CN105537581A - 一种噪音抑制片及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种噪音抑制片，包括按质量百分比含量计：扁平软磁合金粉35-60wt.％；粘结剂5-20wt.％；溶剂30-50wt.％。本发明还公开了一种噪音抑制片的制备方法。本发明所制备的噪音抑制片，具有电磁性能可调控、多功能，既可满足磁导率与屏蔽需求，又可提高电磁波吸收效果，拓宽吸收频带等特点。

Description

一种噪音抑制片及其制备方法
技术领域
本发明属于复合吸波材料制造领域，具体涉及一种噪音抑制片及其制备方法。
背景技术
随着电子信息技术的发展，生活中随处可见各种电子设备、移动通讯、自动化产品，市场应用要求电子设备向着高效、集成、微型、智能方向发展，随之而来的电磁干扰和电磁波辐射问题严重影响电子器件的正常工作以及人体的健康。目前电磁兼容(EMC)标准已经在世界范围内执行，如何解决电子产品电磁兼容问题已经成为各大电子厂商必须面对的课题。
噪音抑制片可以有效解决电子产品的电磁兼容问题。噪音抑制片主要包括吸波材料和屏蔽材料。吸波材料是指能够将入射电磁波吸收后转化为热能或其他形式能量的材料，屏蔽材料主要是通过高的导电率和导磁率实现对电磁波的反射，达到电磁防护的目的。相对来讲，屏蔽材料的抗电磁干扰和抗电磁辐射效果更好，但是其并不能从根本上消除电磁波，会造成“二次反射”的危害，使其应用受到限制。不同电子产品的辐射源不同，不同的元器件辐射的电磁波频率和强度也不尽相同，使用要求也千差万别。因此，电子厂商对于噪音抑制片的要求也各不相同，有的需要高的吸收性能，而有的需要高的屏蔽性能。
目前，大多数噪音抑制片的功能较为单一、抗电磁噪音效果有限，同时无法调控，导致应用受到限制。例如：石墨粉拥有高的电导率，但磁导率几乎为零，是良好的高频屏蔽材料，但低频吸波效果较差；羰基铁粉的电磁波吸收性能较好，但其磁导率较低，因此其屏蔽效果不佳；扁平状铁镍钼磁粉具有高的磁导率，屏蔽性能优良，但是对电磁波的损耗有限，吸波性能较差；相对来讲，扁平状铁硅铝合金粉吸波和屏蔽性能均较好，但是可调控的空间有限。正因为如此，传统的噪音抑制片已经很难满足电子产品越来越高的需求，急需开发一种多功能、电磁性能可调控的噪音抑制片。
发明内容
本发明提供了一种电磁性能可调控、多功能，既可满足磁导率与屏蔽需求，又可提高电磁波吸收效果，拓宽吸收频带的噪音抑制片。
本发明的另一目的在于提供上述的噪音抑制片的制备方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种噪音抑制片，包括按质量百分比含量计：
扁平软磁合金粉35-60wt.％；
粘结剂5-20wt.％；
溶剂30-50wt.％。
所述扁平软磁合金粉为铁硅铝粉或铁镍钼粉或羰基铁粉或石墨粉或钛酸钡粉或铁氧体粉或铁硅铬粉。
所述粘结剂为水性聚氨酯、环氧树脂、氯化聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺中的一种。
所述粘结剂为水性聚氨酯、环氧树脂、氯化聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺中的两种以上，并按体积1：1混合混匀。
所述溶剂为无水乙醇或丙酮或二甲苯。
还包括分散剂、偶联剂及消泡剂中的一种以上。
上述噪音抑制片的制备方法，包括以下步骤：
1)扁平软磁合金粉制备：取软磁合金粉，按质量百分比含量计35-60wt.％，放入扁平化处理设备中，速度为340～380rpm，时间为3～6小时；然后进行退火处理，具体过程为在氮气保护氛围下，800℃保温1～3小时退火处理；
