CN102619137A - 一种涂布导电纸板及其生产方法 - Google Patents

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胡志军
金光范
寇顺利
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Abstract

本发明涉及一种涂布导电纸板及其生产方法，特别是一种以纸板为基体，纸加工生产出集防静电和抗电磁干扰的特种纸及其生产方法，涂布导电纸板张由原纸和导电涂层构成，原纸是涂布所用的基层纸，定量为180-250g/m2；所述的导电层为在原纸表面形成的金属导电网络层，定量为20-50g/m2；本发明的生产工艺流程简捷，可在线一次性完成涂布、一次烘干和裁切等加工作业，自动化程度高、生产能耗低、生产效率高，成本较低，对纸板的原有性能如物理强度、阻隔性能不产生影响。

Description

一种涂布导电纸板及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种涂布导电纸板张及其生产方法，特别是一种以纸板为基体，纸加工生产出集防静电和抗电磁干扰的特种纸及其生产方法。
背景技术
随着科学技术和电子工业的迅速发展，微电子行业也是日新月异，电子仪器、设备等产品越来越小型化、多功能化及智能化，半导体、大规模和超大规模集成电路、高密度集成电路已成为电子行业中广泛应用的器件，并在各种电子产品的设计制作中得到大量使用。但这些电子产品多采用质量轻、外表美观的塑料作外壳，都非常敏感，很可能由于静电电场和静电放电(ESD)等现象引起失效。另一方面，各种军用、商用及民用电子产品日益普遍，但由此也产生了许多的电磁波辐射源，这些辐射源可以进而产生电磁波污染。电磁波污染引起的电磁干扰与电磁兼容问题日益严重。静电电场和静电放电(EsD)及电磁波的干扰(即EMI)将导致电子产品锁死、复位、数据丢失从而影响产品正常工作，使产品性能降低，造成损坏。因而，开发综合性能好、适用性强和成本低的导电屏蔽材料成为研究热点。
纸张涂布的主要目的是使涂层最大程度地覆盖原纸表面纤维，赋予纸张较好的表面性能、印刷性能及特殊功能。随着近年来涂布纸不断的发展和更新，涂布纸不但可以作为高档印刷纸应用，还可以作为特殊纸种应用在生活或生产中的某些特定方面，例如导电、防腐、屏蔽等等。近10年来，涂布技术发展迅猛。同时，由于特种涂布纸具有不可代替的“特殊”性能和用途，使其在各行各业的需求也日益增加，其市场发展前景和空间也是相当乐观。
导电涂料是一种具有发展前途的特种涂料，具有质量好、设备简单、施工工艺简单等优点，作为新型的复合材料，其应用也逐渐受到人们的关注。
早期研究和开发的导电涂料是以添加型为主，目前，许多发达国家仍然致力于这一类型产品的开发，许多产品已经商业化了。填充型的导电涂料主要有银粉、镍粉、铜粉和炭黑等。镍系导电涂料屏蔽效果好，抗氧化性好，价格适中，为欧美国家导电涂料的主要品种。普瑞公司(Spraylat GmbH)最新研发了“next generation”水性纳米导电涂料，帮助工厂进行环境和健康处理，为电子设备得到电磁适应性做出贡献。
我国于20世纪50年代开始研究导电涂料，并相继研制成功一系列的导电涂料产品。起初的开发研究主要着眼于解决抗静电问题，导电涂料中添加的导电填料主要以碳系材料为主。最近几年来，我国导电涂料的研究和开发取得了很大的进展，陆续研制出高性能的非碳系导电涂料。
目前国内外对导电和电磁屏蔽涂料都展开了充分的研究，并取得一定的成果，在综合分析国内外研究现状的基础上，本项目通过对导电和屏蔽机理的研究，将纸张和导电涂料结合起来，有效解决了当前国内抗静电和防电磁干扰包装形式单一的缺陷，拓展了纸板的功能和使用范围。
公开号为CN1535205A(申请号为02806720.7)的专利公开了适于静电应用的多层包装材料，这种多层结构包括至少一个去静电外层和一个导电芯层，选自一种本征型聚合物、导电填料及一种非导电基体聚合物的混合物，该方法虽能起到很好的防静电效果，但是成本高、加工困难，大规模开发应用受到限制。
公开号为CN101117498A(申请号为200610015050.2)的专利公开了抗静电丙烯酸涂料制备方法，导电填料为炉法炭黑，但其表面往往吸附了一层含氧络合物，这些挥发分会导致炭黑导电性的降低，而且炭黑单独作为导电填料，实际操作中存在粘度高、加工困难，高含量下使聚合物的原有性能损失较大等问题。
发明内容
本发明的目的是旨在克服现有技术的不足之处，提出一种防静电和抗电磁干扰效果好、加工简单、成本低廉、适合大规模工业生产的包装用特种纸及其生产方法。按照本发明提出的技术方案所生产加工的涂布导电纸板用作微电子产品和电子仪器的包装材料，具有极高的耐磨性能又富有极佳的高清晰装饰美感效果，可以取代装饰纸和耐磨纸。
