CN108384422A - 一种轨道车辆用低频电磁屏蔽涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种轨道车辆用低频电磁屏蔽涂料及其制备方法。所述低频电磁屏蔽涂料由甲、乙组分组成；其中，甲组分包括如下重量份的组分：羟基改性丙烯酸树脂5～25份，电磁屏蔽填料40～80份，混合溶剂9～15份，助剂1～4份；乙组分为HDI异氰酸酯；所述甲组分中‑OH与乙组分中‑NCO摩尔比为1：1。本发明通过采用具有一定弹性的羟基改性丙烯酸树脂为基料，添加铁镍合金粉末、坡莫合金粉末等复合电磁屏蔽填料和石墨烯作为填料，使涂层具有低频波段的屏蔽效能，从而提高涂层的电磁屏蔽性能。

Description

一种轨道车辆用低频电磁屏蔽涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种轨道车辆用低频电磁屏蔽涂料及其制备方法，属于功能材料技术领域。
背景技术
电磁屏蔽涂料通过对入射电磁波的反射、吸收、多重反射和提供磁旁路等方式，减少电磁波透射能量，起到电磁屏蔽作用。现有电磁屏蔽涂料主要为导电涂料，所加导电性填料一般是金、银、铜、镍等金属粉末和炭黑、石墨等非金属粉末。金粉和银粉的导电性和化学稳定性好，但价格昂贵，使用受到限制。铜粉和镍粉的性能与银相近，但易氧化，导电性不稳定，所配置的电磁屏蔽涂料耐久性较差。炭黑、石墨粉末作为导电填料，其分散性好，价格低廉，但导电性较差。
CN201510896392.9公开了一种电磁屏蔽涂层的制备方法，以非金属部件为应用对象，采用石墨烯和导电炭黑为功能填料，制备出基于高导电石墨烯功能填料的轻质、长效、系列化电磁屏蔽涂层材料，不仅能有效提升装备的电磁防护能力，而且也能满足装备轻量化的需求，但该电磁屏蔽涂层主要针对高频电磁屏蔽。
CN201010561198.2公开了一种复合涂层电磁屏蔽涂料及其制备的复合涂层电磁屏蔽材料，所述复合涂层电磁屏蔽涂料包含具有反射功能的导电层涂料和具有吸收功能的吸波层涂料；反射层涂料组分包括：聚合物乳液、导电填料、偶联剂、消泡剂、湿润剂、成膜助剂、增稠剂和水；吸波层涂料组分包括：聚合物乳液、吸波填料、偶联剂、消泡剂、湿润剂、成膜助剂、增稠剂和水；还公开了由该涂料涂覆制备的复合涂层电磁屏蔽材料，该材料通过在基材表面先涂覆导电层涂料，待干燥后，再涂覆吸波层涂料等步骤制得。但是该电磁屏蔽涂料以镍粉作为导电填料，以普通磁粉作为导磁填料，主要在中高频波段具有屏蔽效能。
CN201611243277.2公开了一种改性石墨烯电磁屏蔽涂料，其包括改性石墨烯浆料、树脂、颜填料、助剂及溶剂，所述改性石墨烯浆料包括采用改性剂对石墨烯进行改性得到的改性石墨烯，所述改性剂为具有大π键共轭结构的有机分子，所述树脂为丙烯酸树脂，但该涂料主要针对中高频段的电磁波。
可见，我国对于电磁屏蔽涂料方面的研究主要集中于30MHz以上波段，对于DC～10kHz范围的电磁波屏蔽涂料的研究稀少，未形成产品的系列化和产业化。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明通过采用具有一定弹性的羟基改性丙烯酸树脂为基料，添加铁镍合金粉末、坡莫合金粉末等复合电磁屏蔽填料和石墨烯作为填料，使涂层具有低频波段的屏蔽效能，从而提高涂层的电磁屏蔽性能。
本发明是由如下技术方案实现的。
一种低频电磁屏蔽涂料，由甲、乙组分组成；其中，甲组分包括如下重量份的组分：羟基改性丙烯酸树脂5～25份，电磁屏蔽填料40～80份，混合溶剂9～15份，助剂1～4份；乙组分为HDI异氰酸酯；所述甲组分中-OH与乙组分中-NCO摩尔比为1：1。
