CN114058258A - 一种适用于热收缩材料的电磁屏蔽涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于涂料领域，公开了一种适用于热收缩材料的电磁屏蔽涂料及其制备方法，包括如下步骤：(1)将聚醚砜溶于有机溶剂中，随后将导电填料和低熔点合金粉末加入到上述溶液中，搅拌均匀，获得导电填料分散液，随后将导电填料分散液雾化，经干燥后获得复配导电填料；(2)将水性聚氨酯分散液，防沉剂，复合导电填料，增稠剂，消泡剂混合，随后搅拌均匀，获得水性聚氨酯电磁屏蔽涂料。本发明低熔点合金在热收缩材料加热收缩过程中熔融，促进导电填料形成导电网络，通过热收缩过程增加了屏蔽涂层的屏蔽性能且避免了过多刚性金属填料加入导致的起皱开裂，最终实现涂料的低添加高屏蔽特性。

Description

一种适用于热收缩材料的电磁屏蔽涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于涂料领域，涉及一种适用于热收缩材料的电磁屏蔽涂料及其制备方法。
背景技术
电子信息技术的发展给人们带来极大便利，同时也产生了大量的电磁污染。大量的电磁污染不但影响仪器设备的正常运转，而且电磁波泄漏也会危及国家信息安全和军事核心机密的安全。尤其是新兴的5G通讯领域、航空航天领域对信号的抗干扰能力要求更为严格。
电子设备的传输线缆及连接器是最易引起电磁泄漏的部位之一，使用电磁屏蔽热缩管是解决这一问题的有效办法。目前常用的电磁屏蔽热缩管主要是通过在热收缩管表面涂覆电磁屏蔽涂料的方法制备的电磁屏蔽热缩管。该方法制得的电磁屏蔽热缩管不影响自身的力学性能，应用前景广阔。但普通电磁屏蔽涂料为了实现高屏蔽性，一般添加超过70％的导电填料来促进导电网络形成，使得涂装后的热缩管，热缩后极易起皱开裂。因此，开发一种适用于热收缩材料的电磁屏蔽涂料是十分必要的。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种适用于热收缩材料的电磁屏蔽涂料及其制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种适用于热收缩材料的电磁屏蔽涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)复配导电填料的制备
将聚醚砜溶于有机溶剂中，随后将导电填料和低熔点合金粉末加入到上述溶液中，搅拌均匀，获得导电填料分散液，随后将导电填料分散液雾化，经干燥后获得复配导电填料；
(2)电磁屏蔽涂料的制备
将水性聚氨酯分散液，防沉剂，复合导电填料，增稠剂，消泡剂混合，随后搅拌均匀，获得水性聚氨酯电磁屏蔽涂料。
优选地，步骤(2)的原料配比为：按质量份计，水性聚氨酯分散液100份，防沉剂3-5份；复合导电填料30-70份；增稠剂2-5份；消泡剂0.5-2份。
优选地，所述低熔点合金选为锡铋合金；所述锡铋合金占导电填料质量的5％-25％；锡铋合金中锡和铋的质量比为(40～70)：(60～30)。
优选地，所述锡铋合金占导电填料质量的10～20％；所述锡铋合金中锡和铋的质量比为(43～67)：(57～33)。
优选地，所述导电填料为一维导电填料和/或二维导电填料；所述一维导电填料选自银纳米线、铜纳米线和金纳米线中的一种或两种以上；所述二维导电填料选自片状银粉、片状银包铜粉和片状铜粉中的一种或两种以上。
优选地，所述一维导电填料、二维导电填料的质量比为0.5-2：1；所述一维导电填料和二维导电填料的总质量与聚醚砜的质量比为5-20：1。
优选地，所述一维导电填料、二维导电填料的质量比为1：1；所述一维导电填料和二维导电填料的总质量与聚醚砜的质量比为9-19：1。
优选地，所述聚醚砜与有机溶剂的质量比为3％-5％；所述聚醚砜为双酚A型聚醚砜(PSF)和联苯型聚醚砜(PPSU)；所述有机溶剂为四氢呋喃。
优选地，步骤(2)中所述水性聚氨酯分散液的固含量为30±10％；所述防沉剂为：有机膨润土和气相二氧化硅中的一种或两种；所述增稠剂为：羟乙基纤维素和羧甲基纤维素中的一种或两种；所述消泡剂为：液体石蜡和椰子醇中的一种或两种；所述搅拌条件为1000-2000转/分钟的转速下搅拌0.5-1h。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明通过喷雾干燥的方法制备了一维导电填料、二维导电填料和低熔点合金的复合填料，低熔点合金在热收缩材料(聚烯烃热缩管)加热收缩过程中熔融，促进一维导电填料和二维导电填料形成导电网络，通过热收缩过程增加了屏蔽涂层的屏蔽性能且避免了过多刚性金属填料加入导致的起皱开裂，最终实现涂料的低添加高屏蔽特性。
(2)本发明屏蔽涂料具有耐高低温、耐湿热、耐盐雾、耐霉菌的特性；同时减少了涂料中的导电填料添加量，降低成本。