2)取步骤1)中制备好的扁平软磁合金粉，然后加入按质量百分比含量计，粘结剂5-20wt.％，溶剂30-50wt.％，充分搅拌混合并进行脱泡处理；
3)取步骤2)制得的混合物，采用刮刀或涂布器将混合物在流延机上流延成型，烘干制成扁平磁粉流延薄片；
4)将扁平磁粉流延薄片以叠压方式置于低于粘结剂玻璃化转化温度15℃下进行热压处理，热压的压力为5-15MPa，热压时间8～12秒，从而制得噪音抑制片。
所述步骤1)中扁平化处理设备为行星式球磨装置或滚动式球磨装置或砂磨装置。
所述步骤2)中脱泡处理为添加脱泡剂或真空脱泡；步骤3)中流延机为PET薄膜流延机或钢带流延机。
所述步骤4)中扁平磁粉流延薄片为单种扁平磁粉流延薄片叠压或两种以上不同扁平磁粉流延薄片交叉叠压。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
本发明所制备的噪音抑制片克服了传统噪音抑制片功能单一、不可调控且频带较窄等问题。本发明依据电磁波吸收和屏蔽理论，选用片状软磁合金粉作为填充粉，配合适当的粘结剂与溶剂体系，优化材料组分并合理调整材料的结构，通过流延+热压工艺制备多层复合噪音抑制材料，实现了吸波和屏蔽性能以及吸收频段可调控的多功能复合材料，使之既可满足磁导率与屏蔽需求，又可提高电磁波吸收效果，拓宽吸收频带。
附图说明
图1为本发明中对比实施例1的反射率性能图；
图2为本发明中对比实施例1的屏蔽效能图；
图3为本发明中对比实施例2的反射率性能图；
图4为本发明中对比实施例2的屏蔽效能图；
图5为本发明中对比实施例3的反射率性能图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
一种噪音抑制片，包括按质量百分比含量计：
扁平软磁合金粉35wt.％；
粘结剂20wt.％；
溶剂44wt.％。
本实施例中的扁平软磁合金粉为铁硅铝粉；粘结剂为水性聚氨酯；溶剂为无水乙醇。
上述噪音抑制片的制备方法，包括以下步骤：
1)扁平软磁合金粉制备：取软磁合金粉，按质量百分比含量计35wt.％，放入扁平化处理设备中，速度为340rpm，时间为6小时；然后进行退火处理，具体过程为在氮气保护氛围下，800℃保温1小时退火处理；
2)取步骤1)中制备好的扁平软磁合金粉，然后加入按质量百分比含量计，粘结剂20wt.％，溶剂45wt.％，有机硅消泡剂1wt.％，充分搅拌混合并进行脱泡处理；
3)取步骤2)制得的混合物，采用刮刀或涂布器将混合物在流延机上流延成型，烘干制成扁平磁粉流延薄片；
4)将扁平磁粉流延薄片以叠压方式置于低于水性聚氨酯玻璃化转化温度15℃下进行热压处理，热压的压力为5MPa，热压时间12秒，从而制得噪音抑制片。
所述步骤1)中扁平化处理设备为行星式球磨装置。
所述步骤2)中脱泡处理为添加脱泡剂；步骤3)中流延机为PET薄膜流延机。
所述步骤4)中扁平磁粉流延薄片为单种扁平磁粉流延薄片叠压。
实施例2
一种噪音抑制片，包括按质量百分比含量计：
扁平软磁合金粉60wt.％；
粘结剂5wt.％；
溶剂33wt.％。
本实施例中的扁平软磁合金粉为铁镍钼粉；粘结剂为环氧树脂；溶剂为丙酮。
为了能够更稳定，本实施例还包括偶联剂和分散剂，1wt.％硅烷偶联剂，分散剂，1wt.％油酸。
上述噪音抑制片的制备方法，包括以下步骤：
1)扁平软磁合金粉制备：取软磁合金粉，按质量百分比含量计60wt.％，放入扁平化处理设备中，速度为380rpm，时间为3小时；然后进行退火处理，具体过程为在氮气保护氛围下，800℃保温3小时退火处理；
2)取步骤1)中制备好的扁平软磁合金粉，然后加入按质量百分比含量计，粘结剂5wt.％，溶剂33wt.％，硅烷偶联剂1wt.％，分散剂，1wt.％油酸，充分搅拌混合并进行脱泡处理；
3)取步骤2)制得的混合物，采用刮刀或涂布器将混合物在流延机上流延成型，烘干制成扁平磁粉流延薄片；