优选地，所述甲组分包括如下重量份的组分：羟基改性丙烯酸树脂12～25份，电磁屏蔽填料70～80份，混合溶剂9～12份，助剂1.5～2份；
所述羟基改性丙烯酸树脂，其分子式中含有不规整的、相对分子质量大的多元醇及长链脂肪酸，具有良好的弹性。优选为FTH系列弹性聚酯树脂。
所述助剂选自消泡剂、流平剂、分散剂、触变剂中的一种或几种；所述消泡剂为BYK-530A和/或德谦6800；所述流平剂选自BYK-320、EFKA-2022、EFKA2020、EFKA3777中的一种或几种；所述分散剂为BYK110；所述触变剂为聚酰胺蜡、有机膨润土或气相二氧化硅中的一种或两种。
所述电磁屏蔽填料包括如下重量份的组分：铁镍合金粉末30～70份，钼坡莫合金粉末5～40份，石墨烯0.1～2.0份；优选地，铁镍合金粉末40～70份，钼坡莫合金粉末9～39份，石墨烯0.5～1.0份；进一步优选，铁镍合金粉末50～60份，钼坡莫合金粉末20～30份，石墨烯0.5～1.0份。所述磁屏蔽填料使用前先在80～160℃范围内烘干。所述铁镍合金粉末可选自TN70铁镍合金粉末。
所述混合溶剂包括如下重量份的组分：二甲苯2.0～5.0份、醋酸丁酯1.5～4.0份、环己酮2.5～6.0份；优选地，二甲苯3.5份、醋酸丁酯3份、环己酮3.5份。
本发明还提供一种低频电磁屏蔽涂料的制备方法，包括：将羟基改性丙烯酸树脂、助剂加入到2/3混合溶剂中混合，搅拌，缓慢加入电磁屏蔽填料，分散均匀后，研磨，至细度达到40μm后加入剩余1/3混合溶剂，调节体系粘度至500～5000cp，过滤，出料。
本发明所述技术方案取得的有益效果：
(1)所得电磁屏蔽涂层具有DC～10KHz范围内屏蔽特性，电磁屏蔽响应频段极低；
(2)所得电磁屏蔽涂层可应用于大电流、大功率设备的电磁防护；
(3)该涂料施工方便，可刷涂、喷涂、辊涂。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1一种电磁屏蔽涂料的制备方法
本实施例提供一种屏蔽涂料的制备方法，包括：
(1)将FTH弹性聚酯树脂14.8g、德谦6800助剂0.5g、BYK110助剂0.5g、EFKA2020助剂0.5g、EFKA3777助剂0.5g加入7g混合溶剂中混合，搅拌，缓慢加入TN70铁镍合金粉末(镍含量70％)40g，钼含量为4％的坡莫合金粉末39g，石墨烯1g分散均匀后，研磨至细度40μm，加入剩余3g混合溶剂，调节体系粘度至800～1000cp，过滤，出料，得到甲组分；
所述混合溶剂是由二甲苯3.5g、醋酸丁酯3g、环己酮3.5g组成。
(2)将甲、乙组分(异氰酸酯SF)按照摩尔比(-OH)甲：(-NCO)乙＝1:1混合，搅拌均匀，即制得电磁屏蔽涂料。
将电磁屏蔽涂料涂装在PVC圆筒表面，干膜厚度为3mm，采用动轴式复合波动磁场线圈法测试其在DC～5KHz范围内的电磁屏蔽效能，屏蔽效能≥6.3dB。(数据列于附表)
实施例2一种电磁屏蔽涂料的制备方法
本实施例提供一种屏蔽涂料的制备方法，包括：
(1)将FTH弹性聚酯树脂22g、德谦6800助剂0.4g、BYK110助剂0.4g、EFKA2020助剂0.4g、EFKA3777助剂0.5g加入7g混合溶剂中混合，搅拌，缓慢加入TN70铁镍合金粉末(镍含量70％)70g，钼含量为4％的坡莫合金粉末9g，石墨烯1g分散均匀后，研磨至细度40μm，加入剩余3g混合溶剂，调节体系粘度至800～1000cp，过滤，出料，得到甲组分；
所述混合溶剂是由二甲苯3.5g、醋酸丁酯3g、环己酮3.5g组成。
(2)将甲、乙组分(异氰酸酯SF)按照摩尔比(-OH)甲：(-NCO)乙＝1:1混合，搅拌均匀，即制得电磁屏蔽涂料。
