CN114369410B - 一种黑色水性石墨烯电磁波屏蔽涂料及其制备方法 - Google Patents
一种黑色水性石墨烯电磁波屏蔽涂料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114369410B CN114369410B CN202111651969.1A CN202111651969A CN114369410B CN 114369410 B CN114369410 B CN 114369410B CN 202111651969 A CN202111651969 A CN 202111651969A CN 114369410 B CN114369410 B CN 114369410B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- aqueous
- conductive
- percent
- dispersion liquid
- water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 60
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 60
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 49
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 13
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 82
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 53
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 44
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims abstract description 33
- 238000009736 wetting Methods 0.000 claims abstract description 31
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims abstract description 27
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 claims abstract description 25
- 229920005749 polyurethane resin Polymers 0.000 claims abstract description 24
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 17
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 17
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims abstract description 13
- 239000010866 blackwater Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 9
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 8
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 claims description 7
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 claims description 7
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 claims description 6
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 5
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 claims description 4
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 claims description 4
- CUDYYMUUJHLCGZ-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxypropoxy)propan-1-ol Chemical compound COC(C)COC(C)CO CUDYYMUUJHLCGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 3
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 claims description 3
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 claims description 3
- 235000010981 methylcellulose Nutrition 0.000 claims description 3
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 3
- CUVLMZNMSPJDON-UHFFFAOYSA-N 1-(1-butoxypropan-2-yloxy)propan-2-ol Chemical compound CCCCOCC(C)OCC(C)O CUVLMZNMSPJDON-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 2-butoxyethanol Chemical compound CCCCOCCO POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 claims description 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- JUPQTSLXMOCDHR-UHFFFAOYSA-N benzene-1,4-diol;bis(4-fluorophenyl)methanone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1.C1=CC(F)=CC=C1C(=O)C1=CC=C(F)C=C1 JUPQTSLXMOCDHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 2
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 claims description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 2
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 claims description 2
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 claims description 2
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 12
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 1
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 229920006351 engineering plastic Polymers 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D175/00—Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D175/04—Polyurethanes
- C09D175/08—Polyurethanes from polyethers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/24—Electrically-conducting paints
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/001—Conductive additives
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
Abstract
本发明公开了一种黑色水性石墨烯电磁波屏蔽涂料,该涂料涂抹在导电基材上,按总质量百分含量为100%计,包括以下组分:水性聚氨酯树脂5~30%、水性导电黑色浆5~30%、石墨烯分散液1~10%、水性聚四氟乙烯蜡分散体1~10%、润湿分散剂0.5~1.5%、增稠剂0.5~1%,流平剂0.1~1%,成膜助剂3~10%,余量为水。水性导电黑色浆与石墨烯分散液协同作用,通过水性导电黑色浆辅助提升导电效果,通过石墨烯分散液提升涂料的硬度和导电性,两者共同作用,增强涂料的电磁波屏蔽性能。
Description
技术领域:
本发明涉及屏蔽涂料技术领域,具体涉及一种黑色水性石墨烯电磁波屏蔽涂料及其制备方法。
背景技术:
电磁波屏蔽涂料在国内起步较晚,品种较为单一,而且目前的产品多用于工程塑料、木材、玻璃钢等非金属材料上。用于导电基材的高屏蔽性能涂料目前还没有得到很好的推广和应用。由于导电类基材的硬度和表面能较低,市面上现有的主流屏蔽涂料大多数存在韧性差、附着力低、耐刮耐磨性差和屏蔽效果不足等问题。水性电磁波屏蔽涂料由于干燥较慢,理化性能不足,在导电类基材上的应用较少。目前导电基材用电磁屏蔽涂料多数是使用普通溶剂型油墨加入导电材料改性而成,污染性强,对人体的危害较大,缺乏专用性强、屏蔽性能优异的导电基材用电磁波屏蔽涂料。
发明内容:
本发明的目的是提供一种黑色水性石墨烯电磁波屏蔽涂料及其制备方法,该涂料采用水作溶剂,涂抹在导电基材上,具有表面电阻低、耐磨性好、不易掉粉、硬度高等优点,主要应用于各种电磁兼容环境,如通信、IT、电力、医疗、电子、军工、新能源汽车等领域中,防止电磁信息泄漏,防止电磁辐射污染,有效保障仪器设备正常工作,保障机密信息的安全,保障工作人员的身体健康,解决电子系统与电子设备及电子元器件之间的电磁干扰问题,也解决了现有导电基材用电磁屏蔽涂料使用普通溶剂型油墨污染性强的问题。
