CN108395807A - 一种防电磁波辐射污染功能涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种防电磁波辐射污染功能涂料，按重量份计，包括以下组分：成膜树脂15—30份，导电复合填料50—80份，溶剂30—100份，偶联剂0.5—15份。制备方法包括以下操作步骤，a、导电复合填料的表面处理，将质量百分数为0.5—10％，0.5—15份偶联剂溶液加至50—80份导电复合填料中，常温下，研磨，烘干，备用；b、制备防电磁波辐射功能涂料，将成膜树脂15—30份与经步骤a处理过的导电复合填料50—80份，溶剂30～100份混合，在常温下研磨2～5次，过滤，调节粘度4#杯20～60秒，获得防电磁波辐射功能涂料。本发明技术方案防电磁波辐射污染功能涂料在电磁波频率为30kHz～1.5GHz范围内，其电磁波屏蔽效能可达40～70dB。

Description

一种防电磁波辐射污染功能涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电磁环境污染防治技术领域，具体涉及一种防电磁波辐射污染功能涂料及其制备方法。
背景技术
由于电力、电子电气技术在人类生产生活中的广泛应用，电磁辐射污染造成的电磁干扰、电磁信息泄密和电磁环境污染对经济建设、国防安全和社会生产生活带来的影响越来越严重。电磁辐射污染已经成为继大气污染、水污染和噪音污染之后的世界第四大环境污染，联合国人类环境大会已将其列入必须控制的主要污染物之一。防治电磁辐射污染已成为环境保护的重要内容之一。
为此，需增强政府对电磁环境污染源的监管约束，强化对电磁辐射污染防护的宣传、教育和引导，研究、开发和推广经济实用的电磁辐射防治技术。电磁屏蔽就是用电磁波屏蔽材料对电子电气设备及其所处环境进行防护的技术。由于性价较高、使用方便灵活，电磁波屏蔽技术已经成为电磁波辐射污染防治的一种主要手段之一。
屏蔽材料是实现电磁波屏蔽技术的重要物质基础，屏蔽材料可通过如下方式实现电磁波屏蔽技术，一是将电子电气设备的工程塑料外壳表面通过电镀、化学镀金属，在塑料外壳表面形成表面导电镀层而达到屏蔽效果；二是在电子电气设备的工程塑料外壳表面通过喷涂、刷涂电磁波屏蔽涂料形成表面导电涂层而达到屏蔽效果；三是在制造电子电气设备的工程塑料过程中添加导电填料形成整体导电塑料；四是在电子电气设备所处房屋的门窗、墙壁、天花板和地面通过喷涂、刷涂电磁波屏蔽涂料形成电磁波屏蔽房屋而达到屏蔽效果。采用电磁波屏蔽涂料对干扰电子电气产品正常工作的杂散电磁波进行电磁波屏蔽处理是一种经济有效的防治电磁辐射污染的方法。
对电磁波屏蔽涂料而言，导电填料的成本、导电性能、比重等已成为制约其性价比及其应用的关键因素。传统的电磁波屏蔽涂料的填料较为单一采用金、银、铝、镍、铜等金属，导电性虽好，但由于其成本过高、比重过大，极大地限制了其市场推广使用。
经检索，未发现镀Ni-Co-Pr-B玻璃纤维用于制备防电磁波辐射污染功能涂料的专利申请或文献报道。本发明的目的在于提供一种防电磁波辐射污染功能涂料及其制备方法
现有的电磁屏蔽涂料多以导电涂料为主，导电涂料中加入的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。金粉的导电性高，化学稳定性好，但价格昂贵，以致使用受到限制。银粉的导电性高，价格较金粉为低，但银的稳定性较差，有“银迁移”现象。铜、镍的性能与银相近，价格比银低得多，但其比重大易沉降，铜的稳定性较差易氧化。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。用化学镀技术在金、银、铜、镍等纯金属表面包覆一层导电性、抗氧化和化学性能较好的薄层金属尽管可在一定程度上降低纯金属粉料的成本，改善其化学性能不稳定等缺陷，但是密度仍然过大，影响屏蔽材料的均匀性和稳定性。用化学镀技术制备的镀Ni-Co-Pr-B玻璃纤维具有良好的导电性和化学稳定性。
针对传统的电磁波屏蔽涂料的上述缺点，本发明提出一种防电磁波辐射污染功能涂料及其制备方法。
发明内容
本发明提供一种防电磁波辐射污染功能涂料及其制备方法，采用金属粉、镀Ni-Co-Pr-B玻璃纤维作导电复合填料，用高分子树脂制成膜物质，经混炼、研磨、过滤等工序，制成防电磁波辐射功能涂料。
