介電性電磁波吸收材料及其製造方法和應用的製作方法
2023-05-28 07:07:06
專利名稱：介電性電磁波吸收材料及其製造方法和應用的製作方法
技術領域：
本發明系一種介電性電磁波吸收材料及其製造方法和應用，尤指一種電磁波吸收材料，可將電磁波的能量的90％-99％轉變成熱能，克服常用導電材料阻隔所造成的反射、繞射及爬行等現象。
目前，市面日常的電器用品，如電腦、無線電話、行動電話手機、馬達及變壓器等，在使用時，無形中常會放出有害人體的電磁波，該電磁波是一種由電場(electric field)與磁場垂直交互作用的一種物理現象。
一般常用防止電磁波對電子電路造成幹擾或對人體傷害，使用導電材料阻隔(shielding)，但是，由於電磁波對導電體會造成反射、繞射及爬行(creeping)等現象，因此，常用利用導電材料阻隔的作法，並非有效地令電磁波消失無蹤，電磁波依然間接或直接地幹擾敏感的電子電路，甚至傷害人體，故，若能發明一種電磁波吸收材料，以其特殊的吸收能力將電磁波的能量的90％-99％轉變成熱能，克服常用導電材料阻隔所造成的反射、繞射及爬行等現象，將是根本解決電磁波所造成各種傷害的方法。
本發明人經過長久地努力研究與實驗，終於開發設計出本發明的介電性電磁波吸收材料及其製造方法和應用。
本發明的目的在於提供一種介電性電磁波吸收材料及其製造方法和應用，通過該方法所製造出來的電磁波吸收材料，可將日常生活中行動電話天線等電器裝置所放出有害人體的電磁波轉變成熱能，以解決電磁波對使用者所造成的傷害，該具電雙極吸收材料亦可將雷達波吸收，令其無法返回接收器，達到隱形的目的，且軍事單位可用該吸收材料覆蓋於武器或載具表面，而達到隱蔽偽裝的目的。
本發明的目的是這樣實現的一種介電性電磁波吸收材料，其特徵在於該介電性電磁波吸收材料由重量份數為1.2-2.5份的炭粉、0.3-1.0份的黑煙、0.05-0.1份的導電纖維、25-35份的無機微空心球及62-74份的聚氨酯樹脂所組成；該導電纖維為具電雙極的材料元件，其直徑為1-3毫微米、長約3-6毫米；該無機微空心球為直徑40-80微米、比重0.2-0.3、耐壓大於1000psi的無機微空心球；該聚氨酯樹脂為聚氨基甲酸酯樹脂。
一種介電性電磁波吸收材料的製造方法，其特徵在於該製造方法包括如下步驟(一)、初步配料混合選取聚氨酯樹脂62-74重量份數與黑煙0.3-1.0重量份數混合攪拌均(二)、高速研磨通過研磨裝置將該聚氨酯樹脂與黑煙所混合的具有粘性的混合液高速研磨均勻；(三)、二次配料經過研磨後的混合液中加入炭粉1.2-2.5份、導電纖維0.05-0.1份及無機微空心球25-35份；(四)、混合攪拌；經過低速高黏度攪拌裝置充分混合攪拌均勻，即製成所需的漿狀半成品；(五)、塗覆成型將該漿狀的半成品依實際需求的強度或纖維多寡，覆蓋於摸具或被塗物的表面上成型；(六)、乾燥成品；置於通風處乾燥，所得的乾燥固體片即為本發明的介電性電磁波吸收材料的成品。
該研磨裝置為三個滾筒間呈並排接觸而成，該三滾筒彼此間的滾筒速度分別具一速度差，藉由該速度差以研磨貼附於滾筒表面上的混合液，且於三滾筒的一側設有刮除元件，將經過研磨後的混合液刮離；該攪拌裝置為中空筒的中心設有攬拌軸，沿該中空筒內壁設有刮除元件，以順利進行攪拌的作用，且該中空筒與攪拌軸呈反向慢速旋轉，以避免破壞其各成份；該半成品依需求的強度或纖維多寡，以刷塗或積層的方式覆蓋於模具或被塗物的表面上；該乾燥包括自然或加熱強制的方式進行乾燥；該導電纖維為具電雙極的材料元件，其直徑為1-3毫微米、長約3-6毫米；該無機微空心球為直徑40-80微米、比重0.2-0.3、耐壓大於1000psi的無機微空心球；該聚氨酯樹脂為聚氨基甲酸酯樹脂。
一種介電性電磁波吸收材料的應用，其特徵在於該介電性電磁波吸收材料的成品適用於行動電話中的天線上；適用於吸收雷達波，令其無法返回接受器 的物體表面；適用於軍事單位覆蓋於武器或載俱表面而達到隱蔽偽裝。
