CN100360620C

CN100360620C - 一种屏蔽导电涂料/漆

Info

Publication number: CN100360620C
Application number: CNB2004100680590A
Authority: CN
Inventors: 杨建平
Original assignee: 杨建平
Current assignee: Shanghai Kuang Yu Polytron Technologies Inc
Priority date: 2004-11-11
Filing date: 2004-11-11
Publication date: 2008-01-09
Anticipated expiration: 2024-11-11
Also published as: CN1632001A

Abstract

本发明涉及一种屏蔽导电涂料/漆，以重量百分比计，包含下述组分：金属粉20～45%，粘接剂5～25%，成膜增强剂1～10%，增稠剂1～12%，溶剂20～25%，pH值调节剂0.5～2%，水5～20%，其中，成膜增强剂是羧甲基醋酸丁酸纤维素。本发明产品喷涂成膜时使片状导电粉紧密排列均匀，涂层具有高导电性及光洁度和遮盖度；本发明原料的优选和合理的配比，使其在极薄的涂层上电阻极小，具有很好的屏蔽效能；本发明导电涂料/漆具有低温快干性，优异的干膜附着力、密着度、耐磨性。

Description

一种屏蔽导电涂料/漆

技术领域：

本发明涉及一种化工电子材料，尤指一种屏蔽导电材料，应用于电子通信领域。

背景技术：

电磁波干扰是指因有害的电磁波使电子器件的正常功能受到干扰或引起障碍的现象，以下简称EMI。EMI能干扰几乎所有的电子电器的正常功能。此对静电放电对电子器件也有不良的影响，并对人体健康产生危害，无论对产品还是人类来讲都是一种电子污染。

产品性能和成本需求常使EMI问题无法在电子组件的选用上获得解决。因此产品机箱(外壳)及导线并加以屏蔽，以符合电磁兼容性的各种规范。其中应用越来越多的一种方法就是在外壳上喷涂一层专门用来屏蔽的涂层。

为使高分子塑料壳体具备抗电磁波辐射干扰和防数字通信信息泄漏，必须使用电磁屏蔽材料作为高分子塑料壳体表面涂层，消除和减轻电磁波干扰。而采用导电涂料/漆则是最有效、成本低、施工方便的技术途径之一。

电磁屏蔽导电涂料/漆采用可喷涂高分子新材料为基料，利用最新表面化学技术，将纳米/亚微米/微米级金属粉末高度分散到高分子结构中，既具有金属粉末高导电性和电磁屏蔽性，又具有高分子材料优秀粘着力、耐热耐湿性和表面光滑性。

EMI导电涂料/漆在电子工业高速发展的时代是一种防止电子污染所必须的防护性功能涂料，是目前高效技术发展领域中的新型化工电子材料。经济发达国家对它的研究十分活跃。我国在电磁屏蔽材料领域中较为落伍，尤其频率在10KHz～1GHz范围的电磁波屏蔽材料的研究刚刚起步，研究单位少，品种单一，电磁屏蔽性能低。

目前的导电涂料/漆大多属溶剂型，不环保，不符合ISO14001环境认证标准；由于采用了侵蚀性溶剂，对薄壁塑材易引起漆面皱裂和内塑材内引力的外爆现象，固液易分层，金属粉末均匀分布稳定性差，涂层厚，导电性和屏蔽性差。

目前其它品牌的纯银导电涂料/漆，膜厚需12.5μ～40μ，表面电阻率为0.15±0.25Ω/□。屏蔽率才65dB，在70℃温度下30分钟才能干燥(见实审参考资料-EXPAN公司相关产品技术指标，出自韩国EXPAN公司产品手册)

发明内容：

本发明所要解决的技术问题就在于克服现有技术中导电涂料/漆的不足，提供一种屏蔽导电涂料/漆。

一种屏蔽导电涂料/漆，其包含下述组分：(重量百分比)

金属粉 20～45％

粘接剂 5～25％

成膜增强剂 1～10％

增稠剂 1～12％

溶剂 20～25％

pH值调节剂 0.5～2％

水 5～20％

上述的金属粉可以依据屏蔽性能和不同的成本要求采用银粉、银包铜粉、镍粉、银包镍粉、铜粉、铝粉、银包铝粉之一或混合物。

上述金属粉颗粒直径是微米、亚微米、纳米级片状的。

上述的粘结剂可采用水基高分子聚氨酯(PUD)改性树脂或丙烯酸改性树脂，其对金属导电粉的粘接性好，对塑料具有优秀的附着力和表面光滑性，并体现出良好的化学稳定性和抗磨损性。

上述的成膜增强剂是采用羧甲基醋酸丁酸纤维素(CMCAB)或碳甲基纤维素，该CMCAB在特定的溶剂中具有一定的粘度，并具有触变性和流平功能，成膜时使片状导电粉紧密排列，提高涂层的导电性、遮盖度和表面光洁度。

