一種含鍍錫鎳矽酸鈣鎂礦物晶須的電磁波屏蔽複合塗料及其製備方法
2023-10-04 14:31:19 2
專利名稱：一種含鍍錫鎳矽酸鈣鎂礦物晶須的電磁波屏蔽複合塗料及其製備方法
技術領域：
本發明屬於電磁波屏蔽材料領域，具體涉及一種含鍍Sn、 Ni矽酸鈣鎂礦物晶須的電磁波屏蔽複合塗料及其製備方法。
二背景技術：
隨著電子信息技術的迅速發展，電磁波輻射汙染已經成為當今社會的一大公害，電磁輻射造成的電磁幹擾、電磁信息洩密和電磁環境汙染對經濟建設、國防安全和社會生活帶來的影響越來越嚴重。電磁波屏蔽技術是治理電磁輻射汙染的一種有效手段，而電磁波屏蔽材料是實現屏蔽的重要物質基礎，因此，電磁波屏蔽材料的研製和開發也越來越引起人們的重視。電磁波屏蔽塗料以其較好的適用性、靈活性和較高的性價比而成為電磁波屏蔽材料領域研究和應用的熱點。 電磁波屏蔽複合塗料之所以能夠對電磁波產生屏蔽作用，是由於塗料固化後通過導電填料粒子之間的相互接觸形成一定的導電網絡骨架的緣故，根據塗層中填料粒子的幾何堆積可知，粒子之間的相互聯接點越多，填料顆粒接觸的機率越大，形成的三維導電網絡骨架越緻密。 傳統屏蔽塗料常用的銀、銅等金屬填料由於成本過高，極大地限制了其市場推廣使用。由於化學鍍技術製備的鍍層均勻、牢固且成分易於控制，化學鍍已成為製備電磁波屏蔽複合填料的常用方法之一。目前，有人在非金屬玻璃微珠王一龍，官建國，邵寒梅，等.電磁屏蔽材料用銀包玻璃微珠核 殼粒子的製備及其性能J.矽酸鹽學報，2008，36(3) :301 305基體上採用化學鍍Ag方法製備導電填料並將其用於電磁波屏蔽複合塗料。上述方法對改善填料粒子的導電性有一定作用，但由於受其粒子形狀的限制，塗料固化後形成的導電網絡骨架難於進一步提高。 晶須是人工控制條件下形成的一種微米級針狀單晶體。由於受原料和生產成本的限制，晶須的價格普遍較高。矽酸鈣鎂晶須是以四川某地天然透閃石 透輝石礦物為原料，通過水熱生長法等製備而成的一種新型針狀結構的矽酸鹽晶須材料孫傳敏.用天然礦物透閃石製備矽酸鈣鎂晶須J].成都理工大學學報(自然科學版)，2005，32(1) :65 71。由於原料來源廣泛，製備工藝與設備簡單，矽酸鈣鎂晶須的成本低廉，作為複合材料增強體的效果良好，但其導電性較差，在一定程度上影響了該晶須的使用範圍。在矽酸鈣鎂晶須表面用化學鍍Sn、Ni可改善其導電性。以鍍Sn、Ni矽酸鈣鎂晶須和鎳粉作為複合填料，以高分子為粘結劑，以專用稀釋劑調節塗料粘度，按照塗料製備的方法，可製備出一種含鍍Sn、Ni矽酸鈣鎂礦物晶須的電磁波屏蔽複合塗料。這對提高礦物材料的綜合利用水平和加強對電磁環境汙染的綜合治理具有重要作用。 目前，關於矽酸鈣鎂礦物晶須已經公開的專利有矽鈣鎂晶須的製備方法(專利號ZL200410081355. 4 ;授權號CN1327045C)。經檢索，未發現將化學鍍方法製備的鍍Sn、Ni矽酸鈣鎂礦物晶須用於電磁波屏蔽複合塗料製備的專利申請或文獻報導。
發明內容
本發明所要解決的主要技術問題是針對現有技術現狀，提供一種含鍍Sn、 Ni矽酸
鈣鎂礦物晶須的電磁波屏蔽複合塗料及其製備方法，主要是在塗料製備過程中引入微米級
針狀單晶體物質-鍍Sn、 Ni矽酸鈣鎂晶須，一方面改善塗料固化後形成的導電網絡骨架的