本发明是通过以下技术方案予以实现的:
一种黑色水性石墨烯电磁波屏蔽涂料,该涂料涂抹在导电基材上,按总质量百分含量为100%计,包括以下组分:水性聚氨酯树脂5~30%、水性导电黑色浆5~30%、石墨烯分散液1~10%、水性聚四氟乙烯蜡分散体(水性PTFE蜡分散体)1~10%、润湿分散剂0.5~1.5%、增稠剂0.5~1%,流平剂0.1~1%,成膜助剂3~10%,余量为水。
优选地,按总质量百分含量为100%计,包括以下组分:水性聚氨酯树脂15~27%、水性导电黑色浆20~30%、石墨烯分散液2~10%、水性聚四氟乙烯蜡分散体(水性PTFE蜡分散体)5~10%、润湿分散剂0.5~1%、增稠剂0.5~1%,流平剂0.3~1%,成膜助剂5~7%,余量为水。
优选地,按总质量百分含量为100%计,包括以下组分:水性聚氨酯树脂20%、水性导电黑色浆20%、石墨烯分散液3%、水性聚四氟乙烯蜡分散体(水性PTFE蜡分散体)5%、润湿分散剂0.5%、增稠剂0.5%、流平剂0.5%、成膜助剂5%,水45.5%。
进一步改进,按总质量百分含量为100%计,包括以下组分:水性聚氨酯树脂15%、水性导电黑色浆27%、石墨烯分散液2%、水性聚四氟乙烯蜡分散体(水性PTFE蜡分散体)10%、润湿分散剂0.5%、增稠剂0.5%、流平剂0.3%、成膜助剂7%,水37.7%。
作为上述方案的进一步改进,按总质量百分含量为100%计,包括以下组分:水性聚氨酯树脂27%、水性导电黑色浆20%、石墨烯分散液2%、水性聚四氟乙烯蜡分散体(水性PTFE蜡分散体)10%、润湿分散剂0.5%、增稠剂0.5%、流平剂0.3%,成膜助剂6%,水33.7%。
按重量百分含量为100%计,所述水性导电黑色浆包括:导电炭黑15~40%、水性超分散剂5~15%、水55~65%,制备方法为将水性超分散剂加入水中,搅拌均匀后将导电炭黑缓缓加入分散液中,分散均匀后研磨4~6小时,测试细度<5um即可。
按重量百分含量为100%计,所述石墨烯分散液包括:石墨烯5~25%、润湿分散剂5~15%、水70~80%,其制备方法为:将润湿分散剂加入水中,均匀搅拌后将石墨烯缓缓加入分散液中,分散均匀后研磨6-8小时,测试细度<5um即可。
所述润湿分散剂为分子量为3000~5000Da有机硅润湿分散剂;所述增稠剂为阴离子型增稠剂,包括脲改性的聚氨酯溶液、甲基纤维素;所述流平剂为分子量为30000~5000Da聚醚有机硅型流平剂,包括聚醚改性聚二甲基硅氧烷或者聚醚改性硅氧烷;所述成膜助剂为高沸点溶剂,沸点范围为200~280℃,包括二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、乙二醇单丁醚。
所述导电基材包括导电金属箔、导电布、导电塑料薄膜。
所述导电金属箔包括铜箔、铝箔、银箔、锡箔、不锈钢箔;所述导电布包括导电无纺布、导电玻纤布、金属化纤维布;所述导电塑料薄膜包括PET、PP、PI、PEEK。
所述的用于导电基材的黑色水性石墨烯电磁波屏蔽涂料的制备方法,包括如下步骤:
(1)将水性导电黑色浆、石墨烯分散液和润湿分散剂加入水中充分分散,得到分散液;
(2)将步骤(1)的分散液加入到水性聚氨酯树脂中,充分分散至均匀;
(3)继续加入PTFE蜡分散体,充分混合;
(4)最后加入增稠剂、流平剂、成膜助剂,继续搅拌,用旋转粘度计测量时控制粘度为10~500cps即可。
本发明还保护所述的用于导电基材的黑色水性石墨烯电磁波屏蔽涂料在通信、IT、电力、医疗、电子、军工、新能源汽车等领域中的应用。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
1、水性导电黑色浆与石墨烯分散液协同作用,通过水性导电黑色浆辅助提升导电效果,通过石墨烯分散液提升涂料的硬度和导电性,两者共同作用,增强涂料的电磁波屏蔽性能。
2、使用水性聚氨酯树脂增强涂膜的韧性和导电性。
3、得到的涂料表面电阻低,平面电阻仅为10-50mΩ,目前市面上普通产品的平面电阻一般为300-500mΩ(接触面积:30mm*30mm)。
4、韧性好,耐磨,不易掉粉,透光率可保持在1.5%以下,拉升强度可达12MPa以上,断裂伸长率可到300%以上。
5、硬度高,在PVC底材上,本发明涂料的硬度可以达到1H以上。
总之,本发明得到的涂料具有表面电阻低、涂层韧性好,耐磨,不易掉粉、硬度高、电磁波屏蔽性能好等优点。
具体实施方式:
以下是对本发明的进一步说明,而不是对本发明的限制。
实施例1:
一种用于导电基材的黑色水性石墨烯电磁波屏蔽涂料,按总质量,百分含量为100%计,包括以下组分:水性聚氨酯树脂20%、水性导电黑色浆20%、石墨烯分散液3%、PTFE蜡分散体5%、润湿分散剂0.5%、流平剂0.5%、增稠剂0.5%、成膜助剂5%、水45.5%。
所述水性聚氨酯树脂为阴离子聚醚型水性聚氨酯,其固含量为35±1%,摆杆硬度为120-140S。
所述水性导电黑色浆为自行制备,按总重量百分含量为100%计,其成分为导电炭黑20%、水性超分散剂15%,余为水。其制备方法为将水性超分散剂加入水中,搅拌均匀后将导电炭黑缓缓加入分散液中,分散均匀后使用篮式砂磨机研磨4-6小时,测试细度<5um为合格。
所述石墨烯分散液为自行制备,按总重量百分含量为100%计,其成分为石墨烯10、非离子型润湿剂分散剂10、余为水,其中所使用的石墨烯为单层片状结构,层数小于5。制备方法为:将润湿分散剂加入水中,均匀搅拌后将石墨烯片粉缓缓加入分散液中,分散均匀后研磨6~8小时,测试细度<5um后静置24小时复测,若仍<5um可以使用,不然需要重新研磨,直至细度<5um。
