CN114213791B - 一种阻燃剂、阻燃导电屏蔽材料和制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于材料技术领域，具体是涉及一种阻燃剂、阻燃导电屏蔽材料和制备方法，包括阻燃成分，还包括如下重量含量的各组分，丙烯酸树脂15‑45％，导电粉1‑10％和1,4‑对苯二酚0.1‑2％，其余为水，所述阻燃成分为磷酸酯、三聚氰胺和金属氢氧化物，本发明使其在具有良好导电屏蔽效果的情况下，同时具有良好的阻燃效果，且阻燃成分结合强度高。

Description

一种阻燃剂、阻燃导电屏蔽材料和制备方法
技术领域
本发明属于材料技术领域，具体是涉及一种阻燃剂、阻燃导电屏蔽材料和制备方法。
背景技术
电磁屏蔽材料广泛用于手机、游戏机、等离子电视、液晶显示器、液晶电视、通讯设备、医疗仪器和军工等领域，而这些领域均有可能产生发热、短路起火的潜在风险。在这些应用范围内如果能够将其屏蔽效果叠加阻燃效果，则在安全方面将会上升一个等级，整体设备性能将会有一个质的提升，设备的应用领域可以出现一个跨越性的拓展。现有技术的核心问题是，如何实现阻燃海绵既能阻燃又能起到屏蔽作用，同时还具备很强的塑造性及体积小的特点。
对于可压缩海绵材料，如果需要同时实现导电及阻燃，现有技术一般是采用阻燃海绵加导电布复合的形式来解决。比如专利申请号为201410049855.3的一种阻燃全方位导电海绵及其制备方法，专利申请号为201310100528.1的一种阻燃复合导电泡棉。上述材料应用范围具有局限性，尤其对于对导电屏蔽材料体积有要求的产业。
对于海绵类电磁屏蔽材料而言，其三维多孔结构及可塑性是其能够实现其基本屏蔽作用及应用的不可缺少的特性，而电磁屏蔽材料如果需要加上阻燃效果，则其不能直接使用阻燃剂混合的方式来获取，因为其会影响电磁屏蔽材料的三维多孔结构。不管是复合方式的导电海绵还是传统的涂阻燃剂的方法都会破坏电磁屏蔽材料的三维多孔结构或者是其可塑性能，致使其阻燃产品不符合电磁屏蔽材料的应用。而且海绵是易燃物质，现有电磁屏蔽材料的海绵镀层一般使用的是可燃性金属，两者在一起单纯的做组合或者结构调整并不能实现阻燃效果。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种阻燃剂、阻燃导电屏蔽材料和制备方法，使其在具有良好导电屏蔽效果的情况下，同时具有良好的阻燃效果，且阻燃成分结合强度高。
本发明的内容包括一种阻燃剂，包括阻燃成分，还包括如下重量含量的各组分，丙烯酸树脂15-45％，导电粉1-10％和1,4-对苯二酚0.1-2％，其余为水，所述阻燃成分为磷酸酯、三聚氰胺和金属氢氧化物。
优选的，所述阻燃成分在阻燃剂中的重量含量为，磷酸酯15-25％，三聚氰胺1-5％，金属氢氧化物1-5％。
优选的，阻燃剂包括如下重量含量的各组分，丙烯酸树脂25％，导电粉5％，1,4-对苯二酚1％，磷酸酯20％，三聚氰胺3％和金属氢氧化物3％，其余为水。
优选的，所述金属氢氧化物为氢氧化铝或氢氧化镁。
优选的，所述导电粉为金属粉或石墨粉。
优选的，所述金属粉为金粉、银粉或铜粉。
优选的，所述丙烯酸树脂为溶于水的热固型丙烯酸树脂。
优选的，包裹有导电金属层的海绵浸入阻燃剂中时，对阻燃剂进行搅拌。
本发明提供一种阻燃导电屏蔽材料，包括海绵，所述海绵的筋条上包裹有导电金属层，所述导电金属层粘附有所述的阻燃剂。
