CN101265386A - 复合型电磁波屏蔽涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合型电磁波屏蔽涂料及其制备方法。其组分包括成膜树脂、导电填料、偶联剂和分散剂，导电填料为镍粉和铁黑复合填料，且各组分的重量百分含量为：镍粉37～60％，铁黑5～13％，丙烯酸树脂31.5～46.9％，偶联剂0.3～0.7％，分散剂2.4～3.9％。制备工艺流程包括偶联剂溶液的配制、导电填料的表面偶联剂处理、涂料配制等步骤。该涂料所形成的涂层具有良好的电磁波屏蔽性能，且可广泛应用到非极性和低极性聚合物基板材上。
Description
技术领域
本发明涉及电磁波屏蔽涂料领域，具体涉及一种屏蔽性能优异、适用范围广的复合型电磁波屏蔽涂料及其制备方法。
背景技术
目前，电磁波屏蔽材料的研制与开发越来越受到人们的重视，如中国专利ZL 97107514公开了“电磁波屏蔽涂料的原料混合物及其制备方法”、中国专利ZL 97107515公开了“电磁波屏蔽涂料的原料混合物及其制备方法”等。通常，电磁波屏蔽涂料主要由成膜树脂和导电填料组成，目前导电填料多采用镍系填料，其屏蔽性能优越但成本较高，如何在保证屏蔽性能的同时降低成本是一个研究的热点。
发明内容
本发明的目的提供一种复合型电磁波屏蔽涂料及其制备方法，主要是在涂料制备过程中引入镍粉和铁黑的混合填料，在基本不牺牲屏蔽性能的同时降低成本。
为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：
一、一种复合型电磁波屏蔽涂料，其组分包括成膜树脂、导电填料、偶联剂和分散剂，导电填料为镍粉和铁黑复合填料，且各组分的重量百分含量为：
镍粉 37～60％，
铁黑 5～13％，
丙烯酸树脂 31.5～46.9％，
偶联剂 0.3～0.7％，
分散剂 2.4～3.9％。
所述的导电填料为微米级镍粉和铁黑的复合物。所述的偶联剂为硅烷偶联剂。所述的分散剂为有机膨润土。
二、一种复合型电磁波屏蔽涂料的制备方法，该方法的步骤如下：
1)配制偶联剂溶液：
偶联剂溶液由硅烷偶联剂与水充分搅拌均匀即可；硅烷偶联剂与水的配比为：硅烷偶联剂∶水＝1.7％～4.8％∶95.2％～98.3％；
2)填料的表面处理：
将微米级镍粉和铁黑放入硅烷偶联剂溶液内球磨、分散，微米级镍粉、铁黑和硅烷偶联剂溶液的重量百分含量配比为58.5％～67.3％∶6％～11％∶24.5％～30.5％，然后过滤、烘干；
3)涂料配制：
将丙烯酸树脂、经表面处理后的微米级镍粉和铁黑、有机膨润土及溶剂混合，充分分散，丙烯酸树脂、经表面处理后的微米级镍粉和铁黑、有机膨润土及溶剂的重量百分含量配比为30.8％～41.5％∶35.5％～51.5％∶1.7％～3.2％∶14.5％～23.5％，最后加稀释剂调节粘度，即制成涂料，溶剂为乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丁酯、二甲苯、正丁醇和乙醇中一种或几种复合溶剂；稀释剂为乙酸乙酯。
本发明与背景技术相比具有的有益效果是：
1)所提供的涂料对各种塑料板材及金属板材均有很好的附着强度；