所述PTFE蜡分散体固含量为55%,熔点为320℃。
所述润湿分散剂为有机硅润湿分散剂,分子量为3000~5000Da;所述增稠剂为甲基纤维素,所述流平剂为分子量为30000~5000Da聚醚改性硅氧烷;所述成膜助剂为二丙二醇甲醚。
本实施例所述用于导电基材的黑色水性石墨烯电磁波屏蔽涂料的制备方法包括如下步骤:
(1)将水性导电黑色浆、石墨烯分散液和润湿分散剂加入水中充分分散,得到分散液;
(2)将步骤(1)的分散液加入到水性聚氨酯树脂中,充分分散至均匀;
(3)继续加入PTFE蜡分散体,充分混合;
(4)最后加入增稠剂、流平剂、成膜助剂,继续搅拌,用旋转粘度计测量时控制粘度为10~500cps即可。
对比例1:
参考实施例1,不同之处在于,不添加石墨烯分散液。
一种黑色水性电磁波屏蔽涂料,按总质量百分含量为100%计,包括以下组分:水性聚氨酯树脂20%、水性导电黑色浆23%、PTFE蜡分散体5%、润湿分散剂0.5%、流平剂0.5%、增稠剂0.5%、成膜助剂5%、水45.5%。
制备方法包括如下步骤:
(1)按照各组分的质量百分含量,将水性导电黑色浆和润湿分散剂加入水中充分分散,得到分散液;
(2)将步骤(1)的分散液加入到水性聚氨酯树脂中,充分分散至均匀;
(3)加入PTFE蜡分散体,充分混合;
(4)加入增稠剂、流平剂、成膜助剂,继续搅拌,用旋转粘度计测量时控制粘度为10~500cps即可。
对比例2:
参考实施例1,不同之处在于,不使用水性导电黑色浆。
一种黑色水性电磁波屏蔽涂料,按总质量百分含量为100%计,包括以下组分:水性聚氨酯树脂20%、石墨烯分散液23%、PTFE蜡分散体5%、润湿分散剂0.5%、增稠剂0.5%、流平剂0.5%、成膜助剂5%、水45.5%。
本对比例黑色水性电磁波屏蔽涂料的制备方法包括如下步骤:
(1)按照各组分的质量百分含量,将石墨烯分散液和润湿分散剂加入水中充分分散,得到分散液;
(2)将步骤(1)的分散液加入到水性聚氨酯树脂中,充分分散至均匀;
(3)加入PTFE蜡分散体,充分混合;
(4)加入增稠剂、流平剂、成膜助剂,继续搅拌,用旋转粘度计测量时控制粘度为10~500cps即可。
实施例2:
一种用于导电基材的黑色水性石墨烯电磁波屏蔽涂料,按总质量百分含量为100%计,包括以下组分:水性聚氨酯树脂15%、水性导电黑色浆27%、石墨烯分散液2%、PTFE蜡分散体10%、润湿分散剂0.5%、流平剂0.3%、增稠剂0.5%、成膜助剂7%、水37.7%。
本实施例所述用于导电基材的黑色水性石墨烯电磁波屏蔽涂料的制备方法与实施例1相同。
实施例3:
一种用于导电基材的黑色水性石墨烯电磁波屏蔽涂料,按总质量百分含量为100%计,包括以下组分:水性聚氨酯树脂27%、水性导电黑色浆20%、石墨烯分散液2%、PTFE蜡分散体10%、润湿分散剂0.5%、流平剂0.3%、增稠剂0.5%、成膜助剂6%、水33.7%。
本实施例所述用于导电基材的黑色水性石墨烯电磁波屏蔽涂料的制备方法与实施例1相同。
对实施例1-3及对比例1-2所制备的电磁波屏蔽涂料的涂料参数及涂布参数进行测定,测试方法如下:
1)粘度:使用旋转粘度计进行测试;
2)细度:使用刮板细度计测试;
3)电阻:
线电阻:将涂布好的膜材按1800mm*30mm规格裁剪,使用数显电阻仪器,将接头接在样品的两端,待电阻稳定后读数,平行测试3次取平均值作为样品的电阻值;
平面电阻:将涂布好的膜材裁剪为A4样大小,使用数显电阻仪,接头接在测量用制具的两端,制具为纯铜制作,与待测物接触面积为30*30mm。将制具轻轻放在待测物表面,使用秒表计时,1分钟后读数,平行测试3次取平均值;
4)屏蔽效能:法兰同轴装置测试法(30MHz-1.5GHz),采用1GHz的频率测试;
5)附着力:使用3M600#胶带,均匀贴在产品表面,长度30公分,使用2公斤的滚轮,匀速压10次来回后,以3m/min的速度将胶带从产品表面剥离,观察产品表面和胶带表面的情况,产品涂层表面无脱落透底,胶带表面无黑色颗粒残留判定为合格,否则判定为不合格;
6)硬度:使用铅笔硬度计测试;
7)韧性:使用电子剥离力试验机测试涂膜的拉伸强度和断裂伸长率,试样宽度为10mm,长度为200mm,剥离加载速度为300mm/分钟,使试样拉伸至断裂,读取断裂过程中的最大值和断裂时的伸长值。计算拉伸强度和断裂伸长率,平行测试3次取平均值;
8)透光率:使用LS117透色率仪,测试涂料厚度为2μm时的透光率,平行测试3次取平均值作为透光率值。
所得结果如表1所示:
表1
根据以上结果可知,水性导电黑色浆与石墨烯分散液产生了协同作用,与对比例1单独使用水性导电黑色浆以及对比例2单独使用石墨烯分散液相比,本发明的黑色水性石墨烯电磁波屏蔽涂料通过水性导电黑色浆辅助提升导电效果,通过石墨烯分散液提升涂料的硬度、韧性、导电性,两者协同作用,从而增强涂料的电磁波屏蔽性能。
对比例3:
将实施例1的黑色水性电磁波屏蔽涂料分别均匀涂覆于导电基材(导电聚酯纤维布)和非导电基材(PET膜、PA膜)上,测试其电阻、屏蔽效能、附着力、抗回粘性等性能,测试方法同上,测试结果如表2所示。
表2
