CN101316500A - 金属丝网透明电磁屏蔽层材料的制备方法 - Google Patents

Abstract

金属丝网透明电磁屏蔽层材料的制备方法，屏蔽材料包括表面导电材料和导电复合材料。本发明包括：绷网、金属丝网与树脂膜预处理，将预处理后的金属丝网放入腐蚀液中进行腐蚀即黑化处理，观察金属丝网表面颜色变化，腐蚀液中通过聚丙烯酸钠调节黑度，黑度可随其含量高低而变化，腐蚀后清洁处理，然后进行金属丝网的涂胶与固化：将薄膜平放在玻璃板上，在薄膜上均匀地涂上胶后，将腐蚀后的金属丝网放在涂过胶的薄膜上，并在金属网上涂胶，再将另一张薄膜覆盖到上面，将气泡除去，再在上面压上玻璃板，停放24小时，等胶自然固化或放置干燥箱中固化。本发明方法用于制作的材料，用于制作军事技术(如电子对抗技术及隐身技术)、安全和在各类民用电子产品。

Description

金属丝网透明电磁屏蔽层材料的制备方法

技术领域：

本发明涉及一种电磁屏蔽层材料的制备方法，具体为一种金属丝网电磁屏蔽层材料制备法。

背景技术：

电磁波污染是继噪音污染、空气污染、水污染之后威胁人类生存的四大公害。另外电子元件小型化、高度集成化及电子仪器仪表轻量化、高速化、数字化、信号电平小，易受外界电磁干扰而使其动作失误，从而带来严重后果；工程塑料由于重量轻、加工方便、成本低廉、造型设计灵活而在电子产品中的应用日趋广泛。但工程塑料在电磁场中很容易产生静电和滞电现象，对电磁场几乎无屏障作用，尤其是对1GHz以下的电磁波几乎是“透明”的，为使其具备抗电磁波干扰和防信息泄露的能力，必须进行屏蔽。

目前，研究和应用较多的电磁屏蔽材料主要包括两大类：表面导电材料和导电复合材料。前者是使塑料表面金属化来反射电磁波；后者则通过在塑料中填充导电材料，形成导电网络，达到屏蔽效果。表面导电材料这类屏蔽材料通常采用化学镀金、真空喷镀、贴金属箔以及金属熔射等技术，使绝缘的塑料表面覆盖一层导电层，从而达到屏蔽EMI的目的。导电复合材料将无机导电材料填充到合成树脂中，通过混炼造粒、并采用注射成型、挤出成型或压塑成型等方法便可制成导电复合材料。其中导电材料一般选用导电性能优良的纤维状或片状金属，以及镀金属的碳纤维、石墨纤维和云母片等。常用的合成树脂主要有ABS、聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(PC)、尼龙(PA)、聚苯醚(PPO)以及热塑性聚酯(PBT)。导电复合材料是继表面导电材料之后发展起来的新型电磁屏蔽材料，目前已广泛用作电子计算机及其它电子设备的壳体材料。

与传统的显像管彩电相比，等离子显示器体积小，重量轻，清晰度高，对比度高，无X射线辐射，抗电磁干扰能力强。另外，由于各个发光单元的结构完全相同，因此不会出现图像几何畸变。屏幕亮度非常均匀——没有亮区和暗区，且不受磁场影响，具有更好的环境适应能力。PDP价格较高，国产等离子彩电，标价都在十万元以上。目前所面临的问题是如何降低成本，提高性能，并实现大批量生产。PDP等离子屏显示器是未来彩电业发展的趋势。近年来，PDP等离子显示器发展迅速，具有很大的市场发展潜力，我国的研发基础和制造能力已初具规模，一旦等离子彩电性价比降到消费者能够接受的时候，其市场容量将会得到更大的发展。因此研究金属丝网透明电磁屏蔽材料具有重要意义。

发明内容：

本发明的目的是提供一种降低成本，提高性能的金属丝网透明电磁屏蔽层材料的制备方法。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

