CN1328330C - 新型复合型电磁波屏蔽涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型复合型电磁波屏蔽涂料及其制备方法，新型复合型电磁屏蔽涂料的组成包括：成膜树脂、导电填料、偶联剂和分散剂，其特征在于导电填料为微米级镍粉和含铁磁性物质的混合，且各组分的重量百分含量为：微米级镍粉45.6～60.7%，含铁磁性物质6.5～15.2%，成膜树脂29.9～39.5%，偶联剂0.6～1.3%，分散剂0.6～1.3%。制备工艺流程分偶联剂溶液的配制、镍粉及含铁磁性物质的表面偶联处理、涂料配制等。该涂料所形成的涂层具有良好的电磁波屏蔽效能，且可有效避免电磁波的二次污染。

Description

新型复合型电磁波屏蔽涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于电磁波屏蔽涂料领域，具体涉及一种添加有新型导电填料的新型复合型电磁波屏蔽涂料及其制备方法。

背景技术

目前，电磁波屏蔽材料的研制与开发越来越受到人们的重视，如中国专利ZL97107514公开了“电磁波屏蔽涂料的原料混合物及其制备方法”、中国专利ZL 97107515公开了“电磁波屏蔽涂料的原料混合物及其制备方法”等。通常，电磁波屏蔽涂料主要由成膜树脂和导电填料组成，其中导电填料是决定涂料电磁屏蔽效果优劣的关键因素。关于导电填料，微米级镍粉以其综合性能好和价格便宜被普遍选用，但其电磁屏蔽效能比较低，且不能在宽频范围内实现屏蔽，此外它对于电磁波的屏蔽主要是靠反射来实现，容易形成电磁波的二次污染。

发明内容

本发明所要解决的主要技术问题是在于针对现有技术现状，提供一种新型复合型电磁波屏蔽涂料及其制备方法，主要是在涂料制备过程中引入吸波性能较好的含铁磁性物质，一方面增加涂层的电磁屏蔽性能，另一方面减少反射损耗，可有效避免对环境的二次污染。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：

根据电磁波屏蔽理论，用微米级镍粉和含铁磁性物质的混合物代替单一的镍粉作为导电填料。本发明提供的电磁屏蔽涂料，其组分包括成膜树脂、微米级镍粉、含铁磁性物质、偶联剂和分散剂，各组分的重量百分含量为：

微米级镍粉      45.6～60.7％

含铁磁性物质    6.5～15.2％

成膜树脂        29.9～39.5％

偶联剂          0.6～1.3％

分散剂          0.6～1.3％。

含铁磁性物质至少为四氧化三铁、羰基铁粉中的一种，粒径为微米级。微米级镍粉和含铁磁性物质的总含量应控制在58～70％之间，超过这一含量则会导致涂层的机械性能下降，涂层易产生开裂、脱落等；而低于这一含量则达不到所要求的屏蔽性能。偶联剂和分散剂量过少不能使镍粉在体系中充分分散，量过多则会使涂层的屏蔽性能下降。

上述涂料的制备工艺流程如下：

1、配比

微米级镍粉      45.6～60.7％

含铁磁性物质    6.5～1 5.2％

成膜物质        29.9～39.5％

偶联剂          0.6～1.3％

分散剂          0.6～1.3％

2、偶联剂溶液的配制

偶联剂溶液由偶联剂经溶剂稀释而成，配制在常温下进行，充分搅拌均匀即可；偶联剂与溶剂的配比为：偶联剂∶溶剂＝1.7％～4.8％∶95.2％～98.3％；

偶联剂可选用钛酸酯、硅烷偶联剂中的一种；溶剂可至少选用乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丁酯、丙酮、甲乙酮、乙醇中的一种。

3、镍粉和含铁磁性物质的表面处理

在常温下将微米级镍粉和含铁磁性物质放入加有分散剂的偶联剂溶液内予以搅拌、分散，然后过滤、烘干。烘干的最佳温度为60～80℃。

4、涂料制备

涂料制备在常温下进行。涂料配制的原料为成膜树脂、经表面处理后的微米级镍粉、含铁磁性物质及溶剂。将这些原料混合，充分分散，最后加稀释剂调节粘度，即制成涂料。

成膜树脂选用环氧树脂、聚氨酯、醇酸树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂中的一种；溶剂至少选用甲苯、二甲苯、丙酮、乙醇、乙酸甲酯、乙酸丁酯、甲乙酮中的一种；分散剂至少选用有机膨润土和二氧化硅中的一种。

