CN1182206C - 低频电磁波磁屏蔽复合涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种低频电磁波磁屏蔽复合涂料及其制备方法，其特点是采用金属粉、磁性纤维和非晶磁性粉作复合导磁填料60～85质量份，用高分子树脂作成膜物质15～25质量份，于常温下与偶联剂1～15质量份和溶剂30～100质量份进行调配、混炼、研磨、过滤等工序，制得低频电磁波磁屏蔽涂料，它具有抗磁场干扰、防电子信息泄漏和防电磁环境污染的性能，在频率f≤30MHz，其磁屏蔽效能达14～15dB，可广泛用于电子信息产品的磁屏蔽，建造磁屏蔽室和电子信息保密室方面。
Description
一、技术领域
本发明属于低频电磁波磁屏蔽材料领域，涉及一种低频电磁波磁屏蔽复合涂料及其制备方法。
二、背景技术
传统的磁屏蔽材料多采用薄钢板、薄片、薄带等单一材料。有人采用粉末冶金法制造多孔质不锈钢烧结板磁屏蔽材料，其方法是把经高频感应炉溶炼的不锈钢合金熔体用水雾化制粉，将粉体在一定的压力下冲压成不锈钢平板，并将平板真空烧结(1273k×60min)成不锈钢板(厚4mm)，其低频磁屏蔽效能可达15dB(见《粉体および粉末冶金》1999年第2期、第156页)。
复合磁屏蔽材料的研制和开发也越来越引起人们的重视。日本已成功研制出金属化纤磁屏蔽布“METAX”，其方法是采用无电解电镀工艺，通过催化剂，在纤维上沉积金属膜，制成高效复合磁屏蔽材料，金属膜以铜、镍膜为主，但其磁屏蔽效能未见报道。也有人将高磁导率钴系非晶合金薄片均匀地分散在聚对苯二甲酸乙二醇酯膜或金属箔上，作成三明治状，热压成片状体而成复合磁屏蔽材料。上述方法工艺复杂，设备要求严，成本高。
三、发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供一种低频电磁波磁屏蔽复合涂料及其制备方法，其特点是采用磁性粉、磁性纤维和非晶磁粉作导磁填料，用高分子树脂作成膜物质，经混炼、研磨、过滤等工序，制成低频电磁波磁屏蔽复合涂料。
本发明的目的由以下技术措施实现，所用原料份数，除特殊说明外，均为质量份数。
低频电磁波磁屏蔽复合涂料的配方组分为：
成膜树脂 15～25份
表面处理过的复合导磁填料 60～85份
溶剂 30～100份
其中，成膜树脂为硅树脂、醇酸树脂、酚醛树脂、聚氨酯、环氧树脂、丙烯酸树脂和/或聚酯树脂中的至少一种；
表面处理过的复合导磁填料是通过偶联剂对复合导磁填料进行表面处理的，该复合导磁填料按质量份计为60～85份，该偶联剂按质量份计为1～15份；
复合导磁填料为三种材料组成：
1、金属粉为20nm～40μm粒径的铜粉、铝粉、银粉、镍粉和/或锌粉中的至少一种，
2、磁性纤维为100nm～80μm直径，长径比为50～200之间的铁纤维、镍纤维、铜纤维、不锈钢纤维、镀镍碳纤维和/或镀镍石墨纤维中的至少一种，
3、非晶磁粉为20～100μm粒径的Fe-Cu-Mn-Si-B、Fe-Cu-Nb-Si-B和/或Fe-Nb-Mo-Cu-Si-B中的至少一种；
偶联剂为有机硅、硬脂酸、铝酸酯、硅烷和/或钛酸酯中的至少一种；
溶剂为甲乙酮、丙酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲醇、乙醇、甲苯和/或二甲苯中的至少一种。
低频电磁波磁屏蔽复合涂料的制备方法
a、复合导磁填料的表面处理
将复合导磁填料60～85份加入偶联剂溶液中，偶联剂溶液浓度为0.5～10％、1～15份，在常温下用球磨机研磨10～40分钟，待分散均匀后，于温度40～140℃烘干，备用。
b、复合涂料的制备
将固含量为40～70％成膜树脂15～25份，与上述处理过的复合导磁填料60～85份，溶剂30～100份混合，在常温下用研磨机研磨2～5次，过滤、调节粘度4#杯20～50秒，获得低频电磁波磁屏蔽复合涂料。
上述方法制备的低频电磁波磁屏蔽复合涂料，采用冷喷涂设备喷涂或刷涂设备刷涂，在常温下干燥和固化。低频电磁波磁屏蔽复合涂料的物理性能和环境性能分别见表1、表2，它具有抗磁场干扰、防电子信息泄漏和防电磁环境污染的性能，其磁屏蔽效能可达到14～15dB。
低频电磁波磁屏蔽复合涂料可广泛用于电子信息产品的磁屏蔽、建造磁屏蔽室、电子信息保密室等。
本发明具有如下特点：
1.在低频电磁波频段f≤30MHz的磁屏蔽性能可达到14～15dB。
2.与常用磁屏蔽材料(如坡莫合金、不锈钢、金属化纤磁屏蔽布等)相比，每平方米磁屏蔽涂层的价格可降低30～40％。
3.涂料的配制、施工、干燥和固化均在常温下进行，能耗小、成本低，性价比高。
4.涂料制备方法简单、易于操作，可使用常规设备，投资不大、风险小。
四、具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是本实施例只能用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术熟练人员，可以根据上述发明的内容作出一些非本质的改进和调整。
实施例：
