一种滤清器用高分散纳米防电磁辐射材料的制备方法

摘要

本发明涉及纳米材料技术领域，特指一种滤清器用高分散纳米防电磁辐射材料的制备方法。该制备方法包含：A.原料(按质量百分比)：2％～10％的纳米铟锡氧化物、0.06％～0.9％的三氟丙基甲基环三硅氧烷、余量的浓度为10％～25％的异丙醇；B.工艺：将纳米铟锡氧化物投入到盛有异丙醇的高压反应釜中，然后加入三氟丙基甲基环三硅氧烷，封闭高压反应釜，恒温下反应数小时，经过润湿、机械分散和分散稳定三个反应阶段，自然冷却降温，出料过滤即得纳米防电磁辐射材料。通过本发明提供的制作方法可制得一种分散度高、防电磁辐射效果佳、适用于滤清器过滤网使用的纳米材料。

权利要求

1.一种滤清器用高分散纳米防电磁辐射材料的制备方法，其特征在于：该制备方法包含：A.原料按质量百分比为：2％～10％的纳米铟锡氧化物、0.06％～0.9％的三氟丙基甲基环三硅氧烷、余量的浓度为10％～25％的异丙醇；

B.工艺：将纳米铟锡氧化物投入到盛有异丙醇的高压反应釜中，然后加入三氟丙基甲基环三硅氧烷，封闭高压反应釜，恒温下反应数小时，自然冷却降温，出料过滤即得纳米防电磁辐射材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述工艺中反应温度为200℃～300℃之间的任一恒温，反应时间为1～5小时。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述工艺中反应温度为260℃恒温，反应时间为2小时。

说明书

一种滤清器用高分散纳米防电磁辐射材料的制备方法

技术领域：

[0001] 本发明涉及纳米材料技术领域，特指一种滤清器用高分散纳米防电磁辐射材料的制备方法。背景技术：

[0002] 随着纳米技术的发展和进步，导电粒子的纳米化为提高电导效率(纳米效应)、减少粒子充填量、降低成本起到积极作用。

[0003] 由于纳米粒子的粒径小、比表面积大、表面自由能高、粒子之间极易团聚，因此纳米涂料的制备不可能象传统涂料那样，通过颜填料和基料之间的简单混配得到。纳米涂料的制备可以分为两种情况：一种是纳米粒子在有机涂料中的填充，另一种是高体积分率的纳米粉末与聚合物、溶剂的复合。前一种纳米复合涂料的制备关键在于纳米粒子在涂料中具有良好的分散，而后一种关键在于纳米粉末的制备和附着力优良的粘结剂的选择。

[0004] 在制备聚合物纳米复合材料时，由于纳米粒子表面积大，表面能高，粒子间极易团聚成为较大的二次粒子，难以发挥纳米粒子的各种特性，而且，粒子间一旦团聚，用常规的机械搅拌作用很难将其重新分散。因此，对纳米粒子进行表面处理以改善纳米粒子的分散稳定性，成为能否成功制备各种纳米复合材料的关键问题之一。

[0005] 另一方面，目前电磁屏蔽胶市场由国外公司把持，主要是美国SUNMOON MATERIALS的镍基、铜银及银密封胶，主要是填充比重小、微米以上导电粒子，其主要问题是粘着、耐摩擦性不强；法国玛普公司、中美合资无锡诺赛利漆业有限公司研究开发出72KKD系列电磁波屏蔽涂料；日本海尔兹化学株式会社的PIS系列导电涂料，该产品的屏蔽效能高达80dB；国际麦森集团在中国的独资公司——青岛麦森科技有限公司生产的高技术产品纯银导电涂料(SK-170)、银铜合金导电涂料(SK-178)、镀银铜粉导电涂料(SK-180)的屏蔽效能在
1MHz～1GHz范围内，可达75-100dB；Uxbridge-basedTrimiteLtd最新推出2种新型的电磁波屏蔽涂料——J190和J191，可满足抗EMI(电磁干扰)的要求。

[0006] 我国从20世纪80年代末期才开始屏蔽电磁波辐射导电涂料的研究，在电磁屏蔽涂料领域中较为落后，研究1GHz以上的微波隐身材料的单位较多，而开展频率在10kHz～1GHz范围的电磁波屏蔽涂料的研究刚刚起步，研究单位少，研究的品种单一，目前主要的研究方向是铜系和镍系电磁屏蔽涂料，尚未形成系列化和产业化。主要有一些小规模产业，如华因科技有限公司PB151型和PB152型复合电磁波屏蔽涂料。北京印刷技术研究所开发了TX-1型导电涂料；上海汇浩工业涂料有限公司能涂覆于工程塑料、木材、水泥等基面上的
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电磁屏蔽涂料。该涂料可以喷涂亦可刷涂，涂膜的表面电阻率小于0.01Ω/cm。电磁屏蔽效能(SE)在0.15～500MHz范围内达到60dB，主要问题是工作频谱窄，性能稳定性不够等问题。

