CN114806250A - 一种具有电磁防护功能的镀镍石墨涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及功能材料技术领域，更具体而言，涉及一种具有电磁防护功能的镀镍石墨涂料及其制备方法。所述镀镍石墨涂料原材料包括如下质量百分比的组分：25％～50％的镀镍石墨粉、0.5％～10％的炭黑、0.2％～7％的分散剂、10％～40％的酒精、10％～50％的树脂和10％～40％的增稠剂。本发明所提供的具有电磁防护功能的镀镍石墨涂料，以镀镍石墨粉为导电填料，其与以银粉、银镀铜粉和镍粉等金属粉末为导电填料制备的电磁防护功能涂料相比具有成本低的优势；与以石墨、炭黑、碳纤维、碳纳米管和石墨烯等碳系粉末为导电填料制备的电磁防护功能涂料相比具有导电性优良且易分散的优势，本发明产品拓宽了电磁防护涂料的产品体系。
Description
技术领域
本发明涉及功能材料技术领域，更具体而言，涉及一种具有电磁防护功能的镀镍石墨涂料及其制备方法。
背景技术
具有电磁防护功能的涂料因可以自由涂覆于各种形状的基体表面，尤其适合于异型不规则表面的电磁防护，在电子信息设备、武器装备、安全设施、轨道交通、办公建筑场所等电磁防护领域得到广泛应用。该种涂料通常由合成树脂、导电填料、溶剂及助剂配制而成，使用时将其涂覆于基材表面可形成一层固化膜，使非金属基材表面金属化，从而产生电磁防护的效果。
具有电磁防护功能的涂料其电磁防护性能主要受导电填料的性能影响。在我国以银粉、银镀铜粉、镍粉等金属粉末为导电填料制备的涂料已实现工业化应用，近几年随着新型碳系材料的研究开发，石墨、炭黑、碳纤维、碳纳米管、石墨烯等碳系粉末越来越多的作为导电填料用于涂料的制备。然而银粉导电填料虽化学稳定性优良、导电性最高，但因其价格较昂贵导致其较多应用于电磁防护性能要求较高的军事领域；银镀铜粉、镍粉导电填料化学稳定性良好、导电性仅次于银粉，且价格适中，因此得到广泛应用，但对于使用量较大的应用部位，其成本同样较大；碳系导电填料具有成本低、耐腐蚀性强等优点，但其导电性却相对较差，同时由于其表面含有大量极性基团，存在难分散、易絮凝等缺点，导致涂料制备工艺较复杂。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，本发明设计并制备了一种具有电磁防护功能的以镀镍石墨粉为导电填料的涂料。镀镍石墨粉作为一种石墨强化材料，相较于金属粉末，其具有成本低的优势，相较于碳系粉末，其导电性能明显提高且因其表面性质的改变分散性能得到明显改善。具有电磁防护功能的镀镍石墨涂料除具有优良的电磁防护性能外，其漆膜附着力强、耐腐蚀能力强、抗氧化能力强且绿色环保，在电磁防护领域具有巨大的应用前景，尤其对于轨道交通、办公建筑场所等应用量较大的部位尤为适用。具有电磁防护功能的镀镍石墨涂料进一步丰富了电磁防护涂料的产品体系。
为此，本发明的一个方面的目的在于，提供一种具有电磁防护功能的镀镍石墨涂料。
本发明镀镍石墨涂料原材料包括如下质量百分比的组分：25％～50％的镀镍石墨粉、0.5％～10％的炭黑、0.2％～7％的分散剂、10％～40％的酒精、10％～50％的树脂和10％～40％的增稠剂。
优选的，所述镀镍石墨粉为球状粉末，平均粒径为20μm～120μm，平均镍含量为50％～80％。
优选的，所述炭黑为球状粉末，平均粒径为10nm～60nm。
优选的，所述分散剂为聚羧酸钠盐、十二烷基硫酸钠或亚甲基双甲基萘磺酸钠。
优选的，所述树脂为水性聚氨酯树脂或水性丙烯酸树脂，树脂粘度为20cps～150cps。
优选的，所述酒精为工业酒精。
优选的，所述增稠剂包括如下质量百分比的组分：60％～80％的蒸馏水、1％～10％的聚醇胺或三羟基三乙胺和15％～35％的聚氨酯增稠剂或丙烯酸共聚物乳液。
本发明的另一个方面的目的在于，提供一种具有电磁防护功能的镀镍石墨涂料的制备方法。
本发明镀镍石墨涂料的制备方法具体步骤如下：
S1.将质量百分比为25％～50％的镀镍石墨粉、0.5％～10％的炭黑、0.2％～7％的分散剂、10％～40％的酒精和10％～50％的树脂混合得到混合物；
S2.将S1中制备的混合物倒入球磨机的球磨罐中进行搅拌分散，分散完成后得到均匀的混合液体；
S3.将S2中制备的均匀混合液体倒入高速分散机的分散容器中并加入占总质量百分比为10％～40％的增稠剂进行混合分散，分散完成后得到具有电磁防护功能的镀镍石墨涂料；所述增稠剂包括质量百分比为60％～80％的蒸馏水、1％～10％的聚醇胺或三羟基三乙胺和15％～35％的聚氨酯增稠剂或丙烯酸共聚物乳液。
