一种屏蔽罩的制作方法

本实用新型属于电磁屏蔽领域，具体涉及一种基于液态金属的撑杆式柔性屏蔽罩。

背景技术：

随着通信技术的迅速发展，电磁干扰和电磁污染的问题也日益突出，在复杂电磁环境中，不仅电子设备会受到干扰导致失效，还会给人体造成伤害。有效进行电磁屏蔽，对通信领域和国防领域都有着至关重要的作用。

电磁屏蔽是指利用屏蔽材料对两个空间进行隔离，以衰减甚至阻隔电场、磁场和电磁波由一个区域向另一个区域的感应或辐射。屏蔽材料能够吸收或反射电磁波，常用的屏蔽材料为金属材料、高分子材料和复合材料。由于金属具有优良的导电性，因此成为选择屏蔽材料的主要对象。然而，由于金属屏蔽罩大都采用冲压方法制成，其形状无法改变，占用空间且不便于携带。因此，发展柔性屏蔽材料以替代传统屏蔽材料成为了电磁屏蔽领域研究的热点问题。

近年来，一些高分子材料包括表面导电材料、导电塑料和导电涂料等，采用金属喷镀、电镀、贴金属膜、复合填充、喷涂等手段制备，受工艺、稳定性、抗氧化性等因素影响，其屏蔽性能差别很大，一定程度上限制了其应用。

技术实现要素：

本实用新型利用液态金属材料的导电性和低熔点性，提出了一种基于液态金属的撑杆式柔性屏蔽罩。

本实用新型的技术方案如下：

一种屏蔽罩，包括上、下柔性绝缘层，位于上、下柔性绝缘层之间的导电涂层，与所述导电涂层电气连接的接地导线，所述屏蔽罩边缘密封并留有便于撑杆自由抽插的空腔。

所述屏蔽罩的厚度、面积可依据屏蔽对象大小进行相适应调整，在具体层结构设计时，还需要考虑柔韧性、成本、使用是否便利、导电涂层与柔性绝缘层厚度匹配度等等因素。通常来讲，所述屏蔽罩的上、下柔性绝缘层的厚度分别在0.01-0.3mm之间，导电涂层的厚度通常在0.02-0.3mm之间。本实用新型中，为了保证最佳屏蔽效果，限定上柔性绝缘层、液态金属导电涂层、下柔性绝缘层的厚度比例为1-3：2-3：1-3。

优选地，所述屏蔽罩的上、下柔性绝缘层的厚度分别在0.2-0.3mm之间，导电涂层的厚度在0.2-0.3mm之间。

下面对本实用新型所述屏蔽罩的具体结构作进一步说明：

所述上、下柔性绝缘层是由高分子材料制得，所述高分子材料选自聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚苯二甲酸乙二酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯中的一种或两种以上；优选聚二甲基硅氧烷。此外，为了获得理想的柔性绝缘层，建议在使用聚二甲基硅氧烷(PDMS)时配合硅胶固化剂一起使用，以进一步提高柔性绝缘层的柔韧性，使其不易折断，可塑型强，适用性广；所述硅胶固化剂为缩聚型双组份硅橡胶(RTV-2)交联剂，其用量为聚二甲基硅氧烷质量的1/10。

所述导电涂层由两种或两种以上的液态金属制得，所述液态金属选自具有吸附特性的液态金属，如镓、铟、锡、铋等；在本实用新型中，考虑吸附性，成本，操作便利等综合因素，所述导电涂层优选由镓铟合金、镓基合金、铟基合金或铋基合金制得；进一步优选稼铟合金，相比其他液态金属合金，稼铟合金具有电导率更高、熔点更低、更便于喷涂等优点。其中，所述稼铟合金中镓：铟的质量比为3-10：1；优选3-4:1。

