CN115020104A - 一种电磁吸波片的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电磁吸波片的制备方法，包括如下步骤：S1制备浆料：将软磁合金粉体、粘结剂和有机溶剂混合后分散成浆料；S2流延：浆料经流延涂布制成带状薄膜，然后烘烤后干燥除去溶剂；S3硫化成型：将带状薄膜先通过热压处理，再经过冷压处理后得到吸波片；本发明使用了最优径厚比的扁平化的软磁合金粉体，并通过调整优化粘结剂与软磁合金粉体之间的成分配比和硫化成型中采用先热压再冷压的连续成型工艺，加强扁平化软磁合金粉体之间的胶联，粉体的间隙，密度和均匀性，提升吸波片的电磁性能，得到高磁导率的吸波片，同时本发明制得的吸波片在13.56MHz的频率仍然具有高磁导率，在RFID和NFC的应用上可以使其的读卡距离更远，大大的减少了人力成本。

Description

一种电磁吸波片的制备方法
技术领域
本发明属于电磁防护技术领域，尤其涉及一种电磁吸波片的制备方法。
背景技术
吸波片凭借其柔性、超薄、应用频率范围宽、易裁剪、贴装方便、二次辐射小等特点而逐渐受到关注和应用。
吸波片是由一种具有吸波性能的吸收剂与高分子材料复合而成的薄片状制品，由于近场电磁波的磁场分量大，损耗主要以磁损耗为主，所以吸波介质通常以磁性材料为主。该类电磁干扰吸波片可直接贴覆于噪音产生源上，例如FPC线路和CPU、IC、PCB表面，一方面可以避免外界的干扰信号，将其隔离开来，另一方面也可以大幅度地消除噪音产生源工作时产生的辐射噪音。
此外，吸波片还可以有效的降低线路间的串扰、降低相连电路的电磁感应耦合、降低电磁辐射、衰减射频电路的干扰、隔绝磁场减少金属材料对磁场的抑制等作用。例如，在小功率的无线充电技术领域，通过增加吸波片可以有效避免充电设备因电子涡流产生趋肤效应，同时给交感磁场提供回路，从而有效提高充电效率。采用RFID技术的非接触电子标签中，通过在电子标签与金属板之间添加吸波片，可有效避免交变电磁场受金属涡流衰减作用，从而增加读写距离；可想而知，随着电子产品的不大发展和扩大，吸波片将在电子行业获得广泛的应用空间。
目前市面上常用的吸波片磁导率都偏低，在120-180之间，只能通过增加厚度提升其能力，生产出的产品片状不能连接，成卷状对后续生产增加很大难度和成本压力，由于电子产品的集成化越来越高，空间越来越小，需要一款具有高磁导率，抗电磁干扰能力强的吸波片来满足市场需求。
发明内容
本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种能制成厚度薄，具有高磁导率，抗电磁干扰能力强的电磁吸波片的电磁吸波片的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种电磁吸波片的制备方法，包括如下步骤：
S1制备浆料
将软磁合金粉体、粘结剂和有机溶剂以质量比为(23-20):(10-2):(67-78)的比例混合后通过高能分散机分散成浆料；
S2流延
浆料经流延涂布制成带状薄膜，然后烘烤后干燥除去溶剂；其中，干燥温度为40-120℃，流延涂布时的走带速度为1-2m/min；
S3硫化成型
将带状薄膜先通过热压硫化，再由冷压成型得到吸波片。
进一步的，所述硫化成型的过程如下：
S30将带状薄膜依次放置于放卷轴上；
S31由放卷轴把带状薄膜带入热压硫化段进行硫化；其中，热压温度为140-220℃，热压压力为80-230kgF/CM2，热压时间为40s-300s；
S32硫化后由收卷轴带入冷压段进行定型处理；其中，冷压温度为25℃以下，冷压压力为80-230kgF/CM2，冷压时间为40s-300s；
S33成型吸波材由收卷轴收卷完成。
