CN111057457A - 一种耐水且环保的水性吸波片及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电磁防护领域，公开了一种耐水且环保的水性吸波片，按重量份数计，主要由以下原料制得：软磁合金90‑110份、水性聚氨酯10‑30份、水性异氰酸酯1‑3份、水100‑200份。所述水性吸波片的制备方法，包括以下步骤：(1)按配方量称取各组分并混合，经搅拌进行分散，消泡，制得浆料；(2)将步骤(1)制得的浆料涂布在载体上，烘干，热压，得到所述水性吸波片。所述水性吸波片不含有机溶剂，具有较高的磁导率和良好的耐水可靠性。

Description

一种耐水且环保的水性吸波片及其制备方法
技术领域
本发明属于电磁防护领域，具体涉及一种耐水且环保的水性吸波片及其制备方法。
背景技术
当前电子设备正往高频化、微型化、集成化和功能化的方向进行发展，因此也带来了越来越严峻的电磁兼容问题。有鉴于此，电磁波吸收片(吸波片)已经在电子产品中得到广泛的应用。而用于EMC/EMI(电磁干扰/电磁敏感度)解决方案的电磁波吸波片，不但需要较高的磁导率实部μ′，同时希望具有较高的磁导率虚部μ″。
目前常规的电磁波吸收片均采用有机溶剂(如酯类、酮类和苯类等)生产，通过将吸波粉体、树脂、有机溶剂和助剂混合分散，形成浆料后流延成型，再经过后处理制备电磁波吸收片。其中的有机溶剂在流延成型后会经过烘烤挥发，伤害人体且对大气环境造成污染，不够环保。
虽然已有在吸波材料的生产中加入水性粘合剂的尝试，但还需加入适量无水乙醇、丙酮等作为助溶剂，并没有完全杜绝有机溶剂的危害和污染。并且，采用一般的水性粘合剂体系，会造成耐水性能差，从而对吸波片的耐水性产生不利影响。
因此，希望提出一种不含有机溶剂，具有较高的磁导率且耐水性能良好的吸波片。
发明内容
本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种水性吸波片，所述水性吸波片不含有机溶剂，具有较高的磁导率和良好的耐水可靠性。
一种水性吸波片，按重量份数计，主要由以下原料制得：
Figure BDA0002351759230000011
Figure BDA0002351759230000021
优选的，所述软磁合金选自铁硅铝合金、铁硅合金或铁硅镍合金中的至少一种。
更优选的，所述软磁合金的平均粒径为65-75μm。
优选的，所述水性聚氨酯的固含量为25-30％，25℃时粘度为150-300cps。所述水性聚氨酯为聚氨酯分散体，粒径为1-100nm，具有核壳结构(聚酯/聚醚复合)，具有成膜性好，力学强度高的优点。所述水性聚氨酯起粘合剂作用，其粘度较高，因此无需加入增稠剂即可完成制浆步骤。
优选的，所述水性异氰酸酯的固含量为68-72％，异氰酸酯基的质量含量为10-11％。所述水性异氰酸酯作为固化剂，其所释放的异氰酸酯(-NCO)基团与水性树脂分子链上羟基、羧基、氨基等基团反应形成交联结构，可显著改善水性树脂性能。
更优选的，所述水性异氰酸酯为封闭型水性异氰酸酯。相比于其他水性固化剂，本发明采用封闭型水性异氰酸酯是由于涂布磁片需经过烘干，必须保证在烘干温度下不发生交联固化，否则会影响后续热压，降低磁片密度和磁导率。
所述水为高纯水或去离子水，起溶剂作用。
优选的，所述水性吸波片的厚度为65-72μm。
一种水性吸波片的制备方法，包括以下步骤：
(1)按配方量称取各组分并混合，经搅拌进行分散，消泡，制得浆料；
(2)将步骤(1)制得的浆料涂布在载体上，烘干，热压，得到所述水性吸波片。
优选的，步骤(1)中所述搅拌的转速为400-600r/min，搅拌的时间为2-4h。
优选的，步骤(1)中所述消泡的操作为：以200-300r/min的转速搅拌20-25h。
优选的，步骤(2)中所述热压成型的参数为：热压的温度为150-200℃，热压的时间为10-60min，压力为5-30MPa。
相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
(1)本发明所述水性吸波片的溶剂为水，不添加有机溶剂，因此不会伤害人体及对大气环境造成污染，具有环保安全的特点；
(2)本发明所述水性吸波片具有良好的耐水性能，在水中浸泡24h后仍能保持较高的磁导率，磁导率实部μ′可达80.6H/m，磁导率虚部μ″可达17.6H/m。
具体实施方式
为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例对本发明要求的保护范围不构成限制作用。
以下实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有已知方法得到。
实施例1
一种水性吸波片，按重量份数计，主要由以下原料制得：
Figure BDA0002351759230000031
其中软磁合金属于铁硅铝合金，平均粒径为70μm，片厚1μm；水性聚氨酯作为粘合剂，具有核壳结构，固含量为28％，25℃粘度为200cps；封闭型水性异氰酸酯为固化剂，固含量为70％，异氰酸酯基的质量含量为10％。
上述水性吸波片的制备方法包括以下步骤：
按配方量称取各组分并混合，投入行星搅拌器以500r/min的转速进行分散，搅拌时间为2h；再以250r/min的转速进行搅拌消泡，时间22h，制得浆料；调整浆料粘度后使用涂布机进行涂布流延，载体使用无硅油PET薄膜，PET薄膜厚度75μm；对形成的膜片进行烘干，将2层膜片叠压并使用平板热压机进行热压成型，热压的温度为180℃，热压的时间为20min，压力控制为20MPa；从而制得厚度为70μm的水性吸波片。
实施例2
一种水性吸波片，按重量份数计，主要由以下原料制得：
Figure BDA0002351759230000032
其中软磁合金属于铁硅铝合金，平均粒径为70μm，片厚1μm；水性聚氨酯作为粘合剂，具有核壳结构，固含量为30％，25℃粘度为250cps；封闭型水性异氰酸酯为固化剂，固含量为68％，异氰酸酯基的质量含量为11％。
上述水性吸波片的制备方法包括以下步骤：
按配方量称取各组分并混合，投入行星搅拌器以550r/min的转速进行分散，搅拌时间为3h；再以200r/min的转速进行搅拌消泡，时间24h，制得浆料；调整浆料粘度后使用涂布机进行涂布流延，载体使用无硅油PET薄膜，PET薄膜厚度75μm；对形成的膜片进行烘干，将2层膜片叠压并使用平板热压机进行热压成型，热压的温度为200℃，热压的时间为15min，压力控制为30MPa；从而制得厚度为72μm的水性吸波片。
对比例1
与实施例相比，对比例1的制备方法基本相同，区别之处在于，按重量份数计，主要由以下原料制得：
Figure BDA0002351759230000041
其中软磁合金属于铁硅铝合金，平均粒径为70μm，片厚1μm；水性聚氨酯作为粘合剂，具有核壳结构，固含量为28％，25℃粘度为200cps；封闭型水性异氰酸酯为固化剂，固含量为70％，异氰酸酯基的质量含量为10％。
对比例2
一种水性吸波片，按重量份数计，主要由以下原料制得：
Figure BDA0002351759230000042
其中软磁合金属于铁硅铝合金，平均粒径为70μm，片厚1μm；水性聚氨酯作为粘合剂，属于聚醚型聚氨酯，固含量为40％，25℃粘度＜600cps；常温型水性异氰酸酯为固化剂，固含量为70％，异氰酸酯基的质量含量为10％。
上述水性吸波片的制备方法包括以下步骤：
按配方量称取各组分并混合，投入行星搅拌器以600r/min的转速进行分散，搅拌时间为2h；再以200r/min的转速进行搅拌消泡，时间22h，制得浆料；调整浆料粘度后使用涂布机进行涂布流延，载体使用无硅油PET薄膜，PET薄膜厚度75μm；对形成的膜片进行烘干，将2层膜片叠压并使用平板热压机进行热压成型，热压的温度为180℃，热压的时间为20min，压力控制为20MPa；从而制得厚度为70μm的水性吸波片。
产品效果测试
将实施例1-2，对比例1-2所制得的吸波片进行耐水可靠性试验(即浸泡于水中24h)，并分别测试吸波片在试验前和试验后的磁导率，采用E4491A分析仪在13.56MHz频率下进行磁导率的测试，测试结果如表1所示：
表1
Figure BDA0002351759230000051
如表1所示，与对比例1-2相比，实施例1-2中制得的水性吸波片在耐水可靠性试验的前后均能保持较高的磁导率(磁导率实部μ′和磁导率虚部μ″)，表明本发明制得的水性吸波片具有较高的磁导率和良好的耐水可靠性。同时，本发明制得的水性吸波片不含有机溶剂，因此还具有环保安全的特点。

