CN103937313A

CN103937313A - 一种屏蔽Wi-Fi信号的水性涂料及其制备和使用方法

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Publication number: CN103937313A
Application number: CN201410125979.5A
Authority: CN
Inventors: 宋旭; 何周坤; 卢灿辉; 程新星; 曹东旭; 陈彦恩; 惠馨
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2014-03-31
Publication date: 2014-07-23

Abstract

本发明提供了一种屏蔽Wi-Fi信号的水性涂料及其制备和使用方法，该水性涂料的重量份数组分为：水性乳胶100份、镍粉20-150份、导电碳黑10-100份、去离子水50-200份、流平剂3-15份、水性导电剂2-10份、分散剂2-10份。该水性涂料的制备和使用方法为：首先在水性乳胶中加入分散剂、镍粉和流平剂后，在高速搅拌器下搅拌分散5-30min；然后在上述浆料中加入导电碳黑、去离子水和水性导电剂，在高速搅拌器下搅拌分散得到均匀的水性涂料，之后将水性涂料在基材表面均匀涂布后烘干。本发明无污染、能够屏蔽Wi-Fi信号，具有质感好、耐磨、防涂鸦等优点，应用领域十分广泛。

Description

一种屏蔽Wi-Fi信号的水性涂料及其制备和使用方法

技术领域

本发明属于水性涂料领域，特别是涉及到一种屏蔽Wi-Fi信号的水性涂料及其制备和使用方法。

背景技术

近几年来，随着我国经济的高速发展和国民生活水平的提高，手机、电视机、个人电脑、电子游戏、汽车电子、微波炉、数码相机等消费类电子产品得到了广泛的应用，同时电子信息产业的发展和高技术、大功率的电子电气设备的广泛应用等导致电磁波充满了我们的生活环境，使电磁波污染已成为继空气污染、水污染、噪音污染后的又一大公害。Wi-Fi信号等以电磁波形势通过空气传播，从而可以将手机、计算机、平板电脑等电子设备连接起来，给我们的生活带来了许多便利，因而得到了越来越广泛的应用。但同时Wi-Fi信号的使用也存在一些弊端，总体来说有以下三方面：一是可能对人体的组织、器官等造成伤害；二是会对电子电器设备的正常使用产生不利影响，例如Wi-Fi信号逼停深圳地铁事件等；三是由于Wi-Fi信号为开放信号，在一定范围内都可以进行接收，因此很容易被他人利用，不但会减低网络使用效率，还很容易导致用户资料外泄、重要信息被盗等，尤其是对于企业、政府及涉密机构，其重要文件、资料等如果通过无线网络进行传输，或者其电脑连接有开放的无线网络，则容易被黑客攻破，从而窃取机密文件，导致重大损失，相关案例在国内外都时有发生。因此，在一些特殊设备或者环境条件下，比如会议室、档案室、微机室、银行、高档次家居、孕妇小孩老人特殊房间、别墅、学校、医院、疗养院、高压输电线、发射塔、基站等周围居民等领域，需要对Wi-Fi信号进行屏蔽，从而达到保护人体、设备、信息安全的目的。

目前Wi-Fi信号的屏蔽方式主要采用的是Wi-Fi信号屏蔽器，由于其采用的也是无线电磁波信号的方式，因此仍然存在电磁波污染。此外，近年来，通过特殊薄膜或壁纸，以及屏蔽涂料的方式进行屏蔽的相关研究也有少量报道。但根据相关资料显示，由于特殊薄膜或壁纸的开发，往往存在使用成本高、形状固定难等问题，从而导致这类产品的使用环境极大的受限，而无法大规模使用。相对于特殊薄膜或壁纸产品而言，涂料是一种广泛使用的开发较为成熟的产品形式，具有价格较低、施工方便、适应范围广等优点，因而受到了广泛的应用，但目前针对具有Wi-Fi信号屏蔽功能的涂料的相关报道还比较少。发明专利“屏蔽Wi-Fi信号的的溶剂型紫外线光固化涂料及其生产方法”（申请号：201210562269.X）中介绍了一种具有屏蔽Wi-Fi信号的涂料及其生产方法。但由于其采用的是溶剂型涂料，因而存在环境污染、火灾危险等许多不足之处。而水性涂料具有环保无污染的特点，能够有效地避免上述提到的不足。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种具有屏蔽Wi-Fi信号的、环保无污染的水性导电涂料。