进一步的，所述软磁合金粉体为铁硅铝软磁合金粉体、铁镍软磁合金粉体、铁硅软磁合金粉体或铁镍钼软磁合金粉体中的一种或几种。
进一步的，所述粘结剂为环氧树脂、改性环氧树脂、聚氨酯树脂、改性聚氨酯树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂或酚醛-缩丁醛聚酰亚胺树脂中的一种或几种。
进一步的，所述有机溶剂为甲苯、二甲基甲酰胺中的一种或二种。
进一步的，所述软磁合金粉体呈扁平化，软磁合金粉体的直径和厚度比为：80-100:1。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明方案的电磁吸波片的制备方法，使用最优径厚比的扁平化的软磁合金粉体，并调整优化粘结剂与软磁合金粉体之间的成分配比以及硫化成型中采用先热压再冷压的连续成型工艺，加强扁平化软磁合金粉体之间的胶联，粉体的间隙，密度和均匀性，以此最大化地提升吸波片的电磁性能，得到高磁导率的吸波片。
同时，本发明方法制得的吸波片在13.56MHz的频率仍然具有高磁导率，在RFID和NFC的应用上可以使其的读卡距离更远，大大的减少了人力成本，缓解市场竞争压力。
附图说明
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：
图1为本发明一实施例中电磁吸波片的制备方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图及其具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
参阅图1，本发明的一种电磁吸波片的制备方法，包括如下步骤：
S1制备浆料:将软磁合金粉体、粘结剂和有机溶剂以质量比为：(23-20):(10-2):(67-78)的比例混合后通过高能分散机分散成浆料；S2流延:浆料经流延涂布制成带状薄膜，然后烘烤后干燥除去溶剂；其中，干燥温度为40-120℃，流延涂布时的走带速度为1-2m/min；S3硫化成型:将带状薄膜先通过热压硫化，再由冷压成型得到吸波片。
实施例一
S1制备浆料：选用直径和厚度比为80:1的扁平化铁硅铝软磁合金粉体，在扁平化铁硅铝软磁合金粉体中加入改性聚氨酯粘结剂，并在不断混合搅伴过程加入甲苯调试粘度，始终采用单一方向搅拌方式，搅拌速度200r/min，时间6min，得到吸波浆料；其中，铁硅铝软磁合金粉体、改性聚氨酯粘结剂和甲苯的质量比为20:2:68。
S2流延：吸波浆料经涂布机刮刀流延制成带状薄膜，涂布时，涂布机走带速度为1.5m/min，宽度460mm涂布在PET离型膜上，经过烘箱温度为40-60-80-100-120℃，将带状薄膜烘干后厚度为90uM。
S3硫化成型的过程如下：
S30将带状薄膜依次放置于放卷轴上；S31由放卷轴把带状薄膜带入热压硫化段进行硫化；其中，热压温度为140℃，热压压力为120kgF/CM2，热压时间为60s；
S32硫化后由收卷轴带入冷压段进行定型处理；其中，冷压温度为15℃，冷压压力为120kgF/CM2，冷压时间为60s；S33成型吸波材由收卷轴收卷完成。
经此制得的吸波片厚度为50um，，使用安捷伦E4991B阻抗分析仪测试得到，其磁导率数据如下：
3MHz时，磁导率为：μ’＝165，μ”＝25；13.56MHz时，磁导率为：μ’＝130，μ”＝44。
实施例二
S1制备浆料：选用直径和厚度比为85：1的扁平化铁硅铝软磁合金粉体，在扁平化铁硅铝软磁合金粉体中加入改性聚氨酯作为粘结剂，并在不断混合搅伴过程加入甲苯调试粘度，始终采用单一方向搅拌方式，搅拌速度200r/min，时间6min，得到吸波浆料；其中，铁硅铝软磁合金粉体、改性聚氨酯和甲苯的质量比为20:2:68。