2)由此涂料制得的涂层对电磁波具有很好的屏蔽性能；
3)干燥和固化在常温下进行，节约能源使用方便；
4)采用复合导电填料后，涂料的成本降低，且制备方法简单、易于操作、完全使用常规设备，性价比高，便于推广。且可广泛应用到非极性和低极性聚合物基板材上。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
本实施例的工艺流程及工艺参数如下：
1、配料：
镍粉 37％
铁黑 6％
丙烯酸树脂 40％
偶联剂 0.5％
分散剂 2.5％
2、偶联剂溶液的配制：
偶联剂选用硅烷偶联剂，溶剂选用水，硅烷偶联剂与水的配比为：硅烷偶联剂∶水＝4.2％∶95.8％，配制过程为将他们在常温下混合，充分搅拌均匀。
3、镍粉和铁黑的表面处理：
将粒径为2微米的镍粉和粒径为3微米的铁黑放入配制好的硅烷偶联剂溶液内，用球磨机研磨10分钟，然后除去多余的溶剂，在60℃下烘干。
4、涂料的配制：
涂料制备在常温下进行。成膜树脂选用丙烯酸树脂；溶剂选用正丁醇、乙酸丁酯；偶联剂选用硅烷偶联剂；分散剂选用有机膨润土。
首先将经过表面处理的镍粉和铁黑与加有有机膨润土的丙烯酸树脂及溶剂正丁醇、乙酸丁酯在球磨机中球磨15分钟，经表面处理后的微米级镍粉和铁黑、有机膨润土、丙烯酸树脂及溶剂的重量百分含量配比为40.7％∶2.3％∶37.9％∶19.1％，然后加入稀释剂乙酸乙酯，调节粘度即可制得成品涂料。经相应涂层体积电阻率的测试和屏蔽性能的计算分析，电磁屏蔽性能在涂层厚度200μm时可以达到38～62dB。附着力按GB/T 9286-1998测试可达1级。
实施例2
本实施例的工艺流程及工艺参数如下：
1、配料：
微米级镍粉 60％
铁黑 5％
丙烯酸树脂 21.3％
偶联剂 0.45％
分散剂 3.25％
2、偶联剂溶液的配制：
偶联剂选用硅烷偶联剂，溶剂选用水，硅烷偶联剂与水的配比为：硅烷偶联剂∶水＝4.2％∶95.8％，配制过程为将他们在常温下混合，充分搅拌均匀。
3、镍粉和铁黑的表面处理：
将粒径为2微米的镍粉和粒径为3微米的铁黑放入配制好的偶联剂溶液内，用球磨机研磨10分钟，然后除去多余的溶剂，在60℃下烘干。
4、涂料的配制：
涂料制备在常温下进行。成膜树脂选用丙烯酸树脂；溶剂选用正丁醇、乙酸乙酯；偶联剂选用硅烷偶联剂；分散剂选用有机膨润土。
首先将经过表面处理的镍粉和铁黑与加有分散剂的丙烯酸树脂及溶剂正丁醇、乙酸乙酯在球磨机中球磨15分钟，经表面处理后的微米级镍粉和铁黑、有机膨润土、丙烯酸树脂及溶剂的重量百分含量配比为59％∶2.9％∶19.3％∶18.8％，然后加入稀释剂乙酸乙酯，调节粘度即可制得成品涂料。经相应涂层体积电阻率的测试和屏蔽性能的计算分析，电磁屏蔽性能在涂层厚度200μm时可以达到38～62dB。附着力按GB/T 9286-1998测试可达1级。
实施例3
本实施例的工艺流程及工艺参数如下：
1、配料：
镍粉 51％
铁黑 9％
丙烯酸树脂 36.5％
偶联剂 0.5％
分散剂 3％
2、偶联剂溶液的配制：
偶联剂选用硅烷偶联剂，溶剂选用水，硅烷偶联剂与水的配比为：硅烷偶联剂∶水＝4.2％∶95.8％，配制过程为将他们在常温下混合，充分搅拌均匀。
