶中加入蒸馏水和异丙醇混合溶剂,两者体积比为4:1,再加入硅烷偶联剂十七氟癸基三甲氧基硅烷和La掺杂SnO2空心微球组分3,两者质量比为10:1,将反应瓶在50℃进行超声分散处理1h,超声频率为25KHz,将反应瓶置于恒温水浴锅中加热至75℃,恒温水浴锅包括箱体,箱体的底部规定连接有底座,箱体的正面活动连接有活动板,活动板的内部开设有观察窗,箱体的正面活动连接有控制旋钮,控制旋钮的下方设置有控制开关,箱体的右侧活动连接有散热板,箱体的顶部设置有加热腔,匀速搅拌反应8h,将溶液冷却至室温,过滤除去溶剂,使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物,并充分干燥,制备得到硅烷偶联剂接枝的改性La掺杂SnO2空心微球组分3。

  (3)制备环氧基聚合物前驱体3:向反应瓶通入氮气排出空气,加入四氢呋喃和三氟甲苯混合溶剂,两者体积比为1.8:1,再加入1H,1H,2H,2H-全氟辛醇丙烯酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、引发剂偶氮二异丁腈和NaHSO3,四者质量比为120:18:1:1,将反应瓶置于恒温水浴锅中加热至65℃,匀速搅拌反应4h,将溶液减压浓缩除去溶剂,加入环己烷溶剂进行高速离心分离纯化,除去上层溶剂,制备得到环氧基聚合物前驱体组分3。

  (4)制备超疏水改性环氧树脂电磁屏蔽涂料3:向反应瓶中加入四氢呋喃和三氟甲苯混合溶剂,两者体积比为3:1,再加入12份改性La掺杂SnO2空心微球组分3、50份全氟己酸、16.8份环氧基聚合物前驱体组分3和20.5份表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵,将反应瓶置于超声处理仪,进行超声分散处理45min,超声频率为25KHz,向反应瓶中加入0.7份三乙醇胺,置于恒温水浴锅中加热至70℃,匀速搅拌反应5h,将溶液减压浓缩除去溶剂,加入环己烷溶剂进行高速离心分离纯化,除去上层溶剂,将下层产物置于四氢呋喃溶剂中,控制固液比为82%,进行高速乳化过程,制备得到超疏水改性环氧树脂电磁屏蔽涂料3。

  实施例4

  (1)制备La掺杂SnO2空心微球组分4:向反应瓶中加入乙醇和N,N-二甲基甲酰胺的混合溶剂,离子体积比为1:1,再加入SnCl2和LaCl3,两者物质的量比为0.01:0.99,搅拌均匀后将反应瓶置于超声处理仪中,进行超声分散处理2h,超声频率为40KHz,再加入聚乙烯吡咯烷酮制备出静电纺丝液,将静电纺丝液倒入微型注射器中,静电纺丝机电压为22Kv,注射出料速度为0.8mL/h,接收器与针头距离为16cm,进行静电纺丝过程,制备得到纳米纤维前驱体,并置于马弗炉中,升温速率为10℃/min,升温至660℃,保温煅烧3h,煅烧产物即为La掺杂SnO2空心微球组分4,其中La掺杂SnO2的化学表达式为La0.01Sn0.99O2。

  (2)制备改性La掺杂SnO2空心微球组分4:向反应瓶中加入蒸馏水和异丙醇混合溶剂,两者体积比为5:1,再加入硅烷偶联剂十七氟癸基三甲氧基硅烷和La掺杂SnO2空心微球组分4,两者质量比为12:1,将反应瓶在60℃进行超声分散处理2h,超声频率为20KHz,将反应瓶置于恒温水浴锅中加热至65℃,恒温水浴锅包括箱体,箱体的底部规定连接有底座,箱体的正面活动连接有活动板,活动板的内部开设有观察窗,箱体的正面活动连接有控制旋钮,控制旋钮的下方设置有控制开关,箱体的右侧活动连接有散热板,箱体的顶部设置有加热腔,匀速搅拌反应10h,将溶液冷却至室温,过滤除去溶剂,使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物,并充分干燥,制备得到硅烷偶联剂接枝的改性La掺杂SnO2空心微球组分4。

  (3)制备环氧基聚合物前驱体4:向反应瓶通入氮气排出空气,加入四氢呋喃和三氟甲苯混合溶剂,两者体积比为2:1,再加入1H,1H,2H,2H-全氟辛醇丙烯酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、引发剂偶氮二异丁腈和NaHSO3,四者质量比为125:20:1:0.9,将反应瓶置于恒温水浴锅中加热至50℃,匀速搅拌反应3h,将溶液减压浓缩除去溶剂,加入环己烷溶剂进行高速离心分离纯化,除去上层溶剂,制备得到环氧基聚合物前驱体组分4。

  (4)制备超疏水改性环氧树脂电磁屏蔽涂料4:向反应瓶中加入四氢呋喃和三氟甲苯混合溶剂,两者体积比为4:1,再加入8份改性La掺杂SnO2空心微球组分4、53份全氟己酸、17.2份环氧基聚合物前驱体组分4和21份表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵,将反应瓶置于超声处理仪,进行超声分散处理60min,超声频率为20KHz,向反应瓶中加入0.8份三乙醇胺,置于恒温水浴锅中加热至80℃,匀速搅拌反应2h,将溶液减压浓缩除去溶剂,加入环己烷溶剂进行高速离心分离纯化,除去上层溶剂,将下层产物置于四氢呋喃溶剂中,控制固液比为88%,进行高速乳化过程,制备得到超疏水改性环氧树脂电磁屏蔽涂料4。