4)将扁平磁粉流延薄片以叠压方式置于低于环氧树脂玻璃化转化温度15℃下进行热压处理，热压的压力为15MPa，热压时间8秒，从而制得噪音抑制片。
所述步骤1)中扁平化处理设备为滚动式球磨装置。
所述步骤2)中脱泡处理为真空脱泡；步骤3)中流延机为钢带流延机。
所述步骤4)中扁平磁粉流延薄片为两种以上不同扁平磁粉流延薄片交叉叠压，具体为铁镍钼粉、羰基铁粉流延薄片交叉叠压，羰基铁粉制作工艺相同。
实施例3
一种噪音抑制片，包括按质量百分比含量计：
扁平软磁合金粉50wt.％；
粘结剂7wt.％；
溶剂42wt.％。
本实施例中的扁平软磁合金粉为石墨粉；粘结剂为水性聚氨酯和环氧树脂，并按体积1：1混合混匀。
本实施例中的溶剂为丙酮。
为了性能稳定，本实施例还包括分散剂，1wt.％油酸。
上述噪音抑制片的制备方法，包括以下步骤：
1)扁平软磁合金粉制备：取软磁合金粉，按质量百分比含量计50wt.％，放入扁平化处理设备中，速度为350rpm，时间为4.5小时；然后进行退火处理，具体过程为在氮气保护氛围下，800℃保温2小时退火处理；
2)取步骤1)中制备好的扁平软磁合金粉，然后加入按质量百分比含量计，粘结剂7wt.％，溶剂42wt.％，油酸1wt.％，充分搅拌混合并进行脱泡处理；
3)取步骤2)制得的混合物，采用刮刀或涂布器将混合物在流延机上流延成型，烘干制成扁平磁粉流延薄片；
4)将扁平磁粉流延薄片以叠压方式置于低于15℃下进行热压处理，热压的压力为10MPa，热压时间10秒，从而制得噪音抑制片。
所述步骤1)中扁平化处理设备为砂磨装置。
所述步骤2)中脱泡处理为真空脱泡；步骤3)中流延机为PET薄膜流延机。
所述步骤4)中扁平磁粉流延薄片为单种扁平磁粉流延薄片叠压。
对比实施例1
本实施例与实施例1～3大致相同，区别在于：分别称取适量的铁硅铝粉和铁镍钼粉进行扁平化处理和退火处理，得到长径比为100:1-200:1之间的预处理粉。然后称取52.3wt.％铁硅铝粉、30.5wt.％无水乙醇和17.2wt.％水性聚氨酯搅拌配料，放置真空箱中脱泡处理10分钟，然后用刮刀或涂布器在PET薄膜上流延成型并烘干剥离备用。同样的方法制备铁镍钼粉流延薄片。
将以上铁硅铝粉薄片和铁镍钼粉薄片采用平板硫化机在低于水性聚氨酯玻璃化转化温度15℃的条件下进行热压处理，压力为15MPa，热压时间为10秒。纯铁硅铝粉片材为1#样品，铁硅铝粉和铁镍钼粉混合片材为2#样品。然后采用阻抗分析仪AgilentE4991A在U＝0.5V，N＝20TS，T＝25℃下检测片材在2MHz和1GHz频率下的磁导率μ'和μ"，结果如下表1所示。然后将噪音抑制片冲裁成直径为133mm的圆片，采用KeySightN5232A矢量网络分析仪检测片材在200MHz-3GHz频带内的反射率性能和屏蔽效能，结果如图1和图2所示。结果表明，添加铁镍钼粉片层后，噪音抑制片2MHz下的磁导率性能为130.5/9.7，提高了近90％，200MHz-3GHz频带内的屏蔽效能达到-23dB，
提高了大约50％。但反射率性能相比纯铁硅铝粉片材有所降低，且吸收峰的位置发生了变化。添加铁镍钼粉片层后的最大反射率吸收峰出现在760MHz，数值为-2.3dB，而纯铁硅铝粉噪音抑制片的最大吸收峰出现在2.8GHz，数值为-4.5dB。可见，通过调控噪音抑制片的成分和结构可满足不同频段的吸波和屏蔽性能的不同需求。
表1对比实施例1噪音抑制片磁导率
对比实施例2
流延工艺和热压工艺与对比实施例1相同，只是噪音抑制片的组成成分不同，中间片层选用羰基铁粉流延片。片材在2MHz和1GHz频率下的磁导率μ'和μ"结果如下表2所示，反射率性能和屏蔽效能如图3和图4所示。