3、镍粉和铁黑的表面处理：
将粒径为2微米的镍粉和粒径为3微米的铁黑放入配制好的偶联剂溶液内，用球磨机研磨10分钟，然后除去多余的溶剂，在60℃下烘干。
4、涂料的配制：
涂料制备在常温下进行。成膜树脂选用丙烯酸树脂；溶剂选用乙酸乙酯；偶联剂选用硅烷偶联剂；分散剂选用有机膨润土。
首先将经过表面处理的镍粉和铁黑与加有分散剂的丙烯酸树脂及溶剂乙酸乙酯在球磨机中球磨15分钟，经表面处理后的微米级镍粉和铁黑、有机膨润土、丙烯酸树脂及溶剂的重量百分含量配比为50.2％∶2.5％∶30.5％∶16.8％，然后加入稀释剂乙酸乙酯，调节粘度即可制得成品涂料。经相应涂层体积电阻率的测试和屏蔽性能的计算分析，电磁屏蔽性能在涂层厚度200μm时可以达到38～62dB。附着力按GB/T 9286-1998测试可达1级。
实施例4
本实施例的工艺流程及工艺参数如下：
1、配料：
镍粉 41％
铁黑 13％
丙烯酸树脂 42.5％
偶联剂 0.6％
分散剂 2.9％
2、偶联剂溶液的配制：
偶联剂选用硅烷偶联剂，溶剂选用水，硅烷偶联剂与水的配比为：硅烷偶联剂∶水＝4.2％∶95.8％，配制过程为将他们在常温下混合，充分搅拌均匀。
3、镍粉和铁黑的表面处理：
将粒径为2微米的镍粉粒径为3微米的铁黑放入配制好的偶联剂溶液内，用球磨机研磨10分钟剂，然后除去多余的溶剂，在60℃下烘干。
4、涂料的配制：
涂料制备在常温下进行。成膜树脂选用丙烯酸树脂；溶剂选用乙酸丁酯；偶联剂选用硅烷偶联剂；分散剂选用有机膨润土。
首先将经过表面处理的镍粉和铁黑与加有分散剂的丙烯酸树脂及溶剂乙酸丁酯在球磨机中球磨15分钟，经表面处理后的微米级镍粉和铁黑、有机膨润土、丙烯酸树脂及溶剂的重量百分含量配比为45.2％∶2.4％∶35.6％∶16.8％，最后加入稀释剂乙酸乙酯，调节粘度即可制得成品涂料。经相应体积电阻率的测试和屏蔽性能的计算分析，电磁屏蔽性能在涂层厚度200μm时可以达到38～62dB。附着力按GB/T 9286-1998测试可达1级。
实施例5
本实施例的工艺流程及工艺参数如下：
1、配料：
镍粉 50％
铁黑 4％
丙烯酸树脂 42.8％
偶联剂 0.5％
分散剂 2.7％
2、偶联剂溶液的配制：
偶联剂选用硅烷偶联剂，溶剂选用水，硅烷偶联剂与水的配比为：硅烷偶联剂∶水＝4.2％∶95.8％，配制过程为将他们在常温下混合，充分搅拌均匀。
3、镍粉和铁黑的表面处理：
将粒径为2微米的镍粉和粒径为3微米的铁黑放入配制好的偶联剂溶液内，用球磨机研磨10分钟，然后除去多余的溶剂，在60℃下烘干。
4、涂料的配制：
涂料制备在常温下进行。成膜树脂选用丙烯酸树脂；溶剂选用乙酸乙酯；偶联剂选用硅烷偶联剂；分散剂选用有机膨润土。
首先将经过表面处理的镍粉和铁黑与加有分散剂的丙烯酸树脂及溶剂乙酸乙酯在球磨机中球磨15分钟，即可达到分散的要求，经表面处理后的微米级镍粉和铁黑、有机膨润土、丙烯酸树脂及溶剂的重量百分含量配比为45.2％∶2.2％∶35.8％∶16.8％，最后加入稀释剂乙酸乙酯，调节粘度即可制得成品涂料。经相应体积电阻率的测试和屏蔽性能的计算分析，电磁屏蔽性能在涂层厚度200μm时可以达到38～62dB。附着力按GB/T 9286-1998测试可达1级。