用上述方法制备的涂料，使用时采用常规冷喷涂设备喷涂或者采用刷涂，在室温下干燥和固化。

本发明具有以下优点：

1、所提供的涂料在宽频区域对电磁波有很好的吸收。

2、与以单一微米级镍粉为导电填料的涂料相比，对电磁波的吸收增大，可有效避免对环境的二次电磁波污染。

3、干燥和固化在室温下进行，节约能源使用方便。

4、涂料的制备方法简单、易于操作、完全使用常规设备，性价比高，便于推广。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1：

本实施例的工艺流程及工艺参数如下：

1、配料

微米级镍粉      46.1％

含铁磁性物质    13.2％

成膜物质        39.5％

偶联剂          0.6％

分散剂          0.6％

2、偶联剂溶液的配制

偶联剂选用钛酸酯，溶剂选用乙酸乙酯，钛酸酯与乙酸乙酯的配比为：钛酸酯∶乙酸乙酯＝3.8％∶96.2％，配制时将他们在常温下混合，充分搅拌均匀。

3、微米级镍粉和含铁磁性物质的表面处理

将粒径为2微米的镍粉和羰基铁粉放入配制好的偶联剂溶液内，用球磨机研磨10分钟，然后除去多余的溶剂，在60℃下烘干。

4、涂料的配制

涂料制备在常温下进行。成膜树脂选用丙烯酸树脂；溶剂选用乙酸乙酯；偶联剂选用钛酸酯；分散剂选用有机膨润土。

首先将经过表面处理的镍粉和羰基铁粉与加有分散剂的丙烯酸树脂在球磨机中球磨15分钟，最后加入稀释剂乙酸乙酯，调节粘度即可制得成品涂料。经相应体积电阻率和屏蔽性能的计算分析，在1MHz～1000MHz范围内，电磁屏蔽性能在涂层厚度200μm时可以达到38～62dB。

实施例2：

本实施例的工艺流程及工艺参数如下：

1、配料

微米级镍粉      52.8％

含铁磁性物质    10.6％

成膜物质        35.2％

偶联剂          0.7％

分散剂          0.7％

2、偶联剂溶液的配制

偶联剂选用钛酸酯，溶剂选用乙酸乙酯，钛酸酯与乙酸乙酯的配比为：钛酸酯∶乙酸乙酯＝3.8％∶96.2％，将他们在常温下混合，充分搅拌均匀。

3、微米级镍粉和含铁磁性物质的表面处理

将粒径为2微米的镍粉和羰基铁粉放入配制好的偶联剂溶液内，用球磨机研磨10分钟剂，然后除去多余的溶剂，在60℃下烘干。

4、涂料的配制

涂料制备在常温下进行。成膜树脂选用丙烯酸树脂；溶剂选用乙酸乙酯；偶联剂选用钛酸酯；分散剂选用有机膨润土。

首先将经过表面处理的镍粉和羰基铁粉与加有分散剂的丙烯酸树脂在球磨机中球磨15分钟，最后加入稀释剂乙酸乙酯，调节粘度即可制得成品涂料。经相应体积电阻率和屏蔽性能的计算分析，在1MHz～1000MHz范围内，电磁屏蔽性能在涂层厚度200μm时可以达到38～62dB。

实施例3：

本实施例的工艺流程及工艺参数如下：

1、配料

微米级镍粉      60.6％

含铁磁性物质    7.6％

成膜物质        30.3％

偶联剂          0.75％

分散剂          0.75％

2、偶联剂溶液的配制

偶联剂选用钛酸酯，溶剂选用乙酸乙酯，钛酸酯与乙酸乙酯的配比为：钛酸酯∶乙酸乙酯＝3.8％∶96.2％，配制时将他们在常温下混合，充分搅拌均匀。

3、微米级镍粉和铁磁性物质的表面处理

将粒径为2微米的镍粉和羰基铁粉放入配制好的偶联剂溶液内，用球磨机研磨10分钟剂，然后除去多余的溶剂，在60℃下烘干。

4、涂料的配制

涂料制备在常温下进行。成膜树脂选用丙烯酸树脂；溶剂选用乙酸乙酯；偶联剂选用钛酸酯；分散剂选用有机膨润土。

首先将经过表面处理的镍粉和羰基铁粉与加有分散剂的丙烯酸树脂在球磨机中球磨15分钟，即可达到分散的要求，最后加入稀释剂乙酸乙酯，调节粘度即可制得成品涂料。经相应体积电阻率和屏蔽性能的计算分析，在1MHz～1000MHz范围内，电磁屏蔽性能在涂层厚度200μm时可以达到38～62dB。

实施例4：

本实施例的工艺流程及工艺参数如下：

1、配料

微米级镍粉      45.6％

含铁磁性物质    15.2％

成膜物质        36.9％

偶联剂          1.0％

分散剂          1.3％

2、偶联剂溶液的配制

偶联剂选用钛酸酯，溶剂选用乙酸乙酯，钛酸酯与乙酸乙酯的配比为：钛酸酯∶乙酸乙酯＝3.8％∶96.2％，配制时将他们在常温下混合，充分搅拌均匀。

3、微米级镍粉和铁磁性物质的表面处理

将粒径为2微米的镍粉和羰基铁粉放入配制好的偶联剂溶液内，用球磨机研磨10分钟剂，然后除去多余的溶剂，在60℃下烘干。

4、涂料的配制

涂料制备在常温下进行。成膜树脂选用丙烯酸树脂；溶剂选用乙酸甲酯；偶联剂选用钛酸酯；分散剂选用有机膨润土。

首先将经过表面处理的镍粉和羰基铁粉与加有分散剂的丙烯酸树脂在球磨机中球磨15分钟，即可达到分散的要求，最后加入稀释剂乙酸乙酯，调节粘度即可制得成品涂料。经相应体积电阻率和屏蔽性能的分析测试，在1MHz～1000MHz范围内，电磁屏蔽性能在涂层厚度200μm时可以达到38～62dB。

实施例5：

本实施例的工艺流程及工艺参数如下：

1、配料

微米级镍粉      60.7％

含铁磁性物质    6.5％

成膜物质        31.5％

偶联剂          1.3％

分散剂          1.0％

2、偶联剂溶液的配制

偶联剂选用钛酸酯，溶剂选用乙酸乙酯，钛酸酯与乙酸乙酯的配比为：钛酸酯∶乙酸乙酯＝3.8％∶96.2％，配制时将他们在常温下混合，充分搅拌均匀。

3、微米级镍粉和铁磁性物质的表面处理

将粒径为2微米的镍粉和羰基铁粉放入配制好的偶联剂溶液内，用球磨机研磨10分钟剂，然后除去多余的溶剂，在60℃下烘干。

4、涂料的配制

涂料制备在常温下进行。成膜树脂选用丙烯酸树脂；溶剂选用乙酸甲酯；偶联剂选用钛酸酯；分散剂选用有机膨润土。

首先将经过表面处理的镍粉和羰基铁粉与加有分散剂的丙烯酸树脂在球磨机中球磨15分钟，即可达到分散的要求，最后加入稀释剂乙酸乙酯，调节粘度即可制得成品涂料。经相应体积电阻率和屏蔽性能的分析测试，在1MHz～1000MHz范围内，电磁屏蔽性能在涂层厚度200μm时可以达到38～62dB。

Claims (8)

1、一种新型复合型电磁波屏蔽涂料，其组分包括成膜树脂、导电填料、偶联剂和分散剂，其特征在于导电填料为微米级镍粉和含铁磁性物质的混合，且各组分的重量百分含量为：

微米级镍粉      45.6～60.7％

含铁磁性物质    6.5～15.2％

成膜树脂        29.9～39.5％

偶联剂          0.6～1.3％

分散剂          0.6～1.3％。

2、根据权利要求1所述的电磁波屏蔽涂料，其特征在于所述的微米级镍粉与含铁磁性物质的总含量为58～70wt％。

3、根据权利要求1或2所述的电磁波屏蔽涂料，其特征在于所述的含铁磁性物质为羰基铁粉。

4、根据权利要求3所述的电磁波屏蔽涂料，其特征在于所述的含铁磁性物质的粒径为微米级。

5、根据权利要求3所述的电磁波屏蔽涂料，其特征在于所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂。

6、根据权利要求3所述的电磁波屏蔽涂料，其特征在于所述的分散剂为有机膨润土。

7、一种制备如权利要求1所述的电磁波屏蔽涂料的方法，其特征在于工艺流程包括以下步骤：

(1)根据涂料组成配料；

(2)配制偶联剂溶液：

偶联剂溶液由偶联剂经溶剂稀释而成，配制在常温下进行，充分搅拌均匀即可；偶联剂与溶剂的配比为：偶联剂∶溶剂＝1.7％～4.8％∶95.2％～98.3％；溶剂选用乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丁酯、丙酮、甲乙酮、乙醇中的至少一种；

(3)微米级镍粉和含铁磁性物质的表面处理

在常温下将微米级镍粉和含铁磁性物质放入加有分散剂的偶联剂溶液内球磨、分散，然后过滤、烘干；

(4)涂料配制

涂料制备在常温下进行，将成膜树脂、经表面处理后的微米级镍粉及含铁磁性物质、溶剂混合，充分分散，最后加稀释剂调节粘度，即制成涂料。

8、根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于所述微米级镍粉和含铁磁性物质表面处理时，烘干的温度为60～80℃。