本发明是通过如下技术方案来实现的：
本发明是一种涂布导电纸板，由原纸和导电涂层构成，原纸是涂布所用的基层纸，定量为180-250g/m2；所述的导电层为在原纸表面形成的金属导电网络层，定量为20-50g/m2。
本发明所述的基层纸为灰底白板纸、灰底白卡纸或牛皮箱板纸中的任意一种。
本发明是一种涂布导电纸板的生产方法，将金属颗粒，采用造纸单面涂布方式均匀分散于基层纸表面，并通过树脂的粘结作用，经干燥固化，形成导电层，即制成了涂布导电纸板。
本发明所述的金属颗粒以改性铜粉为主体，添加一定比例的镍粉和银粉，粒径均为1-10um。
本发明是一种涂布导电纸板的生产方法，将由金属颗粒和具有粘结作用的胶粘剂、分散剂调制成液状涂料，再以造纸涂布的方法将涂料涂覆在原纸表面，再经干燥处理，干燥后的涂料所形成的涂布层就具有导电作用的功能层，即制成了涂布导电纸板。
本发明所述的胶粘剂为改性三聚氰胺树脂、聚乙烯醇或丁苯胶乳中的任意一种，分散剂为复式磷酸盐。
本发明所述的金属颗粒以改性铜粉为主体，添加一定比例的镍粉和银粉，粒径均为1-10um。
本发明所述的涂布计量的方法还可以是刮刀或辊式中的任意一种，调整导电涂层范围为20-50g/m2。
本发明中加下所用的原纸纸为微电子产品和电子仪器所用的包装纸板，如灰底白板纸、灰底白卡纸或牛皮箱板纸等，这些纸板具有装饰和缓冲作用。其类型很多，因材质和涂布面厚薄不同，纸板板被分为多个等级，常见的分级为A级，B级，C级，E级，F级，每个级别又分为多个克重，分别分为200克，230克，250克，270克，300克等，可根据产品的要求来选用。这些纸有着印刷包装纸共有的特性，如吸收性、挺度、干强度、遮盖能力等。导电层主要成分为具有导电作用的金属颗粒，其与纸层表面的粘结是靠胶粘剂的作用，导电层中还有少量其他有利于涂布操作的化学添加剂。
本发明的有益效果如下：
1.本发明的生产工艺流程简捷，可在线一次性完成涂布、一次烘干和裁切等加工作业，自动化程度高、生产能耗低、生产效率高，成本较低。
2、导电填料为铜粉、镍粉和银粉混合物，将其按一定比例混合可以使涂料的导电结构更致密，形成良好的层间联通结构，导电通道更加顺畅，从而降低涂料的电阻率。
3、涂料通过渗流理论、导电高聚物无限网链理论和隧道效几种导电机理导电，根据配比方案的不同，涂料表面电阻率可以在102-106Ω范围内调节。
4、对纸板的原有性能如物理强度、阻隔性能不产生影响。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是本实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明的内容作出一些非本质的改进和调整。
实施例1：本实施例中加工生产涂布导电纸板的方法，按以下步骤进行：
A备料：将100份400目改性铜粉、10份400目镍粉、3份银粉、100-200份水和1-5份的分散剂放在搅拌器中，搅拌混合10-20min，然后加入30-100份的改性三聚氰胺甲醛树脂，再搅拌5-10min，制成的液状混合物叫涂料；
B备纸：备取纸板原材料，所说的纸板是按设计要求的纸卷原材料，纸板纸卷原材料的定量规格为180-250g/m2；
C涂布：将原纸的纸幅送入涂布机，用A中制备的涂料均匀涂饰在装饰纸的一面，形成20-50g g/m2的涂布层；
D烘干：将C步骤中得到的涂布纸由导纸辊导入干燥箱内进行在线烘干，控制烘干温度为90-140℃，树脂干燥使得氧化铝被固定下来；
E裁切堆垛：将制得的涂布导电纸板纸卷成品按强化板生产工艺技术标准尺寸进行裁剪切割、堆垛入库，即制得涂布导电纸板的产品，可供生产制造强化板或其他装饰板用作表层装饰材料使用。
本实施例中的方法为湿法，为了增加导电层的厚度，C的步骤可以重复一次。
实施例2：本实施例中加工生产涂布导电纸板的方法，按以下步骤进行：
A备料：将90份400目改性铜粉、15份400目镍粉、5份400目银粉、100-200份水和1-5份的分散剂放在搅拌器中，搅拌混合10-20min，然后加入30-100份的改性三聚氰胺甲醛树脂，再搅拌5-10min，制成的液状混合物叫涂料；
B备纸：备取纸板原材料，所说的纸板是按设计要求的纸卷原材料，纸板纸卷原材料的定量规格为180-250g/m2；
C涂布：将原纸的纸幅送入涂布机，用A中制备的涂料均匀涂饰在装饰纸的一面，形成20-50g g/m2的涂布层；
D烘干：将C步骤中得到的涂布纸由导纸辊导入干燥箱内进行在线烘干，控制烘干温度为90-140℃，树脂干燥使得氧化铝被固定下来；
E裁切堆垛：将制得的涂布导电纸板纸卷成品按强化板生产工艺技术标准尺寸进行裁剪切割、堆垛入库，即制得涂布导电纸板的产品，可供生产制造强化板或其他装饰板用作表层装饰材料使用。
本实施例中的方法为湿法，为了增加导电层的厚度，C的步骤可以重复一次。