本发明通过下述技术方案实现：
一种防电磁波辐射污染功能涂料，按重量份计，包括以下组分：
成膜树脂15—30份，导电复合填料50—80份，溶剂30—100份，偶联剂0.5—15份。
进一步地，所述成膜树脂为环氧树脂、丙烯酸树脂、硅树脂、醇酸树脂、酚醛树脂、聚氨酯、聚酯树脂中的一种或大于等于两种的组合物。
进一步地，所述导电复合填料的表面为偶联剂处理获得，所述导电复合填料由片状金属粉30—77份和镀Ni-Co-Pr-B玻璃纤维3—20份组成，按重量份计。
进一步地，所述镀Ni-Co-Pr-B玻璃纤维的长径比为50—200，长度为15—100um，直径为2—30um，所述镀Ni-Co-Pr-B玻璃纤维由以下重量百分数的组分组成：Ni 20～50wt％、Co5～20wt％、Pr 0.5～5wt％、B 0.5～5wt％；所述片状金属粉为金粉、银粉、铜粉、镍粉、钴粉、铝粉、锌粉中的任意一种，所述金粉、银粉、铜粉、镍粉、钴粉、铝粉、锌粉的粒径为100nm—100um。
进一步地，所述偶联剂为硅烷、硬脂酸、铝酸酯、钛酸酯中的一种。
进一步地，溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、苯甲醇、乙二醇、丁醇、甲苯、二甲苯、丙酮、乙酸丁酯、乙酸甲酯和/或乙酸乙酯的一种或大于等于两组的复合溶剂。
一种防电磁波辐射污染功能涂料的制备方法，包括以下操作步骤，
a、导电复合填料的表面处理
将质量百分数为0.5—10％，0.5—15份偶联剂溶液加至50—80份导电复合填料中，常温下用球磨机研磨20-60分钟，待偶联剂溶液与导电复合填料混合均匀后，于温度80～120℃烘干，备用；
b、制备防电磁波辐射功能涂料
将成膜树脂15—30份与经步骤a处理过的导电复合填料50—80份，溶剂30～100份混合，在常温下研磨2～5次，过滤，调节粘度4#杯20～60秒，获得防电磁波辐射功能涂料。
进一步地，所述步骤a中，常温下采用研磨机进行研磨20—60分钟。
进一步地，将偶联剂溶液与导电复合填料研磨，待分散均匀后，在80～120℃烘干。
进一步地，所述步骤b中成膜树脂的固含量为40—70％。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
(1)本发明技术方案防电磁波辐射污染功能涂料在电磁波频率为30kHz～1.5GHz范围内，其电磁波屏蔽效能可达40～70dB。
(2)本发明技术方案防电磁波辐射污染功能涂料与常用电磁波屏蔽涂料(如镍基电磁波屏蔽涂料等)相比，每平方米电磁波屏蔽涂层的价格可降低10～30％。
(3)本技术方案所述的防电磁波辐射污染功能涂料的制备方法，涂料的配制、施工、干燥和固化均在常温下进行，节约能源，使用方便。
(4)本技术方案所述的防电磁波辐射污染功能涂料的制备方法，制备方法简单、易于操作，完全使用常规设备，投资不大，风险较小，便于推广。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1：
一种防电磁波辐射污染功能涂料的制备方法，将平均粒径为8μm钴粉60克，纤维直径为10μm、纤维长径比为60、纤维含Ni 25wt％、Co 6wt％、Pr 1wt％、B 0.5wt％的镀Ni-Co-Pr-B玻璃纤维10克，加入配制好的10克硅烷乙醇溶液中，硅烷溶液浓度为8％，用球磨机研磨30分钟，待分散均匀后，在温度100℃烘干。将固含量为60％的环氧树脂20克与上述表面处理过的导电复合填料70克和苯甲醇50克混合，在常温下用研磨机研磨2～5次，过滤、调节粘度4#杯20～50秒，获得防电磁波辐射功能涂料。
实施例2：
一种防电磁波辐射污染功能涂料的制备方法，将平均粒径为3μm镍粉50克，纤维直径为15μm、纤维长径比为60、纤维含Ni 30wt％、Co 8wt％、Pr 0.7wt％、B 0.5wt％的镀Ni-Co-Pr-B玻璃纤维7克，加入配制好的8克硬脂酸丙酮溶液中，硬脂酸浓度为7.5％，用球磨机研磨20分钟，待分散均匀后，在温度80℃烘干。将固含量为70％的丙烯酸树脂25克与上述表面处理过的导电复合填料60克和乙酸乙酯45克混合，在常温下用研磨机研磨2～5次，过滤、调节粘度4#杯20～50秒，获得防电磁波辐射功能涂料。