优选的，所述S2中球磨机的转速为500转/分～600转/分；所述搅拌分散时间为3h～5h。
优选的，所述S3中高速分散机的转速为600转/分～800转/分；所述混合分散时间为2h～5h。
本发明所具有的有益效果如下：
(1)本发明所提供的具有电磁防护功能的镀镍石墨涂料，以镀镍石墨粉为导电填料，其与以银粉、银镀铜粉、镍粉等金属粉末为导电填料制备的电磁防护功能涂料相比具有成本低的优势；与以石墨、炭黑、碳纤维、碳纳米管、石墨烯等碳系粉末为导电填料制备的电磁防护功能涂料相比具有导电性优良且易分散的优势，本发明产品拓宽了电磁防护涂料的产品体系。
(2)本发明所提供的具有电磁防护功能的镀镍石墨涂料使用频率从30MHz～18GHz频率范围内可达50dB以上屏蔽效能，在电磁防护领域具有巨大应用前景，尤其对于应用量较大且对电磁防护性能要求较高的部位，如：
轨道交通、办公建筑场所等尤为适用。
(3)本发明所提供的具有电磁防护功能的镀镍石墨涂料所用树脂为水溶性体系且未使用有机试剂，对环境无污染，满足绿色环保要求。
(4)本发明所提供的具有电磁防护功能的镀镍石墨涂料制备工艺简便，不必对任何原材料进行预处理，只需将其混合分散均匀即可。本发明生产效率高，适于大批量制备生产。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合具体实施例对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例一
S1.将占总质量百分比为40％的镀镍石墨粉(镍含量60％、平均粒径为100
μm)、6％的炭黑(平均粒径为40nm)、4％的聚羧酸钠盐、27％的酒精和12％的水性聚氨酯树脂(粘度为100cps)混合得到混合物；
S2.将S1中制备的混合物倒入球磨机的球磨罐中进行搅拌分散5小时，球磨机转速为500转/分，分散完成后得到均匀的混合液体；
S3.将S2中制备的均匀混合液体倒入高速分散机的分散容器中，加入占总质量百分比为11％的增稠剂进行混合分散3小时，高速分散机转速为600转/分，其中增稠剂组分及其质量百分比为78％的蒸馏水、3％的聚醇胺和19％的丙烯酸共聚物乳液，分散完成后得到具有电磁防护功能的镀镍石墨涂料。
实施例二
S1.将占总质量百分比为34％的镀镍石墨粉(镍含量65％、平均粒径为90
μm)、3.5％的炭黑(平均粒径为50nm)、1.7％的十二烷基硫酸钠、25％的酒精和16％的水性聚氨酯树脂(粘度为130cps)混合得到混合物；
S2.将S1中制备的混合物倒入球磨机的球磨罐中进行搅拌分散4小时，球磨机转速为500转/分，分散完成后得到均匀的混合液体；
S3.将S2中制备的均匀混合液体倒入高速分散机的分散容器中，加入占总质量百分比为19.8％的增稠剂进行混合分散4小时，高速分散机转速为700转/分，其中增稠剂组分及其质量百分比为69％的蒸馏水、6％的三羟基三乙胺和25％的聚氨酯增稠剂，分散完成后得到具有电磁防护功能的镀镍石墨涂料。
实施例三
S1.将占总质量百分比为26％的镀镍石墨粉(镍含量75％、平均粒径为60
μm)、1.2％的炭黑(平均粒径为55nm)、0.8％的亚甲基双甲基萘磺酸钠、24％的酒精和15％的水性丙烯酸树脂(粘度为150cps)混合得到混物；
S2.将S1中制备的混合物倒入球磨机的球磨罐中进行搅拌分散3小时，球磨机转速为600转/分，分散完成后得到均匀的混合液体；
S3.将S2中制备的均匀混合液体倒入高速分散机的分散容器中，加入占总质量百分比为33％的增稠剂进行混合分散5小时，高速分散机转速为800转/分，其中增稠剂组分及其质量百分比为61％的蒸馏水、8％的三羟基三乙胺和31％的聚氨酯增稠剂，分散完成后得到具有电磁防护功能的镀镍石墨涂料。
以上所述仅为本发明优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明还可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种具有电磁防护功能的镀镍石墨涂料，其特征在于：所述镀镍石墨涂料原材料包括如下质量百分比的组分：25％～50％的镀镍石墨粉、0.5％～10％的炭黑、0.2％～7％的分散剂、10％～40％的酒精、10％～50％的树脂和10％～40％的增稠剂。
2.根据权利要求1所述的一种具有电磁防护功能的镀镍石墨涂料，其特征在于：所述镀镍石墨粉为球状粉末，平均粒径为20μm～120μm，平均镍含量为50％～80％。