附图说明
图1是电磁屏蔽涂料制备流程图。
图2是实施例1获得的涂料喷涂于热收缩材料表面，热收缩后的照片。
图3是对比例2获得的涂料喷涂于热收缩材料表面，热收缩后的照片。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述，但本发明的实施方式不限于此，对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。
实施例1
将3g双酚A型聚醚砜溶于97g的四氢呋喃中，随后将28.5g的银纳米线、28.5g的片状银粉和11.4g的锡铋合金(43/57，熔点138℃，厂家：深圳市俊霖技术发展有限公司)加入到上述溶液中，搅拌均匀，获得导电填料分散液，随后用喷枪将导电填料分散液雾化，经自然干燥后获得复配导电填料。
将水性聚氨酯分散液(固含量30％)100份，有机膨润土5份；复合导电填料70份；羟乙基纤维素5份；液体石蜡2份加入到搅拌杯中，随后在2000转/分钟的转速下搅拌1h，获得水性聚氨酯电磁屏蔽涂料。
实施例1所获得的水性聚氨酯电磁屏蔽涂料喷涂于聚乙烯热缩管表面，表面平整，干膜厚度20um，热收缩前表面电阻为10.2Ω/□，在170℃条件下热收缩后，表面褶皱无开裂，表面电阻降至0.9Ω/□。在9.4GHz处屏蔽效能也由53.6dB增加至62.7dB，明显优于对比例获得的结果，主要是由于低熔点合金在热收缩过程中熔融，促进银导电填料之间形成导电网络。涂料的耐低温性能、耐高温性能、耐湿热性能、耐盐雾性能、耐霉菌性能均满足使用要求。
实施例2
将5g的联苯型聚醚砜溶于95g四氢呋喃中，随后将15g铜纳米线、30g片状银包铜粉和4.5g锡铋合金(67/33，熔点166℃，厂家：深圳市俊霖技术发展有限公司)加入到上述溶液中，搅拌均匀，获得导电填料分散液，随后用喷枪将导电填料分散液雾化，经自然干燥后获得复配导电填料。
将水性聚氨酯分散液(固含量30％)100份，气相二氧化硅3份；复合导电填料30份；羧甲基纤维素2份；椰子醇0.5份加入到搅拌杯中，随后在1000转/分钟的转速下搅拌0.5h，获得水性聚氨酯电磁屏蔽涂料。
实施例3
将3g双酚A型聚醚砜溶于97g的四氢呋喃中，随后将28.5g的金纳米线、28.5g的片状铜粉和11.4g的锡铋合金(43/57)加入到上述溶液中，搅拌均匀，获得导电填料分散液，随后用喷枪将导电填料分散液雾化，经自然干燥后获得复配导电填料。
将水性聚氨酯分散液(固含量30％)100份，有机膨润土4份；复合导电填料50份；羟乙基纤维素4份；液体石蜡1份加入到搅拌杯中，随后在1500转/分钟的转速下搅拌1h，获得水性聚氨酯电磁屏蔽涂料。
实施例4
将3g双酚A型聚醚砜溶于97g的四氢呋喃中，随后将20g的金纳米线、20g的片状铜粉和4g的锡铋合金(43/57)加入到上述溶液中，搅拌均匀，获得导电填料分散液，随后用喷枪将导电填料分散液雾化，经自然干燥后获得复配导电填料。
将水性聚氨酯分散液(固含量30％)100份，有机膨润土4份；复合导电填料50份；羟乙基纤维素4份；液体石蜡1份加入到搅拌杯中，随后在1500转/分钟的转速下搅拌1h，获得水性聚氨酯电磁屏蔽涂料。
实施例5
将3g双酚A型聚醚砜溶于97g的四氢呋喃中，随后将20g的金纳米线、20g的片状铜粉和4g的锡铋合金(43/57)加入到上述溶液中，搅拌均匀，获得导电填料分散液，随后用喷枪将导电填料分散液雾化，经自然干燥后获得复配导电填料。
将水性聚氨酯分散液(固含量30％)100份，有机膨润土4份；复合导电填料70份；羟乙基纤维素4份；液体石蜡1份加入到搅拌杯中，随后在1500转/分钟的转速下搅拌1h，获得水性聚氨酯电磁屏蔽涂料。
实施例6
将3g双酚A型聚醚砜溶于97g的四氢呋喃中，随后将57g的片状银粉和11.4g的锡铋合金(43/57)加入到上述溶液中，搅拌均匀，获得导电填料分散液，随后用喷枪将导电填料分散液雾化，经自然干燥后获得复配导电填料。
将水性聚氨酯分散液(固含量30％)100份，有机膨润土5份；复合导电填料70份；羟乙基纤维素5份；液体石蜡2份加入到搅拌杯中，随后在2000转/分钟的转速下搅拌1h，获得水性聚氨酯电磁屏蔽涂料。
实施例7
将3g双酚A型聚醚砜溶于97g的四氢呋喃中，随后将57g的银纳米线和11.4g的锡铋合金(43/57)加入到上述溶液中，搅拌均匀，获得导电填料分散液，随后用喷枪将导电填料分散液雾化，经自然干燥后获得复配导电填料。
将水性聚氨酯分散液(固含量30％)100份，有机膨润土5份；复合导电填料70份；羟乙基纤维素5份；液体石蜡2份加入到搅拌杯中，随后在2000转/分钟的转速下搅拌1h，获得水性聚氨酯电磁屏蔽涂料。
对比例1
本发明与实施例1的不同之处在于：