質量，提高其導電性能，另一方面減少塗層對電磁波的反射損耗，增大渦流吸收損耗，提高
其電磁波屏蔽效能，可降低其對電磁環境的二次汙染。 為解決上述技術問題，本發明採用下述技術方案 根據電磁波屏蔽理論，用導電的鍍Sn、 Ni矽酸鈣鎂礦物晶須和鎳粉的混合物代替 單一的鎳粉作為導電填料。本發明提供的一種含鍍Sn、Ni矽酸鈣鎂礦物晶須的電磁波屏蔽 複合塗料，其組分包括成膜樹脂、導電填料、偶聯劑和溶劑，各組分的重量百分含量為鍍Sn、 Ni矽酸鈣鎂礦物晶須0. 5 20%鎳粉25 70%環氧樹脂20 50%偶聯劑0. 2 15%溶劑20 70%鍍錫鎳矽酸鈣鎂礦物晶須長徑比20 100，長度15 100 ii m，直^5 0. 2 2 ii m，
含SnlO 30wt%， Ni 2 10wt% ;鎳粉為10nm 10 y m粒徑的鎳粉；礦物晶須與鎳粉的總含量為30 70wt% ;偶聯劑為矽烷、鈦酸酯、硬脂酸或鋁酸酯中的任一種；溶劑為乙醇、
丁醇、二丁酯、丙酮、甲苯中的任一種。
上述塗料的製備工藝流程如下 1、以重量百分含量計，塗料組成的配方 鍍Sn、 Ni矽酸鈣鎂礦物晶須 0. 5 20 % 鎳粉 25 70% 環氧樹脂 20 50% 偶聯劑 0. 2 15% 溶劑 20 70% 2、複合屏蔽填料的表面處理 將濃度為0. 2 15wt^偶聯劑溶液加入複合屏蔽填料30 70wt^中，用高速混 料機攪拌、分散10 60分鐘，然後烘乾，烘乾得溫度為50 150°C。
3、塗料製備 塗料配製的原料為成膜樹脂、經處理後的複合屏蔽填料及溶劑混合。將混合物在 常溫下用研磨機研磨2 5次，充分分散後過濾，加入適量溶劑調節塗料粘度至用塗4杯測 得粘度20 50秒，即製得含導電礦物晶須的寬頻段電磁波屏蔽複合塗料。
上述方法製備的電磁波屏蔽複合塗料，採用冷噴塗設備噴塗或刷塗設備刷塗，在 常溫下乾燥和固化。在頻率10kHz 1. 5GHz，其電磁波屏蔽效能達35 60dB，它具有抗電 磁波幹擾、防電子信息洩漏和防電磁環境汙染的性能，可廣泛用於電子信息產品的電磁波 屏蔽，建造電磁波屏蔽室和電子信息保密室等方面。
本發明具有如下特點
1、所提供的塗料在寬頻區域對電磁波有良好的屏蔽作用，在電磁波頻率為 10kHz 1. 5GHz範圍內，其電磁波屏蔽效能可達35 60dB。 2、與常用電磁波屏蔽塗料(如鎳基電磁波屏蔽塗料等)相比，每平方米電磁波屏 蔽塗層的價格可降低10 30%。 3 、塗料的配製、施工、乾燥和固化均在常溫下進行，節約能源，使用方便。 4、塗料的製備方法簡單、易於操作，完全使用常規設備，投資不大，風險較小，便於推廣。
具體實施例方式
下面通過實施例對本發明進行具體描述，有必要在此指出的是本實施例只用於對 本發明進行進一步說明，不能理解為對本發明保護範圍的限制，本領域的技術熟練人員，可 以根據上述發明的內容作出一些非本質的改進和調整。
實施例1 將配製好的濃度為9wt%的矽烷溶液加入含Sn20wt% 、Ni4wt% ，長徑比20 100， 長度15 100 ii m，直徑0. 2 2 ii m的鍍Sn、Ni矽酸鈣鎂晶須和平均粒徑為8 y m鎳粉中， 其複合屏蔽填料的配比為鍍Sn、 Ni矽酸鈣鎂晶須鎳粉=8wt% : 40wt^，用高速混料 機攪拌、分散40分鐘，然後烘乾，烘乾溫度為12(TC。將25wt^的環氧樹脂與上述表面處 理過的複合屏蔽填料和丁醇混合，在常溫下用研磨機研磨2 5次，過濾、加入適量溶劑調 節塗料粘度至用塗4杯測得粘度20 50秒，獲得電磁波屏蔽複合塗料。所製備的塗料在 10kHz 1. 5GHz頻率範圍內，其電磁波屏蔽效能可達35dB 60dB。