Claims (10)

1.一种水性吸波片，其特征在于，按重量份数计，主要由以下原料制得：
Figure FDA0002351759220000011
2.根据权利要求1所述的水性吸波片，其特征在于，所述软磁合金选自铁硅铝合金、铁硅合金或铁硅镍合金中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的水性吸波片，其特征在于，所述软磁合金的平均粒径为65-75μm。
4.根据权利要求1所述的水性吸波片，其特征在于，所述水性聚氨酯的固含量为25-30％，25℃时粘度为150-300cps。
5.根据权利要求1所述的水性吸波片，其特征在于，所述水性异氰酸酯的固含量为68-72％，异氰酸酯基的质量含量为10-11％。
6.根据权利要求5所述的水性吸波片，其特征在于，所述水性异氰酸酯为封闭型水性异氰酸酯。
7.根据权利要求1所述的水性吸波片，其特征在于，所述水性吸波片的厚度为65-72μm。
8.权利要求1至7中任一项所述的水性吸波片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按配方量称取各组分并混合，经搅拌进行分散，消泡，制得浆料；
(2)将步骤(1)制得的浆料涂布在载体上，烘干，热压，得到所述水性吸波片。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述搅拌的转速为400-600r/min，搅拌的时间为2-4h；所述消泡的转速为200-300r/min，搅拌的时间为20-25h。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述热压的参数为：热压的温度为150-200℃，热压的时间为10-60min，压力为5-30MPa。
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