实施例6
本实施例的工艺流程及工艺参数如下：
1、配料：
镍粉 43％
铁黑 7％
丙烯酸树脂 46％
偶联剂 0.7％
分散剂 3.3％
2、偶联剂溶液的配制：
偶联剂选用硅烷偶联剂，溶剂选用水，硅烷偶联剂与水的配比为：硅烷偶联剂∶水＝4.2％∶95.8％，配制过程为将他们在常温下混合，充分搅拌均匀。
3、镍粉和铁黑的表面处理：
将粒径为2微米的镍粉和粒径为3微米的铁黑放入配制好的偶联剂溶液内，用球磨机研磨10分钟，然后除去多余的溶剂，在60℃下烘干。
4、涂料的配制：
涂料制备在常温下进行。成膜树脂选用丙烯酸树脂；溶剂选用乙酸乙酯、正丁醇；偶联剂选用硅烷偶联剂；分散剂选用有机膨润土。
首先将经过表面处理的镍粉与加有分散剂的丙烯酸树脂及溶剂乙酸乙酯、正丁醇在球磨机中球磨15分钟，即可达到分散的要求，经表面处理后的微米级镍粉和铁黑、有机膨润土、丙烯酸树脂及溶剂的重量百分含量配比为41.9％∶2.7％∶38.5％∶16.9％，最后加入稀释剂乙酸乙酯，调节粘度即可制得成品涂料。经相应体积电阻率的测试和屏蔽性能的计算分析，电磁屏蔽性能在涂层厚度200μm时可以达到38～62dB。附着力按GB/T 9286-1998测试可达1级。
Claims (5)
1、一种复合型电磁波屏蔽涂料，其组分包括成膜树脂、导电填料、偶联剂和分散剂，其特征在于导电填料为镍粉和铁黑复合填料，且各组分的重量百分含量为：
镍粉 37～60％，
铁黑 5～13％，
丙烯酸树脂 31.5～46.9％，
偶联剂 0.3～0.7％，
分散剂 2.4～3.9％。
2、根据权利要求1所述的一种复合型电磁波屏蔽涂料，其特征在于所述的导电填料为微米级镍粉和铁黑的复合物。
3、根据权利要求1所述的一种复合型电磁波屏蔽涂料，其特征在于所述的偶联剂为硅烷偶联剂。
4、根据权利要求1所述的一种复合型电磁波屏蔽涂料，其特征在于所述的分散剂为有机膨润土。
5、用于权利要求1所述的一种复合型电磁波屏蔽涂料的制备方法，其特征在于制备方法的步骤如下：
1)配制偶联剂溶液：
偶联剂溶液由硅烷偶联剂与水充分搅拌均匀即可；硅烷偶联剂与水的配比为：硅烷偶联剂∶水＝1.7％～4.8％∶95.2％～98.3％；
2)填料的表面处理：
将微米级镍粉和铁黑放入硅烷偶联剂溶液内球磨、分散，微米级镍粉、铁黑和硅烷偶联剂溶液的重量百分含量配比为58.5％～67.3％∶6％～11％∶24.5％～30.5％，然后过滤、烘干；
3)涂料配制：
将丙烯酸树脂、经表面处理后的微米级镍粉和铁黑、有机膨润土及溶剂混合，充分分散，丙烯酸树脂、经表面处理后的微米级镍粉和铁黑、有机膨润土及溶剂的重量百分含量配比为30.8％～41.5％∶35.5％～51.5％∶1.7％～3.2％∶14.5％～23.5％，最后加稀释剂调节粘度，即制成涂料，溶剂为乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丁酯、二甲苯、正丁醇和乙醇中一种或几种复合溶剂；稀释剂为乙酸乙酯。
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