本文采用炭黑、石墨粉和石墨烯为导电材料调配出一种水性电磁屏蔽涂料，可做内墙底漆使用，对水泥、砂浆、腻子、石膏、砖石均有较强的附着力，电磁屏蔽涂料的为:导电浆料∶粘合剂基料=70%∶30%，石墨烯∶炭黑∶石墨粉=40%∶30%∶30%。经部门测试，在0.3MHz～40GHz频段的屏蔽效能40.1～62.3dB;将水性电磁屏蔽涂料应用于屏蔽室施工中，实测涂料墙200MHz～3.0GHz频段的屏蔽效能42～48dB，具备较好的屏蔽效果。
屏蔽室施工通常采用金属板焊接，尽管屏蔽效果好，但是造价偏高，不利于推广普及［1］;如果改用电磁屏蔽涂料施工，则造价显著降低，有利于大规模推广。水性电磁屏蔽涂料采用碳系导电材料和水性粘合剂配制而成，产品中不含银、铜、镍等金属颗粒，性，不会氧化生锈，屏蔽效能持久。水性电磁屏蔽涂料中不含苯、铅、汞等有害物质，毒溶剂，对人体和环境副作用，属于绿色建材。水性电磁屏蔽涂料可做内墙底漆使用，对水泥，砂浆、腻子、石膏、砖石、木材、布料均有优异的附着力，而且使用寿命长;在水性电磁屏蔽涂料干燥后，再涂刷白色或彩色内墙面漆，即可达到遮盖和美化效果。
水性电磁屏蔽涂料使用炭黑、石墨粉和石墨烯作为导电材料。采用液相剥离法来制备的石墨烯，产品纯度高，缺陷较少，导电性能优异［2］，与炭黑、石墨粉复合，导电性能良好，在电磁屏蔽涂料领域中具备较高的应用价值。
1实验部分
1.1试剂和仪器
乙炔炭黑:国产，表观比容≥14cm3/g，吸碘值≥460g/kg，电阻率≥2．0Ω·m;石墨粉:国产，纯度99.5%，粒度1000目;薄层石墨烯:国产，厚度1～10层，片径≤15μm，电导率100000S/m;多层石墨烯:美国，厚度20纳米，片径≤10μm，电导率100000S/m;丙烯酸粘合剂乳液:国产，含固量≥50%，粘度3000－4000mPa．s;无石棉纤维水泥板:测试建筑涂料标准板，规格150mm*70mm*4mm;IKAEUＲOSTAＲ60顶置式搅拌器;BrookfieldDV－I+数字粘度计;200ml立式砂磨机;ＲTS－9双电测四探针测试仪;BT－9300S激光粒度分布仪。
1.2水性电磁屏蔽涂料加工工艺
首先采用碳导电材料、分散剂、水等为原料，经混合、研磨，加工成导电浆料;然后将成膜剂、流平剂、防霉防腐剂与粘合剂乳液混合制成粘合剂基料;后将导电浆料和粘合剂基料按比例混合，调配成水性电磁屏蔽涂料。加工生产过程中无VOC排放、无副产和三废产生。(见图1)
1.3测试方法
外观、容器中状态、施工性、涂膜外观、干燥时间:参照GB/T9756－2009《合成树脂乳液内墙涂料》;附着力:GB/T9286－1998《色漆和清漆漆膜的划格试验》;方块电阻:采用ＲTS－9四探针测试仪;
表面电阻:采用表面电阻测试仪;刷涂厚度:采用数字千分尺法;黏度:采用Brookfield，4#转子，10rpm，20℃;
屏蔽效能(屏蔽材料):参照GJB6190－2008《电磁屏蔽材料屏蔽效能测量方法》;
屏蔽效能(屏蔽室):参照GB/T12190－2006《电磁屏蔽室屏蔽效能的测量方法》。
2结果与讨论
2.1研磨介质对导电材料粒径的影响:
导电材料采用炭黑:石墨粉=50%:50%，分散剂为BYK－190，砂磨机转数1430rpm，研磨时间1h，制得的导电浆料用激光粒度仪测定粒度分布，下面探讨不同材质研磨介质对导电材料粒径的影响规律。
从图2可知，1.0～1.5mm玻璃珠研磨效果较差，研磨后的碳导电材料粒度分布宽，粒径偏大;而1.0～1.2mm