3.根据权利要求1所述的一种具有电磁防护功能的镀镍石墨涂料，其特征在于：所述炭黑为球状粉末，平均粒径为10nm～60nm。
4.根据权利要求1所述的一种具有电磁防护功能的镀镍石墨涂料，其特征在于：所述分散剂为聚羧酸钠盐、十二烷基硫酸钠或亚甲基双甲基萘磺酸钠。
5.根据权利要求1所述的一种具有电磁防护功能的镀镍石墨涂料，其特征在于：所述树脂为水性聚氨酯树脂或水性丙烯酸树脂，树脂粘度为20cps～150cps。
6.根据权利要求1所述的一种具有电磁防护功能的镀镍石墨涂料，其特征在于：所述酒精为工业酒精。
7.根据权利要求1所述的一种具有电磁防护功能的镀镍石墨涂料，其特征在于：所述增稠剂包括如下质量百分比的组分：60％～80％的蒸馏水、1％～10％的聚醇胺或三羟基三乙胺和15％～35％的聚氨酯增稠剂或丙烯酸共聚物乳液。
8.一种具有电磁防护功能的镀镍石墨涂料的制备方法，其特征在于：所述制备方法具体步骤如下：
S1.将占总质量质量百分比为25％～50％的镀镍石墨粉、0.5％～10％的炭黑、0.2％～7％的分散剂、10％～40％的酒精和10％～50％的树脂混合得到混合物；
S2.将S1中制备的混合物倒入球磨机的球磨罐中进行搅拌分散，分散完成后得到均匀的混合液体；
S3.将S2中制备的均匀混合液体倒入高速分散机的分散容器中并加入占总质量百分比为10％～40％的增稠剂进行混合分散，分散完成后得到具有电磁防护功能的镀镍石墨涂料；所述增稠剂包括质量百分比为60％～80％的蒸馏水、1％～10％的聚醇胺或三羟基三乙胺和15％～35％的聚氨酯增稠剂或丙烯酸共聚物乳液。
9.根据权利要求8所述的一种具有电磁防护功能的镀镍石墨涂料的制备方法，其特征在于：所述S2中球磨机的转速为500转/分～600转/分；所述搅拌分散时间为3h～5h。
10.根据权利要求8所述的一种具有电磁防护功能的镀镍石墨涂料的制备方法，其特征在于：所述S3中高速分散机的转速为600转/分～800转/分；所述混合分散时间为2h～5h。
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| CN202210631129.7A CN114806250A (zh) | 2022-06-06 | 2022-06-06 | 一种具有电磁防护功能的镀镍石墨涂料及其制备方法 |
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| CN202210631129.7A CN114806250A (zh) | 2022-06-06 | 2022-06-06 | 一种具有电磁防护功能的镀镍石墨涂料及其制备方法 |
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| CN114806250A true CN114806250A (zh) | 2022-07-29 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115304998A (zh) * | 2022-08-09 | 2022-11-08 | 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 | 一种兼具电磁屏蔽功能的风机叶片防覆冰涂料及其制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1450137A (zh) * | 2003-04-29 | 2003-10-22 | 四川大学 | 水性乳胶型电磁波屏蔽涂料及其制备方法 |
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2022
- 2022-06-06 CN CN202210631129.7A patent/CN114806250A/zh active Pending
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| CN115304998A (zh) * | 2022-08-09 | 2022-11-08 | 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 | 一种兼具电磁屏蔽功能的风机叶片防覆冰涂料及其制备方法 |
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