根据以上结果可知,本发明的黑色水性电磁波屏蔽涂料应用在导电基材上时,相比应用于非导电基材,具有明显更优的导电性能和电磁波屏蔽性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和替换,这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种黑色水性石墨烯电磁波屏蔽涂料,其特征在于,该涂料涂抹在导电基材上,按总质量百分含量为100%计,包括以下组分:水性聚氨酯树脂5~30%、水性导电黑色浆5~30%、石墨烯分散液1~10%、水性聚四氟乙烯蜡分散体1~10%、润湿分散剂0.5~1.5%、增稠剂0.5~1%,流平剂0.1~1%,成膜助剂3~10%,余量为水;按重量百分含量为100%计,所述水性导电黑色浆包括:导电炭黑15~40%、水性超分散剂5~15%、水55~65%;所述石墨烯分散液包括:石墨烯5~25%、润湿分散剂5~15%、水70~80%;所述润湿分散剂为分子量为3000~5000Da有机硅润湿分散剂;所述增稠剂为脲改性的聚氨酯溶液、甲基纤维素中的任一种;所述流平剂为分子量为30000~5000Da聚醚改性聚二甲基硅氧烷或者聚醚改性硅氧烷;所述成膜助剂选自二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、乙二醇单丁醚中的任一种;所述导电基材包括导电金属箔、导电布、导电塑料薄膜;所述导电布包括导电无纺布、导电玻纤布、金属化纤维布;所述导电塑料薄膜包括PET、PP、PI、PEEK。
2.根据权利要求1所述黑色水性石墨烯电磁波屏蔽涂料,其特征在于,按总质量百分含量为100%计,包括以下组分:水性聚氨酯树脂15~27%、水性导电黑色浆20~30%、石墨烯分散液2~10%、水性聚四氟乙烯蜡分散体5~10%、润湿分散剂0.5~1%、增稠剂0.5~1%,流平剂0.3~1%,成膜助剂5~7%,余量为水。
3.根据权利要求1所述黑色水性石墨烯电磁波屏蔽涂料,其特征在于,按总质量百分含量为100%计,包括以下组分:水性聚氨酯树脂20%、水性导电黑色浆20%、石墨烯分散液3%、水性聚四氟乙烯蜡分散体5%、润湿分散剂0.5%、增稠剂0.5%、流平剂0.5%、成膜助剂5%,水45.5%。
4.根据权利要求1所述黑色水性石墨烯电磁波屏蔽涂料,其特征在于,按总质量百分含量为100%计,包括以下组分:水性聚氨酯树脂15%、水性导电黑色浆27%、石墨烯分散液2%、水性聚四氟乙烯蜡分散体10%、润湿分散剂0.5%、增稠剂0.5%、流平剂0.3%、成膜助剂7%,水37.7%。
5.根据权利要求1所述黑色水性石墨烯电磁波屏蔽涂料,其特征在于,按总质量百分含量为100%计,包括以下组分:水性聚氨酯树脂27%、水性导电黑色浆20%、石墨烯分散液2%、水性聚四氟乙烯蜡分散体10%、润湿分散剂0.5%、增稠剂0.5%、流平剂0.3%,成膜助剂6%,水33.7%。
6.权利要求1所述的黑色水性石墨烯电磁波屏蔽涂料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)将水性导电黑色浆、石墨烯分散液和润湿分散剂加入水中充分分散,得到分散液;
(2)将步骤(1)的分散液加入到水性聚氨酯树脂中,充分分散至均匀;
(3)继续加入PTFE蜡分散体,充分混合;
(4)最后加入增稠剂、流平剂、成膜助剂,继续搅拌,用旋转粘度计测量时控制粘度为10~500cps即可。
7.权利要求1所述的黑色水性石墨烯电磁波屏蔽涂料在通信、IT、电力、医疗、电子、军工、新能源汽中的应用。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111651969.1A CN114369410B (zh) | 2021-12-30 | 2021-12-30 | 一种黑色水性石墨烯电磁波屏蔽涂料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111651969.1A CN114369410B (zh) | 2021-12-30 | 2021-12-30 | 一种黑色水性石墨烯电磁波屏蔽涂料及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114369410A CN114369410A (zh) | 2022-04-19 |
CN114369410B true CN114369410B (zh) | 2023-05-09 |
Family
ID=81142600
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111651969.1A Active CN114369410B (zh) | 2021-12-30 | 2021-12-30 | 一种黑色水性石墨烯电磁波屏蔽涂料及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114369410B (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115746686A (zh) * | 2022-11-29 | 2023-03-07 | 中国电子科技集团公司第三十三研究所 | 一种全碳系电磁屏蔽涂料及其制备方法 |
CN116218292A (zh) * | 2023-03-08 | 2023-06-06 | 安方高科电磁安全技术(北京)有限公司 | 一种水性电磁屏蔽涂料及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI433902B (zh) * | 2010-07-12 | 2014-04-11 | Hanwha Chemical Corp | 導電性漆料組合物與使用該組合物製造導電性薄膜之方法 |