S2流延：吸波浆料经涂布机刮刀流延制成带状薄膜，涂布时，涂布机走带速度为1.5m/min，宽度460mm涂布在PET离型膜上，经过烘箱温度为40-60-80-100-120℃，将带状薄膜烘干后厚度为90uM。
S3硫化成型的过程如下：
S30将带状薄膜依次放置于放卷轴上；S31由放卷轴把带状薄膜带入热压硫化段进行硫化；其中，热压温度为160℃，热压压力为160kgF/CM2，热压时间为90s；
S32硫化后由收卷轴带入冷压段进行定型处理；其中，冷压温度为10℃，冷压压力为160kgF/CM2，冷压时间为90s；S33成型吸波材由收卷轴收卷完成。
经此制得的吸波片厚度为40um，使用安捷伦E4991B阻抗分析仪测试得到，其磁导率数据如下所示：
3MHz时，磁导率为：μ’＝200，μ”＝27；13.56MHz时，磁导率为：μ’＝140，μ”＝56。
实施例三
S1制备浆料：选用直径和厚度比为95:1的扁平化铁硅铝软磁合金粉体，在扁平化铁硅铝软磁合金粉体中加入改性聚氨酯作为粘结剂，并在不断混合搅伴过程加入甲苯调试粘度，始终采用单一方向搅拌方式，搅拌速度200r/min，时间6min，得到吸波浆料；其中，铁硅铝软磁合金粉体、改性聚氨酯和甲苯的质量比为20:2:68。
S2流延：吸波浆料经涂布机刮刀流延制成带状薄膜，涂布时，涂布机走带速度为1.5m/min，宽度460mm涂布在PET离型膜上，经过烘箱温度为40-60-80-100-120℃，将带状薄膜烘干后厚度为90uM。
S3硫化成型的过程如下：
S30将带状薄膜依次放置于放卷轴上；S31由放卷轴把带状薄膜带入热压硫化段进行硫化；其中，热压温度为180℃，热压压力为200kgF/CM2，热压时间为160s；
S32硫化后由收卷轴带入冷压段进行定型处理；其中，冷压温度为10℃，冷压压力为200kgF/CM2，冷压时间为160s；S33成型吸波材由收卷轴收卷完成。
经此制得的吸波片厚度为28um，使用安捷伦E4991B阻抗分析仪测试得到，其磁导率数据如下所示：
3MHz时，磁导率为：μ’＝272，μ”＝40；13.56MHz时，磁导率为：μ’＝175，μ”＝78。
实施例四
S1制备浆料：选用直径和厚度比为100:1的扁平化铁硅铝软磁合金粉体，在扁平化铁硅铝软磁合金粉体中加入改性聚氨酯作为粘结剂，并在不断混合搅伴过程加入甲苯调试粘度，始终采用单一方向搅拌方式，搅拌速度200r/min，时间6min，得到吸波浆料；其中，铁硅铝软磁合金粉体、改性聚氨酯和甲苯的质量比为20:2:68。
S2流延：吸波浆料经涂布机刮刀流延制成带状薄膜，涂布时，涂布机走带速度为1.5m/min，宽度460mm涂布在PET离型膜上，经过烘箱温度为40-60-80-100-120℃，将带状薄膜烘干后厚度为90uM。
S3硫化成型的过程如下：
S30将带状薄膜依次放置于放卷轴上；S31由放卷轴把带状薄膜带入热压硫化段进行硫化；其中，热压温度为200℃，热压压力为220kgF/CM2，热压时间为180s；
S32硫化后由收卷轴带入冷压段进行定型处理；其中，冷压温度为10℃，冷压压力为230kgF/CM2，冷压时间为190s；S33成型吸波材由收卷轴收卷完成。
经此制得的吸波片厚度为20um，使用安捷伦E4991B阻抗分析仪测试得到，其磁导率数据如下所示：
3MHz时，磁导率为：μ’＝280，μ”＝42；13.56MHz时，磁导率为：μ’＝180，μ”＝80。
将现有技术、实施例一到四的数据做对比后得出下表：
Figure BDA0003722683060000071
从上表可得出，本发明制得的电磁吸波片在3MHz和13.56MHz时的磁导率比现有技术的均高；同时在硫化过程中，增加热压的温度、压力和时间以及冷压的温度、压力和时间后可以有效的提高制成后电磁吸波片的磁导率。