本实用新型所提供的屏蔽罩可根据实际需要搭建成各种立体形状，优选为长方体、拱形、伞形等，可包裹在大小不同的仪器周围。

所述撑杆可选用玻璃纤维杆、碳素杆、碳纤维杆、树脂杆等机械性能较好的材质制得。所述撑杆形状为弯杆(撑起来类似帐篷)、直杆；直径通常为3-8mm。

所述接地导线为本领域常用的金属导线，如铜、铝或其他固体金属材质。

所述屏蔽罩的制备工艺如下：

1)将高分子材料与硅胶固化剂混合均匀，随后将混合液的一半均匀涂抹在玻璃表面，置于75℃的加热箱中加热一小时；当混合液凝固后将其取出，得到下层柔性绝缘层；

2)将塑料片或金属掩膜板之类能够限定喷涂范围的框架置于下层柔性绝缘层之上，随后使用液态金属喷枪将液态金属均匀喷涂在柔性绝缘层上，形成导电涂层，并用接地导线引出；

3)在下层柔性绝缘层的两侧放置两条细长的塑料片，将步骤1)另一半混合液均匀涂抹在导电涂层上，并覆盖至下层柔性绝缘层的边缘，然后将其放置在75℃的加热箱中加热一小时，凝固后，将塑料片或金属掩膜板抽出，封装，两侧留下撑杆插入的空腔，底部留下接地导线。至此，屏蔽罩制备完成。为了便于运输，不使用屏蔽罩时可将撑杆取出，单独收纳，而在使用屏蔽罩时，将其插入屏蔽罩两侧空腔内，依据实际需要支撑所需要的形状。

其中，所述导电涂层的制备方法如下：

S1、将各液态金属原料熔化、混匀，得到粗制的液态金属合金；

S2、向粗制的液态金属合金中加入碱液除去制备过程中生成的氧化物，分离，得到纯金属态的液态金属合金；

S3、将纯金属态的液态金属合金进行微氧化处理；

S4，将S3得到的液态金属合金喷涂在柔性绝缘层表面形成导电涂层，静置氧化即得。

在上述导电涂层制备过程中，所述液态金属混匀可采用超声、搅拌等多种方式或相结合的方式。

所述碱液为质量浓度30％的NaOH溶液。

所述微氧化处理是指通过微量氧化反应法对液态金属合金进行改性处理。通常可将制得的液态金属合金置于室温大气环境中持续搅拌，使液态金属合金缓慢氧化。这一过程中，合金质量、搅拌时间、搅拌速率与氧化程度密切相关。经验证，当液态金属合金内氧元素质量分数达到0.02％-0.03％时，液态金属导电涂层的粘附性及导电性综合效果更佳。

本实用新型所述的屏蔽罩使用方便，灵活。在使用时，将撑杆插入到空腔中使其伸展成为固定形状；未使用时，将撑杆抽出，并将屏蔽罩收卷即可。

综上所述，本实用新型将采用液态金属封装技术，将液态金属屏蔽层封装在柔性绝缘薄膜中，结合不同的封装方法和撑杆形状，可以制备出具有不同功能、不同形状的液态金属撑杆式柔性屏蔽罩。相比于传统的屏蔽罩，液态金属撑杆式柔性屏蔽罩可以折叠，便于携带和使用等特点，工艺也较为简单。

附图说明

图1是屏蔽罩物理原理示意图。

图2是撑杆式柔性屏蔽罩立体结构单元示意图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

实施例1

参考图1、图2，本实用新型提出的基于液态金属撑杆式柔性屏蔽罩，包括上、下柔性绝缘层(1)，位于上、下柔性绝缘层之间的导电涂层(2)，与所述导电涂层电气连接的接地导线(4)及位于所述屏蔽罩边缘的撑杆(3)。

所述上、下柔性绝缘层(1)是两块厚度为0.2mm，宽为1m的正方形PDMS薄膜，四周封闭，用于封装液态金属涂层，具有较高的柔性；

所述导电涂层(2)是喷涂在上、下层柔性绝缘层之间的稼铟合金涂层，厚度0.2mm，宽为0.9m正方形涂层；

所述撑杆(3)由碳纤维杆制得的拱形圆柱杆，共两只，为液态金属屏蔽罩提供机械支撑；

所述接地导线(4)由铜制得，其与导电涂层(3)形成电气连接。

使用时，将撑杆插入到空腔中，使其伸展成为固定形状；未使用时将撑杆抽出，并将屏蔽罩收卷即可。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。