结果表明，添加羰基铁粉片层后的噪音抑制片比单独使用铁硅铝粉的片材反射率性能得到提高，最大反射率从-4.5dB提高至-6.2dB，提高了37.8％，且吸收峰位置都在2.8GHz，但磁导率和屏蔽效能降低了大约30-50％。可见，通过调控噪音抑制片的成分可满足相同频率下的吸波和屏蔽性能的不同需求。
表2对比实施例2噪音抑制片磁导率
对比实施例3
流延工艺和热压工艺与对比实施例1相同，只是噪音抑制片的组成成分和层压结构不同，交叉使用了铁硅铝粉流延片、铁镍钼粉流延片和羰基铁粉流延片。片材在200MHz-3GHz频带内的反射率性能如图5所示。
结果表明，叠压方式1的噪音抑制片有两个较大峰，分别在850MHz和2.8GHz，反射率值为-2.6dB；而叠压方式2的噪音抑制片只有一个较大峰，吸收峰位置在900MHz，反射率值为-2.8dB。可见，通过调控噪音抑制片的叠压方式和组成结构可满足不同频段的吸波性能需求。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种噪音抑制片，其特征在于，包括按质量百分比含量计：
扁平软磁合金粉35-60wt.％；
粘结剂5-20wt.％；
溶剂30-50wt.％。
2.根据权利要求1所述的噪音抑制片，其特征在于：所述扁平软磁合金粉为铁硅铝粉或铁镍钼粉或羰基铁粉或石墨粉或钛酸钡粉或铁氧体粉或铁硅铬粉。
3.根据权利要求2所述的噪音抑制片，其特征在于：所述粘结剂为水性聚氨酯、环氧树脂、氯化聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺中的一种。
4.根据权利要求2所述的噪音抑制片，其特征在于：所述粘结剂为水性聚氨酯、环氧树脂、氯化聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺中的两种以上，并按体积1：1混合混匀。
5.根据权利要求2所述的噪音抑制片，其特征在于：所述溶剂为无水乙醇或丙酮或二甲苯。
6.根据权利要求2所述的噪音抑制片，其特征在于：还包括分散剂、偶联剂及消泡剂中的一种以上。
7.根据权利要求1～6任一项所述的噪音抑制片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)扁平软磁合金粉制备：取软磁合金粉，按质量百分比含量计35-60wt.％，放入扁平化处理设备中，速度为340～380rpm，时间为3～6小时；然后进行退火处理，具体过程为在氮气保护氛围下，800℃保温1～3小时退火处理；
2)取步骤1)中制备好的扁平软磁合金粉，然后加入按质量百分比含量计，粘结剂5-20wt.％，溶剂30-50wt.％，充分搅拌混合并进行脱泡处理；
3)取步骤2)制得的混合物，采用刮刀或涂布器将混合物在流延机上流延成型，烘干制成扁平磁粉流延薄片；
4)将扁平磁粉流延薄片以叠压方式置于低于粘结剂玻璃化转化温度15℃下进行热压处理，热压的压力为5-15MPa，热压时间8～12秒，从而制得噪音抑制片。
8.根据权利要求7所述的噪音抑制片的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中扁平化处理设备为行星式球磨装置或滚动式球磨装置或砂磨装置。
9.根据权利要求7所述的噪音抑制片的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中脱泡处理为添加脱泡剂或真空脱泡；步骤3)中流延机为PET薄膜流延机或钢带流延机。
10.根据权利要求7所述的噪音抑制片的制备方法，其特征在于：所述步骤4)中扁平磁粉流延薄片为单种扁平磁粉流延薄片叠压或两种以上不同扁平磁粉流延薄片交叉叠压。
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