本發明的主要優點是具有可將電磁波轉變成熱能，以解決電磁波對使用者所造成的傷害；適用於吸收雷達波，令其無法返回接受器的物體表面；適用於軍事單位覆蓋於武器或載具表面而達到隱蔽偽裝。
下面結合較佳實施例和附圖進一步說明。
圖1為本發明的研磨裝置示意圖。
圖2為本發明的攪拌裝置示意圖。
圖3為本發明的製造方法流程方塊示意圖。
本發明的介電性電磁波吸收材料系由重量份數為1.5-2.0份、直徑約3微米(micromelter)的炭粉(carbon powder)，重量份數0.3-0.7份、直徑約1-3毫微米(nanometelr)的黑煙(carbon black)，重量份數0.07-0.09份、直徑約1-3毫微米、長約3-6毫米(millimeter)的導電纖維(conductive fibers)等具電雙極的材料元件，重量份數28-32份、直徑約40-80微米、比重約0.2-0.3、耐壓大於1000psi的無機微空心球(inorganic-microballoon)及重量份數65-70份、free TDl(Tolyene diisocyanate)在0.3ppm以下的聚氨酯樹脂(polyurethaneresin)所組成。
參閱圖1-圖3，本發明的製造方法包括如下步驟(一)、初步配料混合選取聚氨甲酸酯樹脂65-70重量份數與黑煙0.3-0.7重量份數混合攪拌均勻；(二)、高速研磨通過研磨裝置10將該聚氨酯樹脂與黑煙所混合的具有粘性的混合液高速研磨均勻，如圖1所示，本實施例中，該研磨裝置10系分別為三個滾筒呈並排接觸而成，該三滾筒彼此間的滾筒速度差約為1∶2∶3，藉由該三滾筒的速度差以研磨貼附於三滾筒表面上的混合液，且於三滾筒的一側設有一刮除元件11，將經過研磨後的混合液刮離三滾筒，該研磨裝置10亦可由其它相當的研磨元件予以取代。
(三)、二次配料經過研磨後的混合液中加入炭粉1.5-2.0份、導電纖維0.07-0.09份及無機微空心球28-32份；(四)、混合攪拌；經過低速高黏度攪拌裝置20充分混合攪拌均勻，如圖2所示，即製成所需的漿狀半成品，本實施例中，該攪拌裝置20為一中空筒21，該中空筒21中心設有一攬拌軸22，沿該中空筒21內壁設有一刮除元件23，以順利進行攪拌的作用，攪拌時，該中空筒21系與攪拌軸22呈一反向慢速旋轉，以避免破壞其各成份；(五)、塗覆成型將該漿狀的半成品依實際需求的強度或纖維多寡，以刷塗或積層的方式，覆蓋於摸具或被塗物的表面上成型；
(六)、乾燥成品；置於通風處，以自然乾燥或加熱強制乾燥方式進行的乾燥，所得的乾燥固體片即為本發明的介電性電磁波吸收材料的成品。
如此，用本發明的方法製成的具電雙極電磁波吸收材料的成品可廣泛應用於行動電話中的天線上，使用者耳朵在與天線最接近處，可藉由該電磁波吸收材料將電磁波轉變成熱能，以解決電磁波對使用者所造成的傷害，該電磁波吸收材料的吸收原理如下；當外加異動電場(alternating electric field)作用於介電材料(dielectric material)時，其表面因電雙極的交互震蕩(oscillationof the dipoles with field)，將有感應交互電流(alternatingdisplacement)產生，跟據高斯定率D-=]]>其中是微分向量算子(nabla)；D是電通量密度(theelectric fluxdensity)，單位(c/m2)；p是電荷電密度(theelectric chargedensity)，單位(c/m3)。
由高斯定率可知，該感應交互電流的互相抵消，將使電磁波轉變成熱能，此即為介電材料的介電損失(dielectric loss)，亦是該材料對電磁波的吸收現象。
該電磁波吸收材料亦可將雷達波吸收，令其無法返回接收器，而達到隱形的目的，軍事單位更可用該電磁波吸收材料覆蓋於武器或載俱表面，而達到隱蔽偽裝的效果。