本发明的又一目的是提供一种具有屏蔽Wi-Fi信号的、环保无污染的水性导电涂料的制备方法。

本发明的再一目的是提供一种具有屏蔽Wi-Fi信号的、环保无污染的水性导电涂料的使用方法。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种屏蔽Wi-Fi信号的水性涂料，所述水性涂料包含的原料及重量份数如下：水性乳胶100份、镍粉20-150份、导电碳黑10-100份、去离子水50-200份、流平剂3-15份、水性导电剂2-10份、分散剂2-10份。

而且，所述的水性乳胶包括以下产品中的一种或多种：采用含有活性基团羧基、异氰酸基和羟甲基的聚合物乳胶；或含有丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、2-甲基丙烯酸甲酯、2-甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯的丙烯酸酯类单体中的聚丙烯酸酯类乳液或羧基改性丁苯胶乳；或水分散性聚氨酯分散体。

而且，所述的流平剂包括以下产品中的一种或多种：聚二甲基硅氧烷丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、氟碳改性聚丙烯酸酯、改性聚丙烯酸酯、有机硅改性丙烯酸的丙烯酸类或丙烯酸酯类流平剂；或有机改性聚硅氧烷、聚醚改性聚二甲基硅氧烷、烷基苯改性聚二甲基硅氧烷、聚酯改性聚二甲基硅氧烷、羟甲基聚二甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷的聚硅氧烷类流平剂。

而且，所述的水性导电剂包括以下产品中的一种或多种：离子型十八季胺盐聚合物、不饱和酸式羧酸酯的烷醇基铵盐、十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐类导电剂。

而且，所述的分散剂为多元酸均聚物、多元酸共聚物、超支化聚羧酸类分散剂、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯、翁开尔系列产品、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠中的一种或多种。

而且，所述的镍粉和导电碳黑的粒度为100-10000目。

一种屏蔽Wi-Fi信号的水性涂料的制备方法，其特征在于包括步骤如下：

（1）在100份水性乳胶中加入分散剂2-10份、镍粉20-150份和流平剂3-15份后，在高速搅拌器下以300-800r/min的速率搅拌分散5-30min；

（2）然后在均匀分散的上述浆料中加入导电碳黑10-100份、去离子水50-200份和水性导电剂2-10份后，在高速搅拌器下以400-1000r/min的速率搅拌分散10-60min得到均匀的水性涂料。

一种屏蔽Wi-Fi信号的水性涂料的使用方法，其特征在于：将所得水性涂料在基材表面均匀涂布后烘干。

而且，所述均匀涂布层厚度为10-1000微米。

本发明的优点和积极效果是：

1.本发明所述涂料属于环保无污染水性涂料，制备的涂层能够屏蔽Wi-Fi信号，且本涂料所得涂层表面还具有质感好、耐磨、防涂鸦等优点，可用于会议室、档案室、微机室、银行、高档次家居、孕妇小孩老人特殊房间、别墅、学校、医院、疗养院、高压输电线、发射塔、基站等周围居民等领域，达到保护人体、设备、信息安全的目的。