将水性聚氨酯分散液(固含量30％)100份，有机膨润土5份；导电银粉70份；羟乙基纤维素5份；液体石蜡2份加入到搅拌杯中，随后在2000转/分钟的转速下搅拌1h，获得水性聚氨酯电磁屏蔽涂料。
对比例2
本发明与实施例1的不同之处在于：
将3g双酚A型聚醚砜溶于97g的四氢呋喃中，随后将28.5g的银纳米线、28.5g的片状银粉和11.4g的银粉加入到上述溶液中，加入到上述溶液中，搅拌均匀，获得导电填料分散液，随后用喷枪将导电填料分散液雾化，经自然干燥后获得复配导电填料。
将水性聚氨酯分散液(固含量30％)100份，有机膨润土5份；复合导电填料70份；羟乙基纤维素5份；液体石蜡2份加入到搅拌杯中，随后在2000转/分钟的转速下搅拌1h，获得水性聚氨酯电磁屏蔽涂料。
表1各实施例获得的样品性能测试结果
Figure BDA0003384406600000051
Figure BDA0003384406600000061
注：屏蔽效能为9.4GHz处的屏蔽效能，测试标准采用GB/T35679-2017。测试表面电阻测试标准采用JJG508-2004。
表2各对比例获得的样品性能测试结果
Figure BDA0003384406600000062
Figure BDA0003384406600000071
注：屏蔽效能为9.4GHz处的屏蔽效能，测试标准采用GB/T35679-2017。测试表面电阻测试标准采用JJG508-2004。
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)

1.一种适用于热收缩材料的电磁屏蔽涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)复配导电填料的制备
将聚醚砜溶于有机溶剂中，随后将导电填料和低熔点合金粉末加入到上述溶液中，搅拌均匀，获得导电填料分散液，随后将导电填料分散液雾化，经干燥后获得复配导电填料；
(2)电磁屏蔽涂料的制备
将水性聚氨酯分散液，防沉剂，复合导电填料，增稠剂，消泡剂混合，随后搅拌均匀，获得水性聚氨酯电磁屏蔽涂料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)的原料配比为：按质量份计，水性聚氨酯分散液100份，防沉剂3-5份；复合导电填料30-70份；增稠剂2-5份；消泡剂0.5-2份。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述低熔点合金选为锡铋合金；所述锡铋合金占导电填料质量的5％-25％；锡铋合金中锡和铋的质量比为(40～70)：(60～30)。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述锡铋合金占导电填料质量的10～20％；所述锡铋合金中锡和铋的质量比为(43～67)：(57～33)。
5.根据权利要求1～4任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述导电填料为一维导电填料和/或二维导电填料；所述一维导电填料选自银纳米线、铜纳米线和金纳米线中的一种或两种以上；所述二维导电填料选自片状银粉、片状银包铜粉和片状铜粉中的一种或两种以上。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述一维导电填料、二维导电填料的质量比为0.5-2：1；所述一维导电填料和二维导电填料的总质量与聚醚砜的质量比为5-20：1。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述一维导电填料、二维导电填料的质量比为1：1；所述一维导电填料和二维导电填料的总质量与聚醚砜的质量比为9-19：1。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述聚醚砜与有机溶剂的质量比为3％-5％；所述聚醚砜为双酚A型聚醚砜和联苯型聚醚砜；所述有机溶剂为四氢呋喃。
9.根据权利要求1～4任意一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述水性聚氨酯分散液的固含量为30±10％；所述防沉剂为：有机膨润土和气相二氧化硅中的一种或两种；所述增稠剂为：羟乙基纤维素和羧甲基纤维素中的一种或两种；所述消泡剂为：液体石蜡和椰子醇中的一种或两种；所述搅拌条件为1000-2000转/分钟的转速下搅拌0.5-1h。
10.权利要求1～9任意一项所述方法制得的适用于热收缩材料的电磁屏蔽涂料。
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