本发明提供一种阻燃导电屏蔽材料的制备方法，步骤为，将海绵进行化学镀，电镀，使海绵上包裹有导电金属层，然后清洗后将包裹有导电金属层的海绵浸入阻燃剂中，一段时间后，烘干，得到阻燃导电屏蔽材料。
本发明的有益效果是，本发明将阻燃剂连接在导电金属层的表面，阻燃剂中除了含有阻燃成分外，还含有丙烯酸树脂，其主要起黏连作用，有效提高阻燃成分和导电金属层的粘附效果，1,4-对苯二酚，其主要防止阻燃成分团聚，避免阻燃成分自行团聚，此外，还含有导电粉，导电粉镶嵌在阻燃成分之间，其有效的防止了阻燃成分将导电金属层完全包裹，使其具有即使包裹有阻燃成分，同时还具有很高的导电和电磁屏蔽效果，本申请的阻燃成分选用了磷酸酯、三聚氰胺和金属氢氧化物，采用有机物磷酸酯和三聚氰胺以及无机物金属氢氧化物作为阻燃成分，可以有效的提高其阻燃能力，不会导致阻燃剂堵塞空洞从而导致失去屏蔽作用，也不会导致其完全覆盖导电金属层，从而使其失去导电能力。
一般来说，采用浸润方式添加阻燃剂时，阻燃剂较难以进入海绵内部，因此对产品的厚度有一定的要求，一般只能做到低厚度，而本发明采用上述阻燃剂配方，可以将材料的厚度做到12mm。
附图说明
图1为本发明的海绵筋条截面结构示意图。
在图中，1海绵筋条、2导电金属层、3阻燃成分。
图2为实施例1产品的50倍电镜照片。
图3为实施例1产品的200倍电镜照片。
图4为对比例3产品的50倍电镜照片。
图5为对比例3产品的200倍电镜照片。
具体实施方式
实施例1
一种阻燃导电屏蔽材料的制备方法，包括如下步骤：
导电化
将3.0mm厚，孔数为125ppi的聚酯海绵，通过化学镀得到导电化海绵，时间为2min。化学镀包括以下组分及各自含量：
次磷酸100g/L，柠檬酸铵180g/L，硫酸镍50g/L，氨水5g/L，pH为8.0，温度为60℃。
电镀
导电化海绵加入电镀液中进行电镀，电镀温度为50℃，电镀电流的密度为1.0A/dm2，所述电镀液包括以下组分及各自含量：
硫酸镍20g/L，硼酸30g/L，氨基磺酸镍65g/L，氨基磺酸10g/L，电镀液的pH为5.0；电镀后的导电海绵的金属面密度为35g/m2；将电镀后的导电化海绵经过水洗。
阻燃化
经过电镀水洗过后的海绵在阻燃溶液中进行连续浸渍，浸渍温度：25℃，走带速度：0.1-0.2m/min，溶液中停留时间：2min，阻燃溶液包括以下组分及各自重量含量：
丙烯酸树脂(购自鹤山市金润纳新型材料有限公司,型号为KRN8211热固型硅烷改性水性丙烯酸树脂)25％，银粉5％，1,4-对苯二酚1％，磷酸酯(其为间苯二酚四苯基二磷酸酯)20％，三聚氰胺3％和氢氧化铝3％，其余为水，对阻燃溶液进行搅拌，搅拌转速800转/min。
烘干固化
从阻燃溶液出来后垂直沥干，沥干时间3min，再进入热风烘箱，温度：120℃，风量：1m3/min，烘箱中停留时间2min，得到阻燃导电屏蔽材料，如图1所示，在海绵筋条1的表面粘附有导电金属层2，阻燃成分3粘附于导电金属层表面。得到的阻燃导电屏蔽材料的透射电子显微照片如图2-3所示。
实施例2
实施例2和实施例1的区别在于聚酯海绵厚度为10mm和阻燃溶液的配方，阻燃溶液包括以下组分及各自含量：
丙烯酸树脂15％，银粉10％，1,4-对苯二酚0.1％，磷酸酯25％，三聚氰胺1％和氢氧化镁5％，其余为水，对阻燃溶液进行搅拌，搅拌转速800转/min。
其他同实施例1。
对比例1
对比例1和实施例1的区别在于阻燃溶液的配方，阻燃溶液包括以下组分及各自含量：