将电磁屏蔽涂料涂装在PVC圆筒表面，干膜厚度为3mm，采用动轴式复合波动磁场线圈法测试其在DC～5KHz范围内的电磁屏蔽效能，屏蔽效能≥2dB。
实施例3一种电磁屏蔽涂料的制备方法
本实施例提供一种屏蔽涂料的制备方法，包括：
(1)将FTH弹性聚酯树脂21g、德谦6800助剂0.5g、BYK110助剂0.4g、EFKA2020助剂0.5g、EFKA3777助剂0.4g加入7g混合溶剂中混合，搅拌，缓慢加入TN80铁镍合金粉末(镍含量80％)50g，钼含量为5％的坡莫合金粉末25g，石墨烯0.5g分散均匀后，研磨至细度40μm，加入剩余3g混合溶剂，调节体系粘度至800～1000cp，过滤，出料，得到甲组分；
所述混合溶剂是由二甲苯3.5g、醋酸丁酯3g、环己酮3.5g组成。
(2)将甲、乙组分(异氰酸酯SF)按照摩尔比(-OH)甲：(-NCO)乙＝1:1混合，搅拌均匀，即制得电磁屏蔽涂料。
将电磁屏蔽涂料涂装在PVC圆筒表面，干膜厚度为3mm，采用动轴式复合波动磁场线圈法测试其在DC～5KHz范围内的电磁屏蔽效能，屏蔽效能≥5dB。
附表说明：电磁屏蔽效能数据列表
频率/Hz 屏蔽效能SE/dB
0 6.7
5 6.5
10 6.6
50 6.6
500 6.4
1000 6.5
5000 6.3
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种低频电磁屏蔽涂料，其特征在于，由甲、乙组分组成；其中，甲组分包括如下重量份的组分：羟基改性丙烯酸树脂5～25份，电磁屏蔽填料40～80份，混合溶剂9～15份，助剂1～4份；乙组分为HDI异氰酸酯；所述甲组分中-OH与乙组分中-NCO摩尔比为1：1。
2.根据权利要求1所述的低频电磁屏蔽涂料，其特征在于，所述甲组分包括如下重量份的组分：羟基改性丙烯酸树脂12～25份，电磁屏蔽填料70～80份，混合溶剂9～12份，助剂1.5～2份。
3.根据权利要求1或2所述的低频电磁屏蔽涂料，其特征在于，所述羟基改性丙烯酸树脂，其分子式中含有不规整的、相对分子质量大的多元醇及长链脂肪酸；优选为FTH系列弹性聚酯树脂。
4.根据权利要求1-3任一所述的低频电磁屏蔽涂料，其特征在于，所述助剂选自消泡剂、流平剂、分散剂、触变剂中的一种或几种；
优选地，所述消泡剂为BYK-530A和/或德谦6800；所述流平剂选自BYK-320、EFKA-2022、EFKA2020、EFKA3777中的一种或几种；所述分散剂为BYK110；所述触变剂为聚酰胺蜡、有机膨润土或气相二氧化硅中的一种或两种。
5.根据权利要求1-4任一所述的低频电磁屏蔽涂料，其特征在于，所述电磁屏蔽填料包括如下重量份的组分：铁镍合金粉末30～70份，钼坡莫合金粉末5～40份，石墨烯0.1～2.0份；优选地，铁镍合金粉末40～70份，钼坡莫合金粉末9～39份，石墨烯0.5～1.0份；进一步优选，铁镍合金粉末50～60份，钼坡莫合金粉末20～30份，石墨烯0.5～1.0份。
6.根据权利要求1-5任一所述的低频电磁屏蔽涂料，其特征在于，所述混合溶剂包括如下重量份的组分：二甲苯2.0～5.0份、醋酸丁酯1.5～4.0份、环己酮2.5～6.0份；优选地，二甲苯3.5份、醋酸丁酯3份、环己酮3.5份。
7.一种低频电磁屏蔽涂料的制备方法，其特征在于，包括：将羟基改性丙烯酸树脂、助剂加入到2/3混合溶剂中混合，搅拌，缓慢加入电磁屏蔽填料，分散均匀后，研磨，至细度达到40μm后加入剩余1/3混合溶剂，调节体系粘度至500～5000cp，过滤，出料。
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