1.将平均粒径为8μm镍粉40克，纤维直径为10μm，纤维长径比为80的镀镍石墨磁性纤维5克和粒径为40μm的Fe-Cu-Nb-Si-B非晶磁粉25克，加入配制好的10克硅烷乙醇溶液中，硅烷溶液浓度为8％，用球磨机研磨10分钟，待分散均匀后，在温度70℃烘干。将固含量为60％的环氧树脂20克与上述表面处理过的复合导磁填料70克和乙醇50克混合，在常温下用研磨机研磨2～5次，过滤、调节粘度4#杯20～50秒，获得低频电磁波磁屏蔽复合涂料。
2.将平均粒径为5μm银粉30克，纤维直径为25μm，长径比为70的铁纤维7克和粒径为60μm的Fe-Cu-Mn-Si-B非晶磁粉30克，加入配制好的8克硬脂酸丙酮溶液中，硬脂酸浓度为6.5％，用球磨机研磨20分钟，待分散均匀后，在温度80℃烘干。将固含量为70％的丙烯酸树脂25克与上述表面处理过的复合导磁填料67克和丙酮45克混合，在常温下用研磨机研磨2～5次，过滤、调节粘度4#杯20～50秒，获得低频电磁波磁屏蔽复合涂料。
3.将平均粒径为3μm铝粉50克，纤维直径为30μm，长径比为120的镍纤维10克和粒径为60μm的Fe-Nb-Mo-Cu-Si-B非晶磁粉15克，加入配制好的12克钛酸酯甲苯溶液中，钛酸酯浓度为4％，用球磨机研磨20分钟，待分散均匀后，在温度100℃烘干，将固含量为65％的酚醛树脂18克与上述表面处理过的复合导磁填料75克和甲苯55克混合，在常温下用研磨机研磨2～5次，过滤、调节粘度4#杯20～50秒，获得低频电磁波磁屏蔽复合涂料。
表1低频电磁波磁屏蔽复合涂料的物理性能
| 检验项目及要求 | 检验结果 |
| 附着力，级(划格法)(SJ2573-85) | 0级 |
| 铅笔硬度H(GB6739-86) | 5H |
| 冲击强度Kg.cm(GB/T1732-93) | 50Kg.cm |
| 耐磨性，失重g/cm2(GB1768-79) | 0.0011g/cm2 |
表2低频电磁波磁屏蔽复合涂料的环境性能
| 检验项目及要求 | 检验结果 | |
| 低温实验(-55℃)(GJB150.4-86) | 附着力0-1级 | 1级 |
| 表面不应该有龟裂、起泡、剥落等 | 符合 | |
| 屏蔽效能下降应小于5％ | (0.01-1000MHz)＜3.5％ | |
| 高温实验(70℃)(GJB150.3-86) | 附着力0-1级 | 1级 |
| 表面不应该有龟裂、起泡、剥落等 | 符合 | |
| 屏蔽效能下降应小于5％ | (0.01-1000MHz)＜3.5％ | |
| 温度冲击(GJB360.7-87)(-55℃*0.5h-70℃*0.5h)100次 | 附着力0-1级 | 1级 |
| 表面不应该有龟裂、起泡、剥落等 | 符合 | |
| 屏蔽效能下降应小于5％ | (0.01-1000MHz)＜3.7％ | |
| 湿热性(GJB150.9-86)(60℃，RH：95％，120h) | 附着力0-1级 | 1级 |
| 表面不应该有龟裂、起泡、剥落等 | 符合 | |
| 屏蔽效能下降应小于5％ | (0.01-1000MHz)＜2.1％ | |
| 盐雾(GJB360.2-87) | 附着力0-1级 | 1级 |
| 表面不应该有龟裂、起泡、剥落等 | 符合 | |
| 屏蔽效能下降应小于5％ | (0.01-1000MHz)＜1.7％ | |
Claims (3)
1、低频电磁波磁屏蔽复合涂料，其特征在于该复合涂料的配方组分按质量份计为：
成膜树脂 15～25份
表面处理过的复合导磁填料 60～85份
溶剂 30～100份
其中成膜树脂为醇酸树脂、酚醛树脂、聚氨酯、环氧树脂或丙烯酸树脂中的任一种；
表面处理过的复合导磁填料是通过偶联剂对复合导磁填料进行表面处理的，该复合导磁填料按质量份计为60～85份，该偶联剂按质量份计为1～15份；
复合导磁填料为三种材料组成：
(1)金属粉为20nm～40μm粒径的铜粉、铝粉、银粉或镍粉中的任一种，
(2)磁性纤维为100nm～80μm直径，长径比为50～200之间的铁纤维、镍纤维、不锈钢纤维或镀镍石墨纤维中的任一种，
(3)非晶磁粉为20～100μm粒径的Fe-Cu-Mn-Si-B、Fe-Cu-Nb-Si-B或Fe-Nb-Mo-Cu-Si-B中的任一种；
偶联剂为硬脂酸、铝酸酯、硅烷或钛酸酯中的任一种；
溶剂为丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙醇或甲苯中的任一种。
2、按照权利要求1所述低频电磁波磁屏蔽复合涂料的制备方法，其特征在于：
a、复合导磁填料的表面处理
将复合导磁填料60～85份加入偶联剂溶液中，偶联剂溶液浓度为0.5～10％、1～15份，在常温下用球磨机研磨10～40分钟，待分散均匀后，在温度40～140℃烘干，备用，
b、复合涂料的制备
将固含量为40～70％成膜树脂15～25份，与上述处理过的复合导磁填料60～85份，溶剂30～100份混合，在常温下用研磨机研磨2～5次，过滤、调节粘度4#杯20～50秒，获得低频电磁波磁屏蔽复合涂料。
3、按照权利要求1所述低频电磁波磁屏蔽复合涂料的用途，其特征在于该复合涂料用于电子信息产品的磁屏蔽，建造磁屏蔽室和电子信息保密室方面。
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