2.本发明所选用的水性乳胶属于非溶剂型乳胶，环保无污染，与基底粘附力较好，同时能够在多种基底如壁纸、墙壁等表面进行多种方式的涂层制备，适用范围广。

3.本发明所选用的镍粉和导电碳黑为无毒、无放射性导电粉体，具有优异的Wi-Fi信号屏蔽能力，能够制备出导电性能优异的导电涂层。

4.本发明所选用的流平剂除了具有增加涂层表面的平滑度、提高防缩孔能力等作用外，还能够增加涂层的耐磨性、防污能力等。

5.本发明所选用的水性导电剂在水性涂料中具有良好的分散能力，能够进一步增加体系的导电能力。

6.本发明所选用的分散剂在水性涂料中能够很好地促进镍粉和导电碳黑在水性乳胶中的均匀分散和稳定，从而有效地提高镍粉和导电炭黑在水性涂料中的分散性和稳定性。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作具体详述，有必要在此指出的是以下实施例仅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内容对本发明做出一些非本质的改进和调整。

实施例1：

一种屏蔽Wi-Fi信号的水性涂料及其制备方法，该水性涂料的重量分数组分及制备方法如下：

在100份甲基丙烯酸乳胶中，加入聚丙烯酰胺分散剂3份、200目镍粉30份和聚丙烯酸酯流平剂3份，在高速搅拌器下以300r/min的速率搅拌分散10min；

然后在均匀分散的浆料中加入200目导电碳黑50份、去离子水80份和离子型十八季胺盐聚合物型水性导电剂8份，在高速搅拌器下以600r/min的速率搅拌分散20min得到均匀的水性涂料。

将所得涂料在发明专利《一种不含植物纤维改性聚烯烃纸》（授权公告号：CN101462387B）中所述的基材表面均匀涂布后烘干进行性能测试。

实施例2：

在100份丙烯酸甲酯乳胶中，加入古尔胶分散剂5份、500目镍粉50份和改性聚丙烯酸酯流平剂6份，在高速搅拌器下以500r/min的速率搅拌分散20min；

然后在均匀分散的浆料中加入500目导电碳黑90份、去离子水140份和离子型十八季胺盐聚合物型水性导电剂6份，在高速搅拌器下以700r/min的速率搅拌分散45min得到均匀的水性涂料。

实施例3：

在100份2-甲基丙烯酸乙酯乳胶中，加入翁开尔HLD-12型分散剂5份、1000目镍粉80份和聚醚改性聚二甲基硅氧烷型流平剂8份，在高速搅拌器下以600r/min的速率搅拌分散20min；

然后在均匀分散的浆料中加入1000目导电碳黑80份、去离子水160份和不饱和酸式羧酸酯的烷醇基铵盐型水性导电剂4份，在高速搅拌器下以800r/min的速率搅拌分散60min得到均匀的水性涂料。

将所得涂料在发明专利《无机粉体高填充聚烯烃装饰纸及其制造方法》（授权公告号：CN102085736B）中所述的基材表面均匀涂布后烘干进行性能测试。

实施例4：

在100份羧基改性丁苯乳胶中，加入三乙基己基磷酸分散剂8份、5000目镍粉100份和聚酯改性聚二甲基硅氧烷型流平剂12份，在高速搅拌器下以800r/min的速率搅拌分散20min；

然后在均匀分散的浆料中加入5000目导电碳黑50份、去离子水150份和不饱和酸式羧酸酯的烷醇基铵盐型水性导电剂4份，在高速搅拌器下以1000r/min的速率搅拌分散60min得到均匀的水性涂料。

实施例5：

在100份水分散性聚氨酯乳胶中，加入十二烷基硫酸钠分散剂10份、10000目镍粉130份和聚二甲基硅氧烷型流平剂15份，在高速搅拌器下以800r/min的速率搅拌分散30min；

然后在均匀分散的浆料中加入10000目导电碳黑30份、去离子水160份和十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐型水性导电剂2份，在高速搅拌器下以1000r/min的速率搅拌分散60min得到均匀的水性涂料。

将所得涂料在发明专利《一种硅酸钙高填充聚合物改性纸》（授权公告号：CN102011347B）中所述的基材表面均匀涂布后烘干进行性能测试。

性能评价

通过将本发明所述水性环保涂料涂布在“石头纸”基材表面（本公司申请的发明专利《一种不含植物纤维改性聚烯烃纸》（授权公告号：CN101462387B），或《无机粉体高填充聚烯烃装饰纸及其制造方法》（授权公告号：CN102085736B），或《一种硅酸钙高填充聚合物改性纸》（授权公告号：CN102011347B）所提供的纸作为基材），从而得到测试样品，对所得到的样品性能评价包括以下几个方面，其中各性能的具体指标见表1：