Claims (8)

1.一种涂布导电纸板，由原纸和导电涂层构成，其特征在于：所述的原纸是涂布所用的基层纸，定量为180-250g/m2；所述的导电层为在原纸表面形成的金属导电网络层，定量为20-50g/m2。
2.根据权利要求1所述的涂布导电纸板，其特征在于：所述的基层纸为灰底白板纸、灰底白卡纸或牛皮箱板纸中的任意一种。
3.一种权利要求1或2所述的涂布导电纸板的生产方法，其特征在于：将金属颗粒，采用造纸单面涂布方式均匀分散于基层纸表面，并通过树脂的粘结作用，经干燥固化，形成导电层，即制成了涂布导电纸板。
4.根据权利要求3所述的涂布导电纸板的生产方法，其特征在于：所述的金属颗粒以改性铜粉为主体，添加一定比例的镍粉和银粉，粒径均为1-10um。
5.一种权利要求1或2所述的涂布导电纸板的生产方法，其特征在于：将由金属颗粒和具有粘结作用的胶粘剂、分散剂调制成液状涂料，再以造纸涂布的方法将涂料涂覆在原纸表面，再经干燥处理，干燥后的涂料所形成的涂布层就具有导电作用的功能层，即制成了涂布导电纸板。
6.根据权利要求5所述的涂布导电纸板的生产方法，其特征在于：所述的胶粘剂为改性三聚氰胺树脂、聚乙烯醇或丁苯胶乳中的任意一种，所述的分散剂为复式磷酸盐。
7.根据权利要求5所述的涂布导电纸板的生产方法，其特征在于：所述的金属颗粒以改性铜粉为主体，添加一定比例的镍粉和银粉，粒径均为1-10um。
8.根据权利要求5所述的涂布导电纸板的生产方法，其特征在于：所述的涂布的计量方法还可以是刮刀或辊式中的任意一种，调整导电涂层范围为20-50g/m2。
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