金属丝网透明电磁屏蔽层材料的制备方法，其组成包括：绷网、金属丝网与树脂膜预处理，将预处理后的金属丝网放入腐蚀液中进行腐蚀即黑化处理，观察金属丝网表面颜色变化，腐蚀液中通过聚丙烯酸钠调节黑度，黑度可随其含量高低而变化，腐蚀后清洁处理，然后进行金属丝网的涂胶与固化：将薄膜平放在玻璃板上，在薄膜上均匀地涂上胶后，将腐蚀后的金属丝网放在涂过胶的薄膜上，并在金属网上涂胶，再将另一张薄膜覆盖到上面，将气泡除去，再在上面压上玻璃板，停放24小时，等胶自然固化或放置干燥箱中固化。

所述的金属丝网透明电磁屏蔽层材料的制备方法，所述的金属丝网处理中的发黑液的配比为：硫酸铜：25～40g/L，二氧化硒：0.5～1.5g/L，过硫酸铵：4～5g/L，冰醋酸：10～15g/L，十二烷基硫酸钠：1.5g/L，使用前要将其用水稀释2～3倍，硫酸可使溶液pH值稳定在2以下，是辅助成膜剂，加入量为5～10g/L，所述的树脂膜的预处理包括去除PET树脂膜的吸收水分。

所述的金属丝网透明电磁屏蔽层材料的制备方法，聚丙烯酸钠为0-2g/L；表面均匀剂十二烷基硫酸钠为1.5g/L；氧化剂过硫酸铵4-5g/L，其余为水。

所述的金属丝网透明电磁屏蔽层材料的制备方法，所述的绷网过程中，网的张力要逐步增加，不可一次拉到所需张力，丝网要均匀地拉平，当张力达到规定要求时，在粘网前要搁置3-10分钟后再进行粘合，对金属丝网预处理包括除油除锈处理，使用配制好的清洁液处理，然后用去离子水冲洗干净干燥后备用，将洗涤过的丝网置于通风无尘埃处晒干或置于烘箱中烘干，烘干温度不超过100℃，以免丝网变形。

所述的金属丝网透明电磁屏蔽层材料的制备方法，其特征是：所述的清洁，为多次清洁，要保持清洁的PH值2.5，所述的烘干是将清洁处理后金属丝网放在通风无尘埃处自然干燥或置于干燥箱中干燥。

这个技术方案有以下有益效果：

1.利用金属丝网对电子系统进行电磁屏蔽，是防止电子系统间相互干扰的有效手段之一，尤其是在既要达到屏蔽效果，又要通风、采光和维修便利的场合，金属丝网一直为电磁兼容工程师们所青睐，本发明正是采用了这一成熟技术理念。金属丝网的腐蚀是制备金属丝网透明电磁屏蔽层材料的关键步骤。常温发黑是综合了表面氧化还原-吸附沉积的复杂反应过程，其中，反应Cu²⁺+2e→Cu(新生态的原子)，是获得优良发黑膜的控制步骤。本发明所选择的发黑剂的酸度、铜离子的游离浓度及成膜的助剂通过影响发黑过程而明显改善了发黑膜的质量。选择较好的成膜助剂也是提高常温发黑质量最有效的途径之一本发明的选择为本发明的结果提供了保证。本发明通过改进发黑工艺、提高了发黑膜附着力和耐磨性，降低成本。本发明给出了比较好的反映万度和时间，因为温度对发黑质量影响不明显，但温度高影响槽液稳定性，处理时间过长，溶液稳定性差，膜层疏松易脱落，为提高黑膜耐磨性，表面应涂防护漆。本发明采用先进的加工工艺，提高材料的可见光透过率和屏蔽效果。本发明中优化结构，开发新型高性能的屏蔽材料和复合材料，今后将相向高性能、大尺寸金属丝网电磁屏蔽材料方向发展。

2.在可见光波段和近红外波段，铜网聚脂膜透过率超过50％，可以看为光学透明。在军事和民用方面有较大的应用价值。

3.在美国Agi1ent公司生产的频谱分析仪上，测试铜网聚脂膜的屏蔽效能，并与日本三井PDP视保屏进行比较。三井PDP视保屏，在频率500MHz以下，屏蔽效果接近，超过500MHz，屏蔽效果下降，在800MHz达到24.9dB，超过800MHz又开始上升。而铜网聚脂膜，在频率300MHz以下，屏蔽效果接近，超过300MHz，屏蔽效果下降，在500MHz达到26.6dB，超过500MHz又开始上升。整体看来，铜网聚脂膜在较低频率段的屏蔽效果要比三井PDP视保屏好，但铜网聚脂膜适合的低频率段要比三井PDP视保屏小。铜网聚脂膜在1000MHz-5000 MHz屏蔽效果好，可达到45dB以上，而三井PDP视保屏在1000MHz-3000MHz屏蔽效果好。经检测本工艺制备的金属丝网透明电磁屏蔽层材料在可见光波段和近红外波段，铜网聚脂膜透过率超过50％，可以看为光学透明。

4.腐蚀液中的聚丙烯酸钠是黑度调节剂，黑度可随含量高低而变化。添加一定量的聚丙烯酸钠，可解决许多配方发黑不纯正、发黑膜带有一定量的灰色调、黑度难以控制的缺点。表面均匀剂十二烷基硫酸钠可使溶液在金属表面更加容易润湿，所生成的表面膜均匀一致，过硫酸铵是氧化剂，可使金属表面的活性增加，生成的膜坚固耐磨，本发明处理得发黑的金属丝网还具有消光性。

5.发黑液的配制过程中在去离子水中加入二氧化硒与硫酸铜作为参与成膜的主要成份，并在其中加入一定量的硫酸，使溶液pH值稳定在2以下，冰醋酸可使膜的致密性增强，且可增加光亮性。

综上所述，本发明采用金属丝网电磁屏蔽层材料PET制备法制备的电磁屏蔽层材料，具有品质高、成本低、生产效率及材料利用率高、耗能少等突出优点，因而该技术应用前景广阔，该技术的推广和应用具有明显的经济和社会效益。

6.本发明采用金属丝网电磁屏蔽层材料PET制备的电磁屏蔽层材料具有品质高、成本低、生产效率及材料利用率高、耗能少的突出优点，因而该发明应用前景广阔，该技术的推广和应用具有明显的经济效益和社会效益。

本发明的具体实施方式：

实施例1：

金属丝网透明电磁屏蔽层材料的制备方法，其组成包括：绷网、金属丝网与树脂膜预处理，将预处理后的金属丝网放入腐蚀液中进行腐蚀即黑化处理，观察金属丝网表面颜色变化，腐蚀液中通过聚丙烯酸钠调节黑度，黑度可随其含量高低而变化，聚丙烯酸钠为0-2g/L；表面均匀剂十二烷基硫酸钠为1.5g/L；氧化剂过硫酸铵4-5g/L，其余为水，腐蚀后清洁处理，然后进行金属丝网的涂胶与固化。

实施例2：

以上实施例中所述的金属丝网处理中的发黑液的配比为：硫酸铜：25～40g/L，二氧化硒：0.5～1.5g/L，过硫酸铵：4～5g/L，冰醋酸：10～15g/L，十二烷基硫酸钠：1.5g/L，使用前要将其用水稀释2～3倍，硫酸可使溶液pH值稳定在2以下，是辅助成膜剂，加入量为5～10g/L，所述的树脂膜的预处理包括去除PET树脂膜的吸收水分。

实施例3：

以上实施例中所述的金属丝网的涂胶与固化：将薄膜平放在玻璃板上，在薄膜上均匀地涂上胶后，将腐蚀后的金属丝网放在涂过胶的薄膜上，并在金属网上涂胶，再将另一张薄膜覆盖到上面，将气泡除去，再在上面压上玻璃板，停放24小时，等胶自然固化或放置干燥箱中固化。

实施例4：

以上实施例中所述的绷网过程中，网的张力要逐步增加，不可一次拉到所需张力，丝网要均匀地拉平，当张力达到规定要求时，在粘网前要搁置3-10分钟后再进行粘合，对金属丝网预处理包括除油除锈处理，使用配制好的清洁液处理，然后用去离子水冲洗干净干燥后备用，将洗涤过的丝网置于通风无尘埃处晒干或置于烘箱中烘干，烘干温度不超过100℃，以免丝网变形。

实施例5：

以上实施例中所述的清洁，为多次清洁，要保持清洁的PH值2.5，所述的烘干是将清洁处理后金属丝网放在通风无尘埃处自然干燥或置于干燥箱中干燥。

实施例6：

1.绷网本实例中采用的丝网为经纬平纹金属紫铜网，金属丝直径平均35μm，间距300μm。绷网时，网的张力要逐步增加，不可一次拉到所需张力。丝网要均匀地拉平，当张力达到时，在粘网前要搁置几分钟，而后再进行粘合，粘合胶为美国3M公司4693压敏胶；

2.各种处理液的配制

腐蚀发黑液的配制在去离子水中加入二氧化硒与硫酸铜作为参与成膜的主要成份，并在其中加入一定量的硫酸，使溶液pH值稳定在2以下；冰醋酸可使膜的致密性增强，且可增加光亮性；十二烷基硫酸钠可使溶液在金属表面更加容易润湿，所生成的表面膜均匀一致；过硫酸铵是氧化剂，可使金属表面的活性增加，生成的膜坚固耐磨。聚丙烯酸钠是黑度调节剂，黑度可随含量高低而变化。发黑的金属丝网具有消光性。

清洁液配制：冰醋酸50cc、食盐150g、盐酸25cc、水500cc。

3.金属丝网的预处理将已经预处理过的金属丝网放入清洁液中浸泡30分钟即可去除金属丝网上的残留物。将金属丝网从清洁液中取出，放入去离子水中，进行冲洗。这样反复进行三次，以最大程度地去除清洁液的残留。此后，将金属丝网转移至专用的风干设备中，在室温情况下干燥。这样可最大可能地减小因加热不均匀而产生的变形。

4.金属丝网的处理：将金属丝网透明电磁屏蔽层材料置入腐蚀发黑液中处理2min后将其取出，再次进行步骤3所述内容。

5.PET膜的预处理本实验利用烘箱干燥，在粒层厚度不超过50mm，温度80～100℃之间时干燥约2小时，使其含水量不大于0.1％即可用于下一步。

6.金属丝网的与树脂膜的涂胶、固化的工艺过程先将PET膜平放在精选的平板玻璃(即玻璃面要有很高的平整度)上，然后在PET膜上均匀地涂上胶(厚度要尽可能小)，再将处理过的金属丝网放在PET膜上。在处理过的金属丝网上涂上胶后再在其上面放上一层与金属丝网下面的PET膜相同尺寸的PET膜。放置的方式采用倾斜下压法(即先将PET膜的一边与金属丝网接触，然后再慢慢将PET膜放平的方法)，并去除其中夹杂的气泡。最后再在PET膜上压上玻璃板，在室温地静置36小时，使其自然固化。

在美国Agilent公司生产的频谱分析仪上，测试铜网聚脂膜的屏蔽效能，并与日本三井PDP视保屏进行比较。经检测本工艺制备的金属丝网透明电磁屏蔽层材料在可见光波段和近红外波段，铜网聚脂膜透过率超过50％，可以看为光学透明。微波波段屏蔽对比：铜网聚脂膜在较低频率段的屏蔽效果要比三井PDP视保屏好，但铜网聚脂膜适合的低频率段要比三井PDP视保屏小。铜网聚脂膜在1000MHz-5000MHz屏蔽效果好，可达到45dB以上，而三井PDP视保屏在1000MHz-3000MHz屏蔽效果好。

Claims (8)

1.一种金属丝网透明电磁屏蔽层材料的制备方法，其组成包括：绷网、金属丝网与树脂膜预处理，其特征是：将预处理后的金属丝网放入腐蚀液中进行腐蚀即黑化处理，观察金属丝网表面颜色变化，腐蚀液中通过聚丙烯酸钠调节黑度，黑度可随其含量高低而变化，腐蚀后清洁处理，然后进行金属丝网的涂胶与固化：将薄膜平放在玻璃板上，在薄膜上均匀地涂上胶后，将腐蚀后的金属丝网放在涂过胶的薄膜上，并在金属网上涂胶，再将另一张薄膜覆盖到上面，将气泡除去，再在上面压上玻璃板，停放24小时，等胶自然固化或放置干燥箱中固化。

2.根据权利要求1所述的金属丝网透明电磁屏蔽层材料的制备方法，其特征是：所述的金属丝网处理中的发黑液的配比为：硫酸铜：25～40g/L，二氧化硒：0.5～1.5g/L，过硫酸铵：4～5g/L，冰醋酸：10～15g/L，十二烷基硫酸钠：1.5g/L，使用前要将其用水稀释2～3倍，硫酸可使溶液pH值稳定在2以下，是辅助成膜剂，加入量为5～10g/L，所述的树脂膜的预处理包括去除PET树脂膜的吸收水分。

3.根据权利要求1或2所述的金属丝网透明电磁屏蔽层材料的制备方法，其特征是：聚丙烯酸钠为0-2g/L；表面均匀剂十二烷基硫酸钠为1.5g/L；氧化剂过硫酸铵4-5g/L，其余为水。

4.根据权利要求1或2所述的金属丝网透明电磁屏蔽层材料的制备方法，其特征是：所述的绷网过程中，网的张力要逐步增加，不可一次拉到所需张力，丝网要均匀地拉平，当张力达到规定要求时，在粘网前要搁置3-10分钟后再进行粘合，对金属丝网预处理包括除油除锈处理，使用配制好的清洁液处理，然后用纯净水冲洗干净，干燥后备用，将洗涤过的丝网置于通风无尘埃处晒干或置于烘箱中烘干，烘干温度不超过100℃，以免丝网变形。

5.根据权利要求3所述的金属丝网透明电磁屏蔽层材料的制备方法，其特征是：所述的绷网过程中，网的张力要逐步增加，不可一次拉到所需张力，丝网要均匀地拉平，当张力达到规定要求时，在粘网前要搁置3-10分钟后再进行粘合，对金属丝网预处理包括除油除锈处理，使用配制好的清洁液处理，然后用去离子水冲洗干净干燥后备用，将洗涤过的丝网置于通风无尘埃处晒干或置于烘箱中烘干，烘干温度不超过100℃，以免丝网变形。

6.根据权利要求1或2或5所述的金属丝网透明电磁屏蔽层材料的制备方法，其特征是：所述的清洁，为多次清洁，要保持清洁的PH值2.5，所述的烘干是将清洁处理后金属丝网放在通风无尘埃处自然干燥或置于干燥箱中干燥。

7.根据权利要求3所述的金属丝网透明电磁屏蔽层材料的制备方法，其特征是：所述的清洁，为多次清洁，要保持清洁的PH值2.5，所述的烘干是将清洁处理后金属丝网放在通风无尘埃处自然干燥或置于干燥箱中干燥。

8.根据权利要求4所述的金属丝网透明电磁屏蔽层材料的制备方法，其特征是：所述的清洁，为多次清洁，要保持清洁的PH值2.5，所述的烘干是将清洁处理后金属丝网放在通风无尘埃处自然干燥或置于干燥箱中干燥。