CN105820634B (zh) * | 2015-01-06 | 2018-07-27 | 北京碳阳科技有限公司 | 一种石墨烯-炭黑复合导电涂料及其制备方法和应用 |
CN106243966B (zh) * | 2016-08-29 | 2018-07-06 | 广东伊思曼新材料科技股份有限公司 | 一种复合多功能双组份水性木器白面漆及其制备方法 |
CN107099221A (zh) * | 2017-05-18 | 2017-08-29 | 安徽工业大学 | 一种钢铁表面轻载用水性带锈自润滑涂料及其制备方法 |
CN107880758B (zh) * | 2017-11-29 | 2020-11-10 | 北京烯诺科技有限公司 | 一种低电压驱动石墨烯加温材料的制备及其应用 |
CN109627897A (zh) * | 2018-12-14 | 2019-04-16 | 合众(佛山)化工有限公司 | 一种石墨烯改性预混乳液及其黑色导电涂料 |
CN112430411A (zh) * | 2020-12-15 | 2021-03-02 | 大同墨西科技有限责任公司 | 一种环保型屏蔽涂料及其制备装置 |
-
2021
- 2021-12-30 CN CN202111651969.1A patent/CN114369410B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114369410A (zh) | 2022-04-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN114369410B (zh) | 一种黑色水性石墨烯电磁波屏蔽涂料及其制备方法 | |
CN105778673B (zh) | 一种水性导电涂料及其制备方法和应用 | |
Alam et al. | Fabrication of various epoxy coatings for offshore applications and evaluating their mechanical properties and corrosion behavior | |
CN103073953A (zh) | 一种水性导电油墨及其制备方法 | |
CN105348967A (zh) | 一种碳系水性高导电涂料及其应用 | |
CN108997841B (zh) | 一种水性环保石墨烯导电油墨 | |
CN103173108A (zh) | 一种环保型耐洗涤防静电涂料及其制备方法 | |
CN113881287A (zh) | 水性石墨烯导电油墨组合物、水性石墨烯导电油墨及其制备方法和应用 | |
Mayer et al. | Adhesion of functional layers based on epoxy and polyurethane resins for aluminum substrate | |
CN110591525A (zh) | 一种添加石墨烯的水性涂料及其制备方法 | |
CN110634590A (zh) | 一种耐磨性的导电浆料及其制备方法 | |
CN114369380A (zh) | 一种黑色水性全遮光电磁波屏蔽涂料及其制备方法 | |
CN110551421A (zh) | 一种碳系导电油墨及其制备方法和应用 | |
CN104775304A (zh) | 一种耐洗涤耐折叠的聚氨酯导电涂料 | |
Chen et al. | Study and application of electrochemical impedance spectroscopy for quickly evaluating the performance of coatings and predicting the failure time in the development of waterborne epoxy micaceous iron oxide coatings | |
Shiyong et al. | Preparation and rheological behavior of lead free silver conducting paste | |
CN113881295A (zh) | 一种水性石墨烯散热涂料及其制备、喷涂方法 | |
CN114213953A (zh) | 一种黑色水性高性能电磁波屏蔽涂料及其制备方法 | |
CN108359368A (zh) | 水溶性电磁屏蔽涂料和其制备方法以及水溶性电磁屏蔽涂层制备方法 | |
CN112126264A (zh) | 一种镁合金防腐、耐磨涂层组合物及其使用方法 | |
CN114232352B (zh) | 一种柔性导电布及其制备方法 | |
CN114068064B (zh) | 一种导电浆料、制备方法及导电薄膜的制备方法 | |
Sun et al. | Bio-inspired superhydrophobic polyphenylene sulfide/polytetrafluoroethylene coatings with high performance | |
CN115678409A (zh) | 一种防腐防污抗静电涂料及其制备方法 | |
KR100582659B1 (ko) | 도전성 페인트 조성물 및 그의 제조방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |