本发明涉及吸波材料技术领域，且特别涉及一种吸波粉末涂料及其制备方法。
背景技术：
随着电子工业和无线通信技术的快速发展，各种电子电气设备广泛地应用于国民经济、军事以及人们日常生活的各个领域。与此同时，信息时代电子电器产品的广泛应用已形成了复杂的电磁环境，也带来了大量的负面效应，电子电气产品在运行的过程中，或多或少地向外辐射电磁波，从而可能对其他电子电气产品产生干扰，甚至造成严重的危害。
同时，通信设备和数字化产品使用的电磁波频率越来越高，这些电子产品本身也向外发射电磁波，电磁辐射对人体的危害远超出人们的想象，严重影响着人类的健康，电磁辐射污染已成为继空气污染、噪音污染和水资源污染之后威胁人类生存环境的第四大公害。随着人民生活水平的不断提高，使得在追求生活高质量的同时，有关电磁辐射对人体的危害，也已经越来越引起人们的高度重视。
因此解决电磁污染的吸波材料的研究和应用成为人们研究的人点，吸波材料在隐身技术以及人体防护方面已经有了广泛的应用。其中吸波涂料因其制备简单、施工方便不会造成二次电磁污染等优势在电磁吸收和电磁兼容上的应用越来越广泛。
但由于目前所使用的吸波涂料大多数属于有机溶剂型体系，有机溶剂易挥发，具有强烈的刺激性气味，对环境、对施工人员的身心健康都会造成伤害，不适合大规模的使用，也不符合环境友好可持续性发展的要求。
技术实现要素：
本发明的目的之一在于提供一种吸波粉末涂料，该粉末涂料不含溶剂且以细微粉末状态存在，施工使用时其voc排放量为0，具有无溶剂、无污染、可回收、环境友好、节省能源和资源的特点。
本发明的目的之二在于提供一种上述吸波粉末涂料的制备方法，该方法采用溶解法制备聚酰胺树脂粉末，可得到粒径分布均匀且更接近球形的粉末，大大提高后期涂层的平整度；采用聚酰胺树脂对吸收剂进行包覆，可提高吸收剂与基体树脂的相容性，提高涂层的力学性能。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：
本发明提出一种吸波粉末涂料，其原料包括55-85重量份的聚酰胺树脂、10-40重量份的吸收剂和1-5重量份的抗氧剂。
优选地，吸收剂包括非金属类吸收剂。
优选地，抗氧剂包括尼龙用抗氧剂。
本发明还提出一种上述吸波粉末涂料的制备方法，其包括以下步骤：将聚酰胺树脂分为第一聚酰胺树脂和第二聚酰胺树脂；将第一聚酰胺树脂制备聚酰胺树脂粉末；将吸收剂与第二聚酰胺树脂制备包覆有聚酰胺树脂的吸收剂粉末；混合聚酰胺树脂粉末、包覆有聚酰胺树脂的吸收剂粉末与抗氧剂。
优选地，第一聚酰胺树脂与第二聚酰胺树脂的质量比为(6：4)-(8：2)。
本发明较佳实施例提供的吸波粉末涂料及其制备方法的有益效果是：
1)本发明较佳实施例提供的吸波粉末涂料为不含溶剂，100％固体粉末状涂料，在施工使用时其voc排放量为0，符合绿色环保可持续性发展的要求；
2)制备过程中采用聚酰胺树脂对吸收剂进行包覆，可提高吸收剂与基体树脂的相容性，提高涂层的力学性能指标；
3)本发明采用溶解的方法制备得到树脂粉末，与传统的低温破碎法相比，得到的粉末粒径分布更均匀，形状更接近球形，有利于后期涂层平整度的提高。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的吸波粉末涂料及其制备方法进行具体说明。
本发明实施例提供的吸波粉末涂料的原料包括55-85重量份的聚酰胺树脂、10-40重量份的吸收剂和1-5重量份的抗氧剂。
其中，聚酰胺树脂为涂料体系中的成膜物质，吸收剂为功能性填料，具有电磁波吸收效果，抗氧剂能够在粉末涂料后期高温烘烤流平过程中保证尼龙树脂不被热氧化，保证涂层的机械性能不会因为聚酰胺的热氧化降解而大幅度降低。
作为可选地，聚酰胺树脂包括聚酰胺6树脂、聚酰胺66树脂、聚酰胺11树脂、聚酰胺1010树脂和聚酰胺54树脂中的至少一种。本发明实施例中之所以优选上述几种聚酰胺树脂，一方面在于上述几种聚酰胺树脂来源较广，成本适中，另一方面鉴于聚酰胺树脂根据其分子链段结构的不同，其性能各有优劣，上述几种类型的聚酰胺树脂具有良好的综合性能，能够作为较佳的成膜物质。
作为可选地，吸收剂包括非金属类吸收剂，例如包括石墨烯、导电炭黑、纳米碳管、碳化硅、氧化锌晶须和多孔碳中的至少一种。本发明实施例所选的吸收剂均作为非金属类吸收剂，与现有常用的铁基吸收剂相比，较具有低填充量、低密度、吸收效果好等特点。此外，本发明方案中的吸波涂料为粉末涂料体系，后期涂装时具有高温烘烤自流平的过程，若采用现有常用的高密度、高填充量的铁基吸收剂，会导致后期的流平过程较为困难。
作为可选地，抗氧剂包括尼龙用抗氧剂，例如汽巴抗氧剂irgaox1098或汽巴抗氧剂irgaox1076。
此外，本发明实施例还提供了一种上述吸波粉末涂料的制备方法，例如可以包括以下步骤：将聚酰胺树脂分为第一聚酰胺树脂和第二聚酰胺树脂；将第一聚酰胺树脂制备聚酰胺树脂粉末；将吸收剂与第二聚酰胺树脂制备包覆有聚酰胺树脂的吸收剂粉末；混合聚酰胺树脂粉末、包覆有聚酰胺树脂的吸收剂粉末与抗氧剂。
之所以将聚酰胺树脂分为两部分，其原因在于，第一部分的第一聚酰胺树脂主要用于作为涂料体系中的粘合剂，而第二部分的第二聚酰胺树脂则是用于包覆吸收剂，从而提高吸收剂与基体树脂的相容性，进而涂层的力学性能指标。
优选地，上述第一聚酰胺树脂与第二聚酰胺树脂的质量比为(6：4)-(8：2)。
上述聚酰胺树脂粉末可经以下步骤得到：将第一聚酰胺树脂溶于有机溶剂，干燥。作为可选地，上述有机溶剂例如可以包括无水乙醇、甲酸和甲苯中的任意一种。
优选地，有机溶剂采用无水乙醇。无水乙醇与甲酸和甲苯相比，甲酸腐蚀性较高，容易损坏设备，甲苯具有毒性不适合大批量的使用，而无水乙醇毒性低且廉价易得，因此优选无水乙醇。
优选地，第一聚酰胺树脂与有机溶剂的质量比为20-60：100。
优选地，第一聚酰胺树脂于120-160℃的条件下溶于有机溶剂。
具体地，例如可将第一聚酰胺树脂与无水乙醇按照质量比20-60：100的比例投入到高压釜中，设定溶解温度为120-160℃，在搅拌条件(500-800rpm)下溶解2-5h后，降温到40℃左右，以保障可以安全进行开釜操作，然后抽滤、干燥，得到聚酰胺树脂粉末。
进一步地，上述包覆有聚酰胺树脂的吸收剂粉末可经以下步骤得到：混合第二聚酰胺树脂、无水乙醇-氯化钙络合溶剂以及吸收剂，干燥。优选地，上述第二聚酰胺树脂与无水乙醇-氯化钙络合溶剂的质量比为20-50：100。
优选地，该步骤中的干燥采用喷雾干燥。通过使用喷雾干燥的方法可以直接使溶液、乳浊液干燥成粉状或颗粒状制品，以省去蒸发和粉碎等工序，非常适用于本发明方案中的粉末体系。
较佳地，上述包覆有聚酰胺树脂的吸收剂粉末是先将第二聚酰胺树脂溶于无水乙醇-氯化钙络合溶剂，然后再与吸收剂混合，干燥而得。其中，无水乙醇-氯化钙络合溶剂能够在常压条件下溶解聚酰胺树脂，通过将第二聚酰胺树脂先溶于无水乙醇-氯化钙络合溶剂，可进一步提高第二聚酰胺树脂与吸收剂的相容性。
优选地，第二聚酰胺树脂于75-85℃的条件下溶于无水乙醇-氯化钙络合溶剂。
具体地，例如可将第二聚酰胺树脂与无水乙醇-氯化钙络合溶剂按质量比为20-50：100投入反应釜中，常压(1.013×105p)下设定溶解温度为75-85℃(优选为80℃)，在搅拌条件(500-800rpm)下回流溶解4-6h，待第二聚酰胺树脂完全溶解后，加入吸收剂，搅拌1-2h后将溶液进行喷雾干燥，即可得到表面包覆有聚酰胺树脂的吸收剂粉末。
其中，无水乙醇-氯化钙络合溶剂可经以下步骤得到：混合无水乙醇与氯化钙，回流溶解。
优选地，无水乙醇与氯化钙的质量比为100：50-80。
优选地，回流溶解的温度为75-85℃。
具体地，例如可将无水乙醇与氯化钙粉末按照质量比100：50-80的比例投入反应釜中，常压状态下设定溶解温度为75-85℃(优选为80℃)，在搅拌条件(500-800rpm)下进行回流溶解，待氯化钙粉末完全溶解后，即得到无水乙醇-氯化钙络合溶剂。
值得说明的是，吸波粉末涂料的制备过程中，所有溶解过程均优选伴有搅拌，搅拌转速例如可为500-800rpm。
进一步地，将上述制备得到的聚酰胺树脂粉末、包覆有聚酰胺树脂的吸收剂粉末与抗氧剂按配比投入搅拌机中，混合10-30min，过筛，即可得到吸波粉末涂料。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
先将55质量份的聚酰胺6树脂分为33质量份和22质量份两份，其中33质量份的聚酰胺6树脂与200质量份的无水乙醇混合后投入到高压反应釜中，设定溶解温度为120℃，在500rpm转速的搅拌条件下溶解2h后，冷却至40℃，抽滤，干燥后得到聚酰胺6树脂粉末。
将无水乙醇与氯化钙粉末按照质量比100：50的比例投入到反应釜中，常压状态下设定溶解温度为80℃，在500rpm转速的搅拌条件下进行回流溶剂，待氯化钙粉末完全溶解后，得到无水乙醇-氯化钙络合溶剂。
取剩下22份聚酰胺6树脂与100质量份的无水乙醇-氯化钙络合溶剂混合后投入到反应釜中，常压状态下设定溶解温度为80℃，在500rpm转速的搅拌的条件下进行回流溶解4h，待聚酰胺树脂完全溶解后，加入40质量份的碳化硅粉末，继续搅拌1h后，将溶液进行喷雾干燥处理，得到表面包覆有聚酰胺6树脂的碳化硅粉末。
最后将制备得到的聚酰胺6树脂粉末、表面包覆有聚酰胺6树脂的碳化硅粉末以及5质量份的汽巴抗氧剂irgaox1098投放到高速搅拌机中，设定搅拌速度为1500rpm，混合30min，过150目筛网，即可得到吸波粉末涂料。
将粉末涂料采用静电涂装的工艺喷涂到180mm×180mm的铝板上，涂层厚度为1.5mm，涂层在8-18ghz波段范围内反射率≤-8db。
实施例2
先将85质量份的聚酰胺66树脂分为51质量份和34质量份两份，其中51质量份的聚酰胺66树脂与100质量份的无水乙醇混合后投入到高压反应釜中，设定溶解温度为160℃，在800rpm转速的搅拌条件下溶解5h后，冷却至40℃，抽滤干燥后得到聚酰胺66树脂粉末。
将无水乙醇与氯化钙粉末按照质量比100：80的比例投入到反应釜中，常压状态下设定溶解温度为80℃，在800rpm转速的搅拌条件下进行回流溶剂，待氯化钙粉末完全溶解后得到无水乙醇-氯化钙络合溶剂。
取剩下34份聚酰胺66树脂与100质量份的无水乙醇-氯化钙络合溶剂混合后投入到反应釜中，常压状态下设定溶解温度为80℃，在800rpm转速的搅拌的条件下进行回流溶解6h，待聚酰胺树脂完全溶解后，加入14质量份的石墨烯粉末，继续搅拌2h后，将溶液进行喷雾干燥处理，得到表面包覆有聚酰胺66树脂的石墨烯粉末。
最后将制备得到的聚酰胺66树脂粉末、表面包覆有聚酰胺66树脂的石墨烯粉末以及1质量份的汽巴抗氧剂irgaox1098投放到高速搅拌机中，设定搅拌速度为1500rpm，混合15min，过150目筛网，即可得到吸波粉末涂料。
将粉末涂料采用静电涂装的工艺喷涂到180mm×180mm的铝板上，涂层厚度为2.0mm，涂层在8-12ghz波段范围内反射率≤-15db。
实施例3
先将65质量份的聚酰胺11树脂分为55质量份和10质量份两份，其中55质量份的聚酰胺11树脂与100质量份的无水乙醇混合后投入到高压反应釜中，设定溶解温度为135℃，在600rpm转速的搅拌条件下溶解3h后，冷却至40℃，抽滤干燥后得到聚酰胺11树脂粉末。
将无水乙醇与氯化钙粉末按照质量比100：60的比例投入到反应釜中，常压状态下设定溶解温度为80℃，在600rpm转速的搅拌条件下进行回流溶剂，待氯化钙粉末完全溶解后得到无水乙醇-氯化钙络合溶剂。
取剩下10份聚酰胺11树脂与50质量份的无水乙醇-氯化钙络合溶剂混合后投入到反应釜中，常压状态下设定溶解温度为80℃，在600rpm转速的搅拌的条件下进行回流溶解5.5h，待聚酰胺树脂完全溶解后，加入32质量份的导电炭黑粉末，继续搅拌1.5h后，将溶液进行喷雾干燥处理，得到表面包覆有聚酰胺11树脂的导电炭黑粉末。
最后将制备得到聚酰胺11树脂粉末、包覆有聚酰胺11树脂的导电炭黑粉末以及3质量份的汽巴抗氧剂irgaox1076投放到高速搅拌机中，设定搅拌速度为1500rpm，混合20min，过150目筛网，即可得到吸波粉末涂料。
将粉末涂料采用静电涂装的工艺喷涂到180mm×180mm的铝板上，涂层厚度为1.0mm，涂层在2-8ghz波段范围内反射率≤-8db。
实施例4
先将80质量份的聚酰胺1010树脂分为40质量份和40质量份两份，其中40质量份的聚酰胺1010树脂与100质量份的无水乙醇混合后投入到高压反应釜中，设定溶解温度为145℃，在650rpm转速的搅拌条件下溶解4h后，冷却至40℃，抽滤干燥后得到聚酰胺1010树脂粉末。
将无水乙醇与氯化钙粉末按照质量比100：50的比例投入到反应釜中，常压状态下设定溶解温度为80℃，在650rpm转速的搅拌条件下进行回流溶剂，待氯化钙粉末完全溶解后得到无水乙醇-氯化钙络合溶剂。
取剩下40份聚酰胺1010树脂与100质量份的无水乙醇-氯化钙络合溶剂混合后投入到反应釜中，常压状态下设定溶解温度为80℃，在650rpm转速的搅拌的条件下进行回流溶解4.5h，待聚酰胺树脂完全溶解后，加入15质量份的纳米碳管粉末，继续搅拌1h后，将溶液进行喷雾干燥处理，得到表面包覆有聚酰胺1010树脂的纳米碳管粉末。
最后将制备得到聚酰胺1010树脂粉末、表面包覆有聚酰胺1010树脂的纳米碳管粉末以及5质量份的汽巴抗氧剂irgaox1076投放到高速搅拌机中，设定搅拌速度为1500rpm，混合10min，过150目筛网，即可得到吸波粉末涂料。
将粉末涂料采用静电涂装的工艺喷涂到180mm×180mm的铝板上，涂层厚度为1.0mm，涂层在8-12ghz波段范围内反射率≤-10db。
实施例5
先将85质量份的聚酰胺54树脂分为55质量份和30质量份两份，其中55质量份的聚酰胺54树脂与100质量份的无水乙醇混合后投入到高压反应釜中，设定溶解温度为155℃，在800rpm转速的搅拌条件下溶解2.5h后，冷却至40℃，抽滤干燥后得到聚酰胺54树脂粉末。
将无水乙醇与氯化钙粉末按照质量比100：70的比例投入到反应釜中，常压状态下设定溶解温度为80℃，在800rpm转速的搅拌条件下进行回流溶剂，待氯化钙粉末完全溶解后得到无水乙醇-氯化钙络合溶剂。
取剩下30份聚酰胺54树脂与100质量份的无水乙醇-氯化钙络合溶剂混合后投入到反应釜中，常压状态下设定溶解温度为80℃，在800rpm转速的搅拌的条件下进行回流溶解4h，待聚酰胺树脂完全溶解后，加入10质量份的多孔碳粉末，继续搅拌1h后，将溶液进行喷雾干燥处理，得到表面包覆有聚酰胺54树脂的多孔碳粉末。
最后将制备得到聚酰胺54树脂粉末、表面包覆有聚酰胺54树脂的多孔碳粉末以及5质量份的汽巴抗氧剂irgaox1098投放到高速搅拌机中，设定搅拌速度为1500rpm，混合15min，过150目筛网，即可得到吸波粉末涂料。
将粉末涂料采用静电涂装的工艺喷涂到180mm×180mm的铝板上，涂层厚度为3.0mm，涂层在2-8ghz波段范围内反射率≤-12db。
实施例6
先将60质量份的聚酰胺11树脂分为42质量份和18质量份两份，其中42质量份的聚酰胺11树脂与210质量份的无水乙醇混合后投入到高压反应釜中，设定溶解温度为130℃，在700rpm转速的搅拌条件下溶解3h后，冷却至40℃，抽滤干燥后得到聚酰胺11树脂粉末。
将无水乙醇与氯化钙粉末按照质量比100：60的比例投入到反应釜中，常压状态下设定溶解温度为75℃，在600rpm转速的搅拌条件下进行回流溶剂，待氯化钙粉末完全溶解后得到无水乙醇-氯化钙络合溶剂。
取剩下30份聚酰胺11树脂与100质量份的无水乙醇-氯化钙络合溶剂混合后投入到反应釜中，常压状态下设定溶解温度为80℃，在700rpm转速的搅拌的条件下进行回流溶解5h，待聚酰胺树脂完全溶解后，加入28质量份的氧化锌晶须粉末，继续搅拌1.5h后，将溶液进行喷雾干燥处理，得到表面包覆有聚酰胺11树脂的氧化锌晶须粉末。
最后将制备得到聚酰胺11树脂粉末、表面包覆有聚酰胺11树脂的氧化锌晶须粉末以及2质量份的汽巴抗氧剂irgaox1098投放到高速搅拌机中设定搅拌速度为1500rpm，混合15min，过150目筛网，即可得到吸波粉末涂料。
将粉末涂料采用静电涂装的工艺喷涂到180mm×180mm的铝板上，涂层厚度为1.3mm，涂层在26.5-40ghz波段范围内反射率≤-15db。
实施例7
先将70质量份的同时含有聚酰胺6树脂和聚酰胺11树脂的聚酰胺树脂分为40质量份和30质量份两份。其中40质量份的聚酰胺树脂与100质量份的无水乙醇混合后投入到高压反应釜中，设定溶解温度为130℃，在600rpm转速的搅拌条件下溶解3h后，冷却至40℃，抽滤干燥后得到聚酰胺树脂粉末。
将无水乙醇与氯化钙粉末按照质量比100：50的比例投入到反应釜中，常压状态下设定溶解温度为75℃，在600rpm转速的搅拌条件下进行回流溶剂，待氯化钙粉末完全溶解后得到无水乙醇-氯化钙络合溶剂。
取剩下30份聚酰胺树脂与60质量份的无水乙醇-氯化钙络合溶剂混合后投入到反应釜中，常压状态下设定溶解温度为75℃，在600rpm转速的搅拌的条件下进行回流溶解5h，待聚酰胺树脂完全溶解后，加入30质量份的氧化锌晶须粉末，继续搅拌1.5h后，将溶液进行喷雾干燥处理，得到表面包覆有聚酰胺树脂的氧化锌晶须粉末。
最后将制备得到聚酰胺树脂粉末、表面包覆有聚酰胺树脂的氧化锌晶须粉末以及4质量份的汽巴抗氧剂irgaox1076投放到高速搅拌机中设定搅拌速度为1500rpm，混合30min，过150目筛网，即可得到吸波粉末涂料。
将粉末涂料采用静电涂装的工艺喷涂到180mm×180mm的铝板上，涂层厚度为1.3mm，涂层在26.5-40ghz波段范围内反射率≤-13db。
实施例8
先将70质量份的聚酰胺11树脂分为56质量份和14质量份两份，其中56质量份的聚酰胺11树脂与93质量份的无水乙醇混合后投入到高压反应釜中，设定溶解温度为130℃，在700rpm转速的搅拌条件下溶解3h后，冷却至40℃，抽滤干燥后得到聚酰胺11树脂粉末。
将无水乙醇与氯化钙粉末按照质量比100：50的比例投入到反应釜中，常压状态下设定溶解温度为85℃，在700rpm转速的搅拌条件下进行回流溶剂，待氯化钙粉末完全溶解后得到无水乙醇-氯化钙络合溶剂。
取剩下14份聚酰胺11树脂与40质量份的无水乙醇-氯化钙络合溶剂混合后投入到反应釜中，常压状态下设定溶解温度为85℃，在700rpm转速的搅拌的条件下进行回流溶解5h，待聚酰胺树脂完全溶解后，加入30质量份的氧化锌晶须粉末和导电炭黑的混合物，继续搅拌1.5h后，将溶液进行喷雾干燥处理，得到表面包覆有聚酰胺11树脂的吸收剂粉末。
最后将制备得到聚酰胺11树脂粉末、表面包覆有聚酰胺11树脂的吸收剂粉末以及4质量份的汽巴抗氧剂irgaox1098投放到高速搅拌机中设定搅拌速度为1500rpm，混合30min，过150目筛网，即可得到吸波粉末涂料。
将粉末涂料采用静电涂装的工艺喷涂到180mm×180mm的铝板上，涂层厚度为1.3mm，涂层在26.5-40ghz波段范围内反射率≤-14db。
综上所述，本发明实施例提供的吸波粉末涂料不含溶剂且以细微粉末状态存在，施工使用时其voc排放量为0，具有无溶剂、无污染、可回收、环境友好、节省能源和资源的特点。其采用溶解法制备聚酰胺树脂粉末，可得到粒径分布均匀且更接近球形的粉末，大大提高后期涂层的平整度；采用聚酰胺树脂对吸收剂进行包覆，可提高吸收剂与基体树脂的相容性，提高涂层的力学性能。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。