[0007] 此外，纳米材料在滤清器领域有广泛应用，例如空调过滤网等。现有的喷涂有纳米材料的过滤网上，其最主要的不足之处在于过滤网易积灰太多，阻碍空气流通，会导致出风口的出风量不大，使机内制冷量无法被流动空气及时带出来，造成制冷量不足，房间温度降不下来，使空调工作时间延长，增加耗电量；而且积灰多很适合致病微生物的生长和繁殖，当空调启动时，滤尘网上的病菌和灰尘就会被吹出来，从而使人产生鼻塞、打喷嚏、哮喘、皮肤瘙痒等不适症状。因此需要及时将过滤网取下清洗，但现有的空调过滤网积灰后由于纳米粒子的吸附等造成清洗困难，无法彻底清洗干净，严重影响过滤网的寿命。发明内容：

[0008] 本发明的目的在于解决上述技术问题，提供一种可高度分散、防电磁辐射效果佳、适用于滤清器过滤网使用的纳米材料的制备方法。

[0009] 本发明实现其目的采用的技术方案是：一种滤清器用高分散纳米防电磁辐射材料的制备方法，该制备方法包含：

[0010] A.原料(按质量百分比)：2％～10％的纳米铟锡氧化物、0.06％～0.9％的三氟丙基甲基环三硅氧烷、余量的浓度为10％～25％的异丙醇；

[0011] B.工艺：将纳米铟锡氧化物投入到盛有异丙醇的高压反应釜中，然后加入三氟丙基甲基环三硅氧烷，封闭高压反应釜，恒温下反应数小时，经过润湿、机械分散和分散稳定三个反应阶段，自然冷却降温，出料过滤即得纳米防电磁辐射材料。

[0012] 所述工艺中反应温度为200℃～300℃之间的任一恒温，反应时间为1～5小时。

[0013] 较佳的方案为：所述工艺中反应温度为260℃恒温，反应时间为2小时。

[0014] 本发明中，纳米粒子在液体介质中的稳定分散包括以下三个过程：润湿、机械分散和分散稳定。润湿是指颗粒与空气颗粒与颗粒之间的界面被颗粒与溶剂分散剂等界面取代的过程。颗粒与溶剂润湿程度的好坏可用润湿热来描述。润湿热越大，则溶剂对颗粒表面的润湿效果越好。机械分散是利用机械外力将大颗粒细化，使团聚体解聚并被再润湿、包裹吸附的过程。分散稳定是指将原生粒子或较小的团聚体在静电斥力、空间位阻斥力的作用下来屏蔽范德华引力，使颗粒不再聚集的过程。

[0015] 本发明中，氧化铟锡是一种重掺杂、高简并的n型半导体，这主要归因于掺锡和形成氧空位使其载流子(电子)的密度大大增加和电阻率急剧下降(经扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和平面图象高分辨率电镜(HREM)研究采用各种技术生长的ITO薄膜的微结构表明，该材料是复杂的立方铁锰矿型结构(即立方In2O3的结构)的多晶体，组成结晶体的大晶粒中含有亚晶粒区。)，因此，纳米铟锡氧化物具有极佳的防电磁辐射性能；又由于电子密度大，经三氟丙基甲基环三硅氧烷处理，原生纳米粒子或较小的团聚体在电子间的静电斥力、空间位阻斥力作用下，屏蔽范德华引力，使颗粒不再聚集，因此可制备出高分散性纳米铟锡氧化物粒子的防电磁辐射材料；制得的纳米氧化铟锡材料，可直接喷涂在滤清器的过滤网上，也可配合其他纳米粒子喷涂，由于其分散性高，粒子不团聚，因此对灰尘等的吸附有限，使过滤网积灰很容易清洗，有利于过滤网的长期有效地使用。具体实施方式：

[0016] 下面结合具体实施例对本发明进一步说明。

[0017] 实施例1

[0018] 取经过洗涤、纯化后的纳米铟锡氧化物2重量份，并备0.06重量份的三氟丙基甲基环三硅氧烷，将纳米铟锡氧化物投入到盛有97.94重量份的浓度为10％的异丙醇的高压