丙烯酸树脂25％，1,4-对苯二酚1％，磷酸酯20％，三聚氰胺3％和氢氧化铝3％，其余为水，其他和实施例1相同。
对比例2
对比例2和实施例2的区别在于阻燃溶液的配方，阻燃溶液包括以下组分及各自含量：
丙烯酸树脂25％，银粉5％，1,4-对苯二酚1％，磷酸酯23％，三聚氰胺3％，其余为水，其他和实施例1相同。
对比例3
对比例2和实施例1的区别在于阻燃溶液的配方，阻燃溶液包括以下组分及各自含量：
丙烯酸树脂25％，银粉5％，磷酸酯23％和氢氧化铝3％，其余为水，其他和实施例1相同。得到的阻燃导电屏蔽材料的透射电子显微照片如图4-5所示。
将实施例1-2和对比例1-2的产品进行试验，得到如表1所述的产品性能测试表。
表1不同产品的性能测试表
Figure BDA0003458873300000041
阻燃性能的检测方法为UL94标准中文版，屏蔽性能的检测方法为平面型电磁屏蔽材料屏蔽效能测量方法(GB/T30142-2013)，导电能力采用电阻检测仪，样块尺寸为2.54cm*5cm，阻燃成分结合强度的测量方法为，专利(CN108287094A-一种导电泡棉制样装置、掉粉率检测装置及检测方法)中的掉粉率检测方法(说明书62-67段)，以上表中为检测＞100μm的粉尘数据。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本申请中一个或多个实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
本申请中一个或多个实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本申请中一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种阻燃剂，包括阻燃成分，其特征是，还包括如下重量含量的各组分，丙烯酸树脂15-45%，导电粉1-10%和1,4-对苯二酚0.1-2%，其余为水，所述阻燃成分为磷酸酯、三聚氰胺和金属氢氧化物；
所述阻燃成分在阻燃剂中的重量含量为，磷酸酯15-25%，三聚氰胺1-5%，金属氢氧化物1-5%；
所述丙烯酸树脂为溶于水的热固型丙烯酸树脂。
2.如权利要求1所述的阻燃剂，其特征是，阻燃剂包括如下重量含量的各组分，丙烯酸树脂25%，导电粉5%，1,4-对苯二酚1%，磷酸酯20%，三聚氰胺3%和金属氢氧化物3%，其余为水。
3.如权利要求1-2任一项所述的阻燃剂，其特征是，所述金属氢氧化物为氢氧化铝或氢氧化镁。
4.如权利要求1-2任一项所述的阻燃剂，其特征是，所述导电粉为金属粉或石墨粉。
5.如权利要求4所述的阻燃剂，其特征是，所述金属粉为金粉、银粉或者铜粉。
6.一种阻燃导电屏蔽材料，其特征是，包括海绵，所述海绵的筋条上包裹有导电金属层，所述导电金属层粘附有如权利要求1-5任一项所述的阻燃剂。
7.一种如权利要求6所述的阻燃导电屏蔽材料的制备方法，其特征是，将海绵进行化学镀，电镀，使海绵上包裹有导电金属层，然后清洗后将包裹有导电金属层的海绵浸入阻燃剂中，一段时间后，烘干，得到阻燃导电屏蔽材料。
8.如权利要求7所述的阻燃导电屏蔽材料的制备方法，其特征是，包裹有导电金属层的海绵浸入阻燃剂中时，对阻燃剂进行搅拌。
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