另外，本发明中软磁合金粉体的径厚比在80-100:1之间，最后制得的电磁吸波片的厚度为19-50um之间，高分子聚氨酯交联聚合后变成了不同分子量大小的高聚物混合物，这样使得本发明制得的电磁吸波片厚度也较薄。
实施例五
S1制备浆料：在扁平化铁硅铝软磁合金粉体中加入改性聚氨酯粘结剂，并在不断混合搅伴过程加入甲苯调试粘度，始终采用单一方向搅拌方式，搅拌速度200r/min，时间6min，得到吸波浆料；其中，铁硅铝软磁合金粉体、改性聚氨酯粘结剂和甲苯的质量比为21:2:68。
S2流延：吸波浆料经涂布机刮刀流延制成带状薄膜，涂布时，涂布机走带速度为1.5m/min，宽度460mm涂布在PET离型膜上，经过烘箱温度为40-60-80-100-120℃，将带状薄膜烘干后厚度为90uM。
S3硫化成型的过程如下：
S30将带状薄膜依次放置于放卷轴上；S31由放卷轴把带状薄膜带入热压硫化段进行硫化；其中，热压温度为140℃，热压压力为120kgF/CM2，热压时间为60s；
S32硫化后由收卷轴带入冷压段进行定型处理；其中，冷压温度为15℃，冷压压力为120kgF/CM2，冷压时间为60s；S33成型吸波材由收卷轴收卷完成。
经此制得的吸波片厚度为50um，使用安捷伦E4991B阻抗分析仪测试得到，其磁导率数据如下所示：
3MHz时，磁导率为：μ’＝168，μ”＝26；13.56MHz时，磁导率为：μ’＝120，μ”＝46。
实施例六
S1制备浆料：在扁平化铁硅铝软磁合金粉体中加入改性聚氨酯粘结剂，并在不断混合搅伴过程加入甲苯调试粘度，始终采用单一方向搅拌方式，搅拌速度200r/min，时间6min，得到吸波浆料；其中，铁硅铝软磁合金粉体、改性聚氨酯粘结剂和甲苯的质量比为23:2:68。
S2流延：吸波浆料经涂布机刮刀流延制成带状薄膜，涂布时，涂布机走带速度为1.5m/min，宽度460mm涂布在PET离型膜上，经过烘箱温度为40-60-80-100-120℃，将带状薄膜烘干后厚度为90uM。
S3硫化成型的过程如下：
S30将带状薄膜依次放置于放卷轴上；S31由放卷轴把带状薄膜带入热压硫化段进行硫化；其中，热压温度为140℃，热压压力为120kgF/CM2，热压时间为60s；
S32硫化后由收卷轴带入冷压段进行定型处理；其中，冷压温度为15℃，冷压压力为120kgF/CM2，冷压时间为60s；S33成型吸波材由收卷轴收卷完成。
经此制得的吸波片厚度为50um，使用安捷伦E4991B阻抗分析仪测试得到，其磁导率数据如下所示：
3MHz时，磁导率为：μ’＝171，μ”＝28；13.56MHz时，磁导率为：μ’＝125，μ”＝48。
实施例七
S1制备浆料：在扁平化铁硅铝软磁合金粉体中加入改性聚氨酯粘结剂，并在不断混合搅伴过程加入甲苯调试粘度，始终采用单一方向搅拌方式，搅拌速度200r/min，时间6min，得到吸波浆料；其中，铁硅铝软磁合金粉体、改性聚氨酯粘结剂和甲苯的质量比为26:2:68。
S2流延：吸波浆料经涂布机刮刀流延制成带状薄膜，涂布时，涂布机走带速度为1.5m/min，宽度460mm涂布在PET离型膜上，经过烘箱温度为40-60-80-100-120℃，将带状薄膜烘干后厚度为90uM。
S3硫化成型的过程如下：
S30将带状薄膜依次放置于放卷轴上；S31由放卷轴把带状薄膜带入热压硫化段进行硫化；其中，热压温度为140℃，热压压力为120kgF/CM2，热压时间为60s；
S32硫化后由收卷轴带入冷压段进行定型处理；其中，冷压温度为15℃，冷压压力为120kgF/CM2，冷压时间为60s；S33成型吸波材由收卷轴收卷完成。