上述的增稠剂采用碱溶膨胀乳状增稠剂，使水性聚胺脂乳液具有一定高的粘度，使系统呈果冻状乳液，防止均匀分布的金属粉末沉降，稳定性好，固液不分层。喷涂时稀释后也能减少金属粉末的快速沉降，具优异的操作性。

上述溶剂选用亲水性好的低温挥发温和溶剂，含酒精10～15％、乙酸乙酯2～10％、异丙醇2～10％，形成水基、溶剂混合型导电涂料/漆，目的是使喷涂后低温快干并有效地避免漆面皱裂及塑材内应力的外爆现象。

上述pH值调节剂选用三乙胺来调节pH值，使系统呈弱碱性状态，以有限调节粘度，并能减缓金属粉的氧化。

可在上述配方中添加少量N-甲基吡咯烷酮(NMP)，例如1～3％，用来浸蚀基板，增加附着力。

上述屏蔽导电涂料/漆的制备方法是常规的混合搅拌方法，可以采用0～8000转/分可调节高速剪切机搅拌即可。

本发明的效果：

1、本发明提供了一种水基溶剂混合体导电涂料/漆，不含苯等有毒溶剂。摒弃老一代的侵蚀性溶剂，如MEK等，改用醇系温和溶剂，使该产品能安全地用于众多塑胶表面。尤其是手机、笔记本电脑、医疗设备等电子设备，多采用PC(聚碳酸脂)、ABS、ABC-PC类薄壁塑材，本发明有效地避免漆面皱裂及塑材内应力的外爆现象。

2、本发明系统应适用多种类型的微米/亚微米/纳米级片状金属粉，根据屏蔽性能和不同的成本要求可采用银粉、银包铜粉、镍粉、银包镍粉、铜粉、铝粉、银包铝粉、或以上粉末的混合物。