实施例3：
一种防电磁波辐射污染功能涂料的制备方法，将平均粒径为100nm铜粉55克，纤维直径为10μm、纤维长径比为60、纤维含Ni 35wt％、Co 7wt％、Pr 1.5wt％、B 0.7wt％的镀Ni-Co-Pr-B玻璃纤维12克，加入配制好的12克钛酸酯甲苯溶液中，钛酸酯浓度为4％，用球磨机研磨30分钟，待分散均匀后，在温度100℃烘干，将固含量为65％的酚醛树脂18克与上述表面处理过的导电复合填料65克和乙醇55克混合，在常温下用研磨机研磨2～5次，过滤、调节粘度4#杯20～50秒，获得防电磁波辐射功能涂料。
实施例1—3方法制备的电磁波屏蔽复合涂料，采用冷喷涂设备喷涂或刷涂设备刷涂，在常温下干燥和固化。防电磁波辐射功能涂料的物理性能测试结果，涂层的物理性能指标已达到我国军标GJB2604-96《军用电磁屏蔽涂料通用规范》的有关规定。在频率30kHz～1.5GHz，其电磁波屏蔽效能达40～70dB，它具有抗电磁波干扰、防电子信息泄漏和防电磁环境污染的性能，可广泛用于电子信息产品的电磁波屏蔽，建造电磁波屏蔽室和电子信息保密室等方面。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种防电磁波辐射污染功能涂料，其特征在于：按重量份计，包括以下组分：
成膜树脂15—30份，导电复合填料50—80份，溶剂30—100份，偶联剂0.5—15份。
2.根据权利要求1所述的一种防电磁波辐射污染功能涂料，其特征在于：所述成膜树脂为环氧树脂、丙烯酸树脂、硅树脂、醇酸树脂、酚醛树脂、聚氨酯、聚酯树脂中的一种或大于等于两种的组合物。
3.根据权利要求1所述的一种防电磁波辐射污染功能涂料，其特征在于：所述导电复合填料的表面为偶联剂处理获得，所述导电复合填料由片状金属粉30—77份和镀Ni-Co-Pr-B玻璃纤维3—20份组成，按重量份计。
4.根据权利要求3所述的一种防电磁波辐射污染功能涂料，其特征在于：所述镀Ni-Co-Pr-B玻璃纤维的长径比为50—200，长度为15—100um，直径为2—30um，所述镀Ni-Co-Pr-B玻璃纤维由以下重量百分数的组分组成：Ni 20～50wt％、Co 5～20wt％、Pr 0.5～5wt％、B0.5～5wt％；所述片状金属粉为金粉、银粉、铜粉、镍粉、钴粉、铝粉、锌粉中的任意一种，所述金粉、银粉、铜粉、镍粉、钴粉、铝粉、锌粉的粒径为100nm—100um。
5.根据权利要求1所述的一种防电磁波辐射污染功能涂料，其特征在于：所述偶联剂为硅烷、硬脂酸、铝酸酯、钛酸酯中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种防电磁波辐射污染功能涂料，其特征在于：溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、苯甲醇、乙二醇、丁醇、甲苯、二甲苯、丙酮、乙酸丁酯、乙酸甲酯和/或乙酸乙酯的一种或大于等于两组的复合溶剂。
7.一种权利要求1—6任意一项所述防电磁波辐射污染功能涂料的制备方法，其特征在于：包括以下操作步骤，
a、导电复合填料的表面处理
将质量百分数为0.5—10％，0.5—15份偶联剂溶液加至50—80份导电复合填料中，常温下用球磨机研磨20-60分钟，待偶联剂溶液与导电复合填料混合均匀后，于温度80～120℃烘干，备用；
b、制备防电磁波辐射功能涂料
将成膜树脂15—30份与经步骤a处理过的导电复合填料50—80份，溶剂30～100份混合，在常温下研磨2～5次，过滤，调节粘度4#杯20～60秒，获得防电磁波辐射功能涂料。
8.根据权利要求7所述的一种防电磁波辐射污染功能涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤a中，常温下采用研磨机进行研磨20—60分钟。
9.根据权利要求8所述的一种防电磁波辐射污染功能涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤b中成膜树脂的固含量为40—70％。
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