權利要求
1.一種介電性電磁波吸收材料，其特徵在於該介電性電磁波吸收材料由重量份數為1.2-2.5份的炭粉、0.3-1.0份的黑煙、0.05-0.1份的導電纖維、25-35份的無機微空心球及62-74份的聚氨酯樹脂所組成。
2.如權利要求1所述的介電性電磁波吸收材料，其特徵在於該導電纖維為具電雙極的材料元件，其直徑為1-3毫微米、長為3-6毫米。
3.如權利要求1所述的介電性電磁波吸收材料，其特徵在於該無機微空心球為直徑40-80微米、比重0.2-0.3、耐壓大於1000psi的無機微空心球。
4.如權利要求1所述的介電性電磁波吸收材料，其特徵在於該聚氨酯樹脂為聚氨基甲酸酯樹脂。
5.一種介電性電磁波吸收材料的製造方法，其特徵在於該製造方法包括如下步驟(一)、初步配料混合選取聚氨酯樹脂62-74重量份數與黑煙0.3-1重量份數混合攪拌均勻；(二)、高速研磨通過研磨裝置將該聚氨酯樹脂與黑煙所混合的具有粘性的混合液高速研磨均勻；(三)、二次配料經過研磨後的混合液中加入炭粉1.2-2.5份、導電纖維0.05-0.1份及無機微空心球25-35份；(四)、混合攪拌；經過低速高黏度攪拌裝置充分混合攪拌均勻，即製成所需的漿狀半成品；(五)、塗覆成型將該漿狀的半成品依實際需求的強度或纖維多寡，覆蓋於摸具或被塗物的表面上成型；(六)、乾燥成品，置於通風處乾燥，所得的乾燥固體片即為本發明的介電性電磁波吸收材料的成品。
6.如權利要求5所述的介電性電磁波吸收材料的製造方法，其特徵在於該研磨裝置為三個滾筒呈並排接觸而成，該三滾筒彼此間的滾筒速度分別具一速度差，藉由該速度差以研磨貼附於滾筒表面上的混合液，且於三滾筒的一側設有刮除元件，將經過研磨後的混合液刮離。
7.如權利要求5所述的介電性電磁波吸收材料的製造方法，其特徵在於該攪拌裝置為中空筒的中心設有攬拌軸，沿該中空筒內壁設有刮除元件，以順利進行攪拌的作用，且該中空筒與攪拌軸呈反向慢速旋轉，以避免破壞其各成份。
8.如權利要求5所述的介電性電磁波吸收材料的製造方法，其特徵在於該半成品依需求的強度或纖維多寡，以刷塗或積層的方式覆蓋於模具或被塗物的表面上。
9.如權利要求5所述的介電性電磁波吸收材料的製造方法，其特徵在於該乾燥包括自然或加熱強制的方式進行乾燥。
10.如權利要求5所述的介電性電磁波吸收材料的製造方法，其特徵在於該導電纖維為具電雙極的材料元件，其直徑為1-3毫微米、長為3-6毫米。
11.如權利要求5所述的介電性電磁波吸收材料的製造方法，其特徵在於該無機微空心球為直徑40-80微米、比重0.2-0.3、耐壓大於1000psi的無機微空心球。
12.如權利要求5所述的介電性電磁波吸收材料的製造方法，其特徵在於該聚氨酯樹脂為聚氨基甲酸酯樹脂。
13.一種介電性電磁波吸收材料的應用，其特徵在於該介電性電磁波吸收材料的成品適用於行動電話中的天線上。
14.如權利要求13所述的介電性電磁波吸收材料的應用，其特徵在於該介電性電磁波吸收材料的成品適用於吸收雷達波，令其無法返回接受器的物體表面。
15.如權利要求13所述的介電性電磁波吸收材料的應用，其特徵在於該介電性電磁波吸收材料的成品適用於軍事單位覆蓋於武器或載具表面而達到隱蔽偽裝。
全文摘要
一種介電性電磁波吸收材料及其製造方法和應用,先將聚氨酯樹脂與黑煙混合攪拌將其研磨均勻,再加入炭粉、導電纖維及無機微空心球,經低速高粘度攪拌混合製成漿狀半成品,再將該半成品覆蓋於模具或被塗物的表面乾燥,即形成介電性電磁波吸收材料成品,其可將電磁波轉變成熱能,防止電磁波對電子電路所造成的幹擾或對人體的傷害,還適用於軍事單位覆蓋於武器或載具表面,達到隱蔽偽裝的效果。
文檔編號H01B3/42GK1338760SQ0012129
公開日2002年3月6日 申請日期2000年8月10日 優先權日2000年8月10日
發明者陳國梁 申請人:陳國梁