  实施例5

  (1)制备La掺杂SnO2空心微球组分5:向反应瓶中加入乙醇和N,N-二甲基甲酰胺的混合溶剂,离子体积比为1.5:1,再加入SnCl2和LaCl3,两者物质的量比为0.012:0.988,搅拌均匀后将反应瓶置于超声处理仪中,进行超声分散处理4h,超声频率为40KHz,再加入聚乙烯吡咯烷酮制备出静电纺丝液,将静电纺丝液倒入微型注射器中,静电纺丝机电压为22Kv,注射出料速度为0.8mL/h,接收器与针头距离为22cm,进行静电纺丝过程,制备得到纳米纤维前驱体,并置于马弗炉中,升温速率为20℃/min,升温至660℃,保温煅烧3h,煅烧产物即为La掺杂SnO2空心微球组分5,其中La掺杂SnO2的化学表达式为La0.012Sn0.988O2。

  (2)制备改性La掺杂SnO2空心微球组分5:向反应瓶中加入蒸馏水和异丙醇混合溶剂,两者体积比为5:1,再加入硅烷偶联剂十七氟癸基三甲氧基硅烷和La掺杂SnO2空心微球组分5,两者质量比为12:1,将反应瓶在60℃进行超声分散处理2h,超声频率为30KHz,将反应瓶置于恒温水浴锅中加热至85℃,恒温水浴锅包括箱体,箱体的底部规定连接有底座,箱体的正面活动连接有活动板,活动板的内部开设有观察窗,箱体的正面活动连接有控制旋钮,控制旋钮的下方设置有控制开关,箱体的右侧活动连接有散热板,箱体的顶部设置有加热腔,匀速搅拌反应10h,将溶液冷却至室温,过滤除去溶剂,使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物,并充分干燥,制备得到硅烷偶联剂接枝的改性La掺杂SnO2空心微球组分5。

  (3)制备环氧基聚合物前驱体5:向反应瓶通入氮气排出空气,加入四氢呋喃和三氟甲苯混合溶剂,两者体积比为2:1,再加入1H,1H,2H,2H-全氟辛醇丙烯酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、引发剂偶氮二异丁腈和NaHSO3,四者质量比为125:20:1:1.2,将反应瓶置于恒温水浴锅中加热至80℃,匀速搅拌反应5h,将溶液减压浓缩除去溶剂,加入环己烷溶剂进行高速离心分离纯化,除去上层溶剂,制备得到环氧基聚合物前驱体组分5。

  (4)制备超疏水改性环氧树脂电磁屏蔽涂料5:向反应瓶中加入四氢呋喃和三氟甲苯混合溶剂,两者体积比为4:1,再加入4份改性La掺杂SnO2空心微球组分5、55份全氟己酸、18份环氧基聚合物前驱体组分5和22份表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵,将反应瓶置于超声处理仪,进行超声分散处理60min,超声频率为30KHz,向反应瓶中加入1份三乙醇胺,置于恒温水浴锅中加热至80℃,匀速搅拌反应8h,将溶液减压浓缩除去溶剂,加入环己烷溶剂进行高速离心分离纯化,除去上层溶剂,将下层产物置于四氢呋喃溶剂中,控制固液比为92%,进行高速乳化过程,制备得到超疏水改性环氧树脂电磁屏蔽涂料5。

  

  该一种超疏水改性环氧树脂电磁屏蔽涂料,使用疏水性很高的1H,1H,2H,2H-全氟辛醇丙烯酸酯,与甲基丙烯酸缩水甘油酯通过自由基聚合形成含有环氧基团的聚合物前驱体,环氧基团在与三乙醇胺开环反应,通过长支链的全氟己酸接枝改性,制备得到疏水性能极强的环氧树脂材料。

  通过静电纺丝法,制备得到La掺杂SnO2空心微球,具有空心结构和巨大的比表面积,可以吸收电磁波,并在空心结构中不断反射而进行消耗,并且La取代了部分Sn的晶格,使La掺杂提高了SnO2的磁导率,产生很强的电子极化效应,通过磁损耗提高了SnO2的电磁波吸收性能。

  通过十七氟癸基三甲氧基硅烷接枝改性La掺杂SnO2空心微球,大幅改善了SnO2在环氧树脂中的分散性和相容性,避免了La掺杂SnO2空心微球由于分散不均而降低环氧树脂材料的机械性能,La掺杂SnO2的电阻率,提高了导电性,分散均匀的La掺杂SnO2空心微球在环氧树脂基体中形成微量的导电网络,产生大量的偶极子,提高了材料界面极化效应,通过介电损耗来吸收和消耗电磁波,同时疏水性的十七氟癸基三甲氧基硅烷进一步增强了环氧树脂的疏水性能,使环氧树脂材料表现出优异的超疏水性能。

《一种超疏水改性环氧树脂电磁屏蔽涂料及其制法.doc》
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