3、本发明要配置呈果冻状乳液，适度粘性防止沉降。使含量高达40％以上的金属导电粉在乳液中均匀分布，稳定性好，固液不分层。

4、本发明产品喷涂成膜时使片状导电粉紧密排列均匀，涂层具有高导电性及光洁度和遮盖度。

5、本发明原料的优选和合理的配比，使其在极薄的涂层上电阻极小，具有很好的屏蔽效能。

6、本发明导电涂料/漆具有低温快干性，优异的干膜附着力、密着度、耐磨性。

具体实施方式：

实施例1：制备纯银导电涂料/漆

按下列顺序加入原料，用搅拌机剪切混合：

原料名称比例

(1)水性聚氨酯分散体 5％

(2)异丙醇 5％

(3)乙醇 13％

(4)N-甲基吡咯烷酮(NMP) 1％

(5)水 20％

(6)银粉 41％

(7)羧甲基醋酸丁酸纤维素溶液(CMCAB) 5.5％

(8)乙酸乙酯 3％

(9)三乙胺 1％

(10)碱溶膨胀乳状增稠剂 5.5％

实施例2：制备纯银导电涂料/漆

按下列顺序加入原料，用搅拌机剪切混合：

原料名称比例

(1)水性聚氨酯分散体 15％

(2)异丙醇 5％

(3)乙醇 13％

(4)N-甲基吡咯烷酮(NMP) 1％

(5)水 19％

(6)银粉 41％

(7)羧甲基醋酸丁酸纤维素溶液(CMCAB) 1％

(8)乙酸乙酯 3％

(9)三乙胺 1％

(10)碱溶膨胀乳状增稠剂 1％

实施例3：制备纯银导电涂料/漆

按下列顺序加入原料，用搅拌机剪切混合：

原料名称比例

(1)水性聚氨酯分散体 20％

(2)异丙醇 5％

(3)乙醇 13％

(4)N-甲基吡咯烷酮(NMP) 1％

(5)水 5％

(6)银粉 41％

(7)羧甲基醋酸丁酸纤维素溶液(CMCAB) 6％

(8)乙酸乙酯 3％

(9)三乙胺 1％

(10)碱溶膨胀乳状增稠剂 5％

实施例4：制备银-银包铜导电涂料/漆

按以下顺序加入原料，用搅拌机剪切混合：

原料名称比例

(1)水性聚氨酯分散体 10％

(2)异丙醇 5％

(3)乙醇 12％

(4)N-甲基吡咯烷酮(NMP) 1％

(5)水 5％

(6)银包铜粉 28％

(7)银粉 16％

(8)羧甲基醋酸丁酸 5％

(9)乙酸乙酯 5％

(10)三乙胺 1％

(11)碱溶膨胀乳状增稠剂 12％

实施例5：制备银-银包铜导电涂料/漆

按以下顺序加入原料，用搅拌机剪切混合：

原料名称比例

(1)水性聚氨酯分散体 23％

(2)异丙醇 5％

(3)乙醇 12％

(4)N-甲基吡咯烷酮(NMP) 1％

(5)水 5％

(6)银包铜粉 20％

(7)银粉 15％

(8)羧甲基醋酸丁酸 5％

(9)乙酸乙酯 5％

(10)三乙胺 1％

(11)碱溶膨胀乳状增稠剂 8％

实施例6：制备银-银包铜导电涂料/漆

按以下顺序加入原料，用搅拌机剪切混合：

原料名称比例

(1)水性聚氨酯分散体 15％

(2)异丙醇 5％

(3)乙醇 12％

(4)N-甲基吡咯烷酮(NMP) 1％

(5)水 5％

(6)银包铜粉 25％

(7)银粉 14％

(8)羧甲基醋酸丁酸 5％

(9)乙酸乙酯 5％

(10)三乙胺 1％

(11)碱溶膨胀乳状增稠剂 12％

实施例1～3制备的纯银导电涂料/漆经测试，性能指标如下：

①表面电阻为≤0.02Ω/□(12.5μ干膜厚)

②屏蔽率为≥72dB(12.5μ干膜厚)

③附着力为5B(百格试验为100/100)

④硬度为≥2H

⑤烘干温度60℃，只需25分钟。

实施例4～6制备的银-银包铜导电涂料/漆经测试，性能指标如下：

①表面电阻为≤0.02Ω/□(15μ干膜厚)

②屏蔽率为≥80dB(15μ干膜厚)

③附着力为4B(百格试验为100/100)

④硬度为≥2H

⑤烘干温度60℃，只需25分钟。

本发明的导电涂料/漆与现有技术相比，具有以下优越性：

1.采用特殊树脂和导电介质，导电性能超群，显著降低用户的生产加工成本。银导电涂料/漆在12.5μm以下干膜即可达到有效电磁屏蔽，衰减值在(10K～12G范围)达到72dB(膜厚12.5μ)，面积电阻小于0.02Ω/□。银一银包铜导电涂料/漆在15μ以下干膜即可达到有效电磁屏蔽，衰减值在(10K～12G范围)达到80dB(膜厚15μ)，面积电阻小于0.02Ω/□。

2.独特的配方系统在达到优异导电性的同时，保证了同样优异的成膜密着度、附着力(5B)和耐磨性(硬度为2H)。

3.由于采用了CMCAB作为流平剂，成膜时使片状导电粉紧密排列，提高涂层的导电性、遮盖度和表面光洁度，表面平整达到0.6μ以下

4.本发明摒弃老一代的侵蚀性溶剂如MEK等，改用醇系溶剂，其系列产品能安全地用于多种塑胶表面，如PC(聚碳酸脂)、ABS、ABC-PC类塑胶。即使薄壁塑材，也有效地避免漆面皱裂及塑材内应力的外爆现象。

5.本发明使产品配置成果冻状乳液，使其具有一定的粘度防止沉降。使含量高达40％以上的金属导电粉在乳液中均匀分布，固液不分层，稳定性好。喷涂时稀释后也能减缓金属粒子的沉降，操作性好。

6.用户使用时只需工业酒精按比例稀释，不需MEK等强溶剂稀释，使用安全、无毒，符合ISO14001环境论证标准要求。

7.干燥速度快，烘道温度只需60℃，25分钟即已干燥。

8.本发明属水基型涂料，含极低的VOC，无苯等有毒溶剂，是绿色环保产品，符合ISO14001环境论证标准要求。

Claims

1、一种屏蔽导电涂料/漆，以重量百分比计，包含下述组分：

金属粉 20～45％，

粘接剂 5～25％，

成膜增强剂 1～10％，

增稠剂 1～12％，

溶剂 20～25％，

pH值调节剂 0.5～2％，

和水 5～20％；

其中，所述的溶剂含酒精10～15％、乙酸乙酯2～8％和异丙醇2～10％，成膜增强剂是羧甲基醋酸丁酸纤维素。

2、根据权利要求1所述的一种屏蔽导电涂料/漆，其特征在于所述的金属粉采用银粉、银包铜粉、镍粉、银包镍粉、铜粉、铝粉、银包铝粉之一或混合物。

3、根据权利要求1所述的一种屏蔽导电涂料/漆，其特征在于所述的金属粉颗粒直径是微米、亚微米、或纳米级。

4、根据权利要求1所述的一种屏蔽导电涂料/漆，其特征在于所述的粘结剂是水性聚氨酯分散体。

5、根据权利要求1所述的一种屏蔽导电涂料/漆，其特征在于所述的增稠剂是碱溶膨胀乳状增稠剂。

6、根据权利要求1所述的一种屏蔽导电涂料/漆，其特征在于所述的pH值调节剂是三乙胺。

7、根据权利要求1～6任一所述的一种屏蔽导电涂料/漆，其特征在于可添加1～2％的N-甲基吡咯烷酮。