经此制得的吸波片厚度为50um，使用安捷伦E4991B阻抗分析仪测试得到，其磁导率数据如下所示：
3MHz时，磁导率为：μ’＝182，μ”＝31；13.56MHz时，磁导率为：μ’＝130，μ”＝51。
将实施例一、五到七的数据做对比后得出下表：
Figure BDA0003722683060000101
从实施例一、五、六和七之间可以得出，当提高软磁合金粉体与粘结剂的比例时，可以提升吸波片一定的导磁率，其中软磁合金粉体与粘结剂的比例在26:2时的效果较佳。
在后续的多次测试后发现，采用本发明工艺制成的电磁吸波片，3MHz时，磁导率为：μ’＝165～280，μ”＝25～49；13.56MHz时，磁导率为：μ’＝120～220，μ”＝40～90，远远优于市面上现有的吸波材料磁导率。
本发明使用最优径厚比的扁平化的软磁合金粉体，并调整优化粘结剂与软磁合金粉体之间的成分配比以及硫化成型中采用先热压再冷压的连续成型工艺，加强扁平化软磁合金粉体之间的胶联，粉体的间隙，密度和均匀性，以此最大化地提升吸波片的电磁性能，得到高磁导率的吸波片。
本发明的电磁吸波片的制备方法，解决了目前吸波片磁导率普遍偏低的问题，提高吸波片在不同应用场合的使用效果，用在无线充电领域可以提高转化效率；高磁导率吸波片，有更好的噪音吸收能力；同时本发明方法制得的吸波片在13.56MHz的频率仍然具有高磁导率，在RFID和NFC的应用上可以使其的读卡距离更远，工艺上实现了高磁导率连续的卷材，大大的减少了人力成本，缓解市场竞争压力。
以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电磁吸波片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1制备浆料
将软磁合金粉体、粘结剂和有机溶剂以质量比为(23-20):(10-2):(67-78)的比例混合后通过高能分散机分散成浆料；
S2流延
浆料经流延涂布制成带状薄膜，然后烘烤后干燥除去溶剂；其中，干燥温度为40-120℃，流延涂布时的走带速度为1-2m/min；
S3硫化成型
将带状薄膜先通过热压硫化，再由冷压成型得到吸波片。
2.如权利要求1所述的电磁吸波片的制备方法，其特征在于：所述硫化成型的过程如下：
S30将带状薄膜依次放置于放卷轴上；
S31由放卷轴把带状薄膜带入热压硫化段进行硫化；其中，热压温度为140-220℃，热压压力为80-230kgF/CM2，热压时间为40s-300s；
S32硫化后由收卷轴带入冷压段进行定型处理；其中，冷压温度为25℃以下，冷压压力为80-230kgF/CM2，冷压时间为40s-300s；
S33成型吸波材由收卷轴收卷完成。
3.如权利要求1所述的电磁吸波片的制备方法，其特征在于：所述软磁合金粉体为铁硅铝软磁合金粉体、铁镍软磁合金粉体、铁硅软磁合金粉体或铁镍钼软磁合金粉体中的一种或几种。
4.如权利要求1所述的电磁吸波片的制备方法，其特征在于：所述粘结剂为环氧树脂、改性环氧树脂、聚氨酯树脂、改性聚氨酯树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂或酚醛-缩丁醛聚酰亚胺树脂中的一种或几种。
5.如权利要求1所述的电磁吸波片的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂为甲苯、二甲基甲酰胺中的一种或二种。
6.如权利要求1所述的电磁吸波片的制备方法，其特征在于：所述软磁合金粉体呈扁平化，软磁合金粉体的直径和厚度比为：80-100:1。
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