（1）表面电阻测试：使用试验电压1000V（D.C）的绝缘电阻计，让电极的前端接触涂层表面，测试其表面电阻。

（2）Wi-Fi信号屏蔽效能测试：采用电磁波测试器（型号：AWZ8-TM-195高频）分别测试采用涂布后的基材进行Wi-Fi信号屏蔽前后的信号强度，通过分析前后强度的变化来评价水性环保涂料的Wi-Fi信号屏蔽效能（用百分比进行表示，采用公式（1-屏蔽后强度/屏蔽前强度）*100%进行计算）。

（3）透气度测定：根据GB/T4689.22标准提供的方法，采用TQD-G1皮革透气度测试仪测试含水性环保涂料的基材的透气度，在40℃温度下，在基材两侧都存在恒定的水蒸汽压的条件下，通过全自动测试模式测试在规定时间内通过单位面积的材料的水蒸汽质量，以该条件下的g/(m²·d)表示。测试时将基材未进行涂布工艺的一面与水蒸气接触。

（4）耐摩擦色牢度试验：按QB/T4034的规定进行。

（5）防水性能测试：采用水柱高度耐受性能表征，用mm/H2O表示。

表1样品的主要性能指标

Claims

1.一种屏蔽Wi-Fi信号的水性涂料，其特征在于：所述水性涂料包含的原料及重量份数如下：水性乳胶100份、镍粉20-150份、导电碳黑10-100份、去离子水50-200份、流平剂3-15份、水性导电剂2-10份、分散剂2-10份。

2.根据权利要求1所述的屏蔽Wi-Fi信号的水性涂料，其特征在于：所述的水性乳胶包括以下产品中的一种或多种：采用含有活性基团羧基、异氰酸基和羟甲基的聚合物乳胶；或含有丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、2-甲基丙烯酸甲酯、2-甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯的丙烯酸酯类单体中的聚丙烯酸酯类乳液或羧基改性丁苯胶乳；或水分散性聚氨酯分散体。

3.根据权利要求1所述的屏蔽Wi-Fi信号的水性涂料，其特征在于：所述的流平剂包括以下产品中的一种或多种：聚二甲基硅氧烷丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、氟碳改性聚丙烯酸酯、改性聚丙烯酸酯、有机硅改性丙烯酸的丙烯酸类或丙烯酸酯类流平剂；或有机改性聚硅氧烷、聚醚改性聚二甲基硅氧烷、烷基苯改性聚二甲基硅氧烷、聚酯改性聚二甲基硅氧烷、羟甲基聚二甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷的聚硅氧烷类流平剂。

4.根据权利要求1所述的屏蔽Wi-Fi信号的水性涂料，其特征在于：所述的水性导电剂包括以下产品中的一种或多种：离子型十八季胺盐聚合物、不饱和酸式羧酸酯的烷醇基铵盐、十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐类导电剂。

5.根据权利要求1所述的屏蔽Wi-Fi信号的水性涂料，其特征在于：所述的分散剂为多元酸均聚物、多元酸共聚物、超支化聚羧酸类分散剂、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯、翁开尔系列产品、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的屏蔽Wi-Fi信号的水性涂料，其特征在于：所述的镍粉和导电碳黑的粒度为100-10000目。

7.一种屏蔽Wi-Fi信号的水性涂料的制备方法，其特征在于包括步骤如下：

8.一种屏蔽Wi-Fi信号的水性涂料的使用方法，其特征在于：将所得水性涂料在基材表面均匀涂布后烘干。

9.根据权利要求8所述的屏蔽Wi-Fi信号的水性涂料的使用方法，其特征在于：所述均匀涂布层厚度为10-1000微米。