氧化锆珠研磨效果明显改善，研磨后的碳导电材料粒度分布窄，平均粒度0.5～10μm，具有明显的双峰分布特征。
从图3可知，不同种类研磨介质的研磨效果排序为:氧化锆珠(95%)＞硅酸锆珠＞玻璃珠;其中，1.0～1.2mm氧化锆珠研磨效果，使用粒径较大或较小锆珠，研磨效果下降。将导电材料研磨成更小的颗粒，可以在电磁屏蔽涂料成膜后形成更多的导电网络，有利于提高导电性，屏蔽效果。
2.2导电材料用量对涂料导电性的影响
在调配电磁屏蔽涂料过程中，导电浆料与粘合剂基料的配比对涂料的导电性影响较大，采用上述2．1中制备的导电浆料为原料，与粘合剂基料按不同比例混合，调配出电磁屏蔽涂料，并测试导电性能，研究导电浆料用量对涂料导电性的影响规律。
从图4可知，随着导电浆料用量的增加，电磁屏蔽涂料的导电性迅速提高，方块电阻迅速下降;当导电浆料:粘合剂基料=70%∶30%时，方块电阻10Ω/□，导电性比较理想;继续增加导电浆料比例，导电性变化不大。所以，导电浆料:粘合剂基料的比例为70%∶30%。
2.3石墨烯对涂料导电性的影响
采用炭黑和石墨粉为导电材料，只能调配出方块电阻10Ω/□的电磁屏蔽涂料，下面利用石墨烯替代40%的炭黑和石墨粉，调配成电磁屏蔽涂料后测试导电性，研究石墨烯对涂料导电性的影响，图5、图6是添加石墨烯后的涂层SEM照片。
从图5、图6可以看出，石墨烯层状排列构成导电网络主体，炭黑和石墨粉填充到空隙中，形成更多的导电网络，进一步提升导电性。在添加生产的薄层石墨烯后，涂料导电性从10Ω/□提高到5～6Ω/□;添加美国生产的多层石墨烯，涂料导电性从10Ω/□提高到5Ω/□;添加石墨烯可使涂料导电性提高一倍。
2.4水性电磁屏蔽涂料测试结果
水性电磁屏蔽涂料在无石棉纤维水泥板(测试建筑涂料标准板)上涂刷，按照1.3中的测试方法检测各项应用性能，实测结果如表1所示。
经北京无线电计量测试研究所测试，在0.3MHz～40GHz频段，屏蔽效能40.1～62.3dB。
3实际施工效果
3.1施工方案
基材处理:水泥墙面需用腻子补平凹凸处，打磨平整，再刷一遍界面剂;搅拌涂料:水性电磁屏蔽涂料使用前需用600转/分钟搅拌器搅拌10min;施工方法:一般推荐滚涂，也可以刷涂、无气
喷涂;
涂刷用量:通常1kg涂料刷1～2m2墙面;表干时间:1～2h，实干时间16～24h(正常室温);
施工和保养条件:5～40℃，环境湿度＜85%，保养时间3天(25℃);
涂刷面漆:电磁屏蔽涂料干透后，再刷两遍内墙面漆。
3.2施工效果
在空军某部雷达站屏蔽室施工中，底漆涂刷水性电磁屏蔽涂料，面漆涂刷白色内墙乳胶漆，完工后墙壁洁白，遮盖效果良好，与普通装修无异，实现了屏蔽性能与装修效果的统一。
经北京无线电计量测试研究所现场测试，在200MHz～3.0GHz频段，涂料墙的屏蔽效能42～48dB，达到预期目标。
4结论
(1)当导电浆料∶粘合剂基料=70%∶30%，
炭黑∶石墨粉=50%∶50%时，可以调配出方块电阻10Ω/□的水性电磁屏蔽涂料;采用石墨烯∶炭黑∶石墨粉=40%∶30%∶30%的比例，涂料导电性可提高一倍。
(2)经部门测试，0.3MHz～40GHz频段，水性电磁屏蔽涂料的屏蔽效能40.1～62.3dB。
(3)将水性电磁屏蔽涂料应用于空军某雷达站屏蔽室施工中，实测200MHz－3.0GHz频段，涂料墙的屏蔽效能42～48dB，达到设计要求，获得用户。