實施例2 將配製好的濃度為8wt^的鋁酸酯溶液加入含Sn 22wt%、Ni 3wt^，長徑比20 100，長度15 100 ii m，直徑0. 2 2 ii m的鍍Sn、 Ni矽酸鈣鎂晶須和平均粒徑為7 y m鎳 粉中，其複合屏蔽填料的配比為鍍Sn、Ni矽酸鈣鎂晶須鎳粉中=9wt% : 44wt^，用高 速混料機攪拌、分散40分鐘，然後烘乾，烘乾溫度為ll(TC。將20wt^環氧樹脂與上述表面 處理過的複合屏蔽填料和丁醇混合，在常溫下用研磨機研磨2 5次，過濾、加入適量溶劑 調節塗料粘度至用塗4杯測得粘度20 50秒，獲得電磁波屏蔽複合塗料。所製備的塗料 在10kHz 1. 5GHz頻率範圍內，其電磁波屏蔽效能可達35 60dB。
實施例3 將配製好的濃度為4wt^的鈦酸酯溶液加入含Sn 18wt%、Ni 6wt^，長徑比20 100，長度15 100 ii m，直徑0. 2 2 ii m的鍍Sn、 Ni矽酸鈣鎂晶須和平均粒徑為6 y m鎳 粉中，其複合屏蔽填料的配比為鍍Sn、Ni矽酸鈣鎂晶須鎳粉中=6wt% : 45wt^，用高 速混料機攪拌、分散40分鐘，然後烘乾，烘乾溫度為ll(TC。將30wt^環氧樹脂與上述表面 處理過的複合屏蔽填料和二丁酯混合，在常溫下用研磨機研磨2 5次，過濾、加入適量溶 劑調節塗料粘度至用塗4杯測得粘度20 50秒，獲得電磁波屏蔽複合塗料。所製備的塗 料在10kHz 1. 5GHz頻率範圍內，其電磁波屏蔽效能可達35 60dB。
權利要求
一種含鍍Sn、Ni矽酸鈣鎂礦物晶須的電磁波屏蔽複合塗料，其組分包括成膜樹脂、導電填料、偶聯劑和溶劑，其特徵在於導電填料為鍍Sn、Ni矽酸鈣鎂礦物晶須和鎳粉的混合，且各組分的重量百分含量為鍍Sn、Ni矽酸鈣鎂礦物晶須0.5～20％鎳粉25～70％環氧樹脂20～50％偶聯劑 0.2～15％溶劑20～70％
2. 根據權利要求1所述的一種含鍍Sn、Ni矽酸鈣鎂礦物晶須的電磁波屏蔽複合塗料，其特徵在於鍍Sn、Ni矽酸鈣鎂礦物晶須與鎳粉的總含量為30 70wt%。
3. 根據權利要求1或2所述的一種含鍍Sn、 Ni矽酸鈣鎂礦物晶須的電磁波屏蔽複合塗料，其特徵在於所述的鍍Sn、 Ni矽酸鈣鎂礦物晶須長徑比20 100，長度15 100 y m，直徑O. 2 2iim，其中含Sn 10 30wt%，Ni 2 10wt%。
4. 根據權利要求1或2所述的一種含鍍Sn、 Ni矽酸鈣鎂礦物晶須的電磁波屏蔽複合塗料，其特徵在於所述的鎳粉的粒徑為10nm lOym。
5. 根據權利要求1所述的一種含鍍Sn、Ni矽酸鈣鎂礦物晶須的電磁波屏蔽複合塗料，其特徵在於偶聯劑為矽烷、鈦酸酯、硬脂酸或鋁酸酯中的任一種。
6. 根據權利要求1所述的一種含鍍Sn、Ni矽酸鈣鎂礦物晶須的電磁波屏蔽複合塗料，其特徵在於溶劑為乙醇、丁醇、二丁酯、丙酮、甲苯中的任一種。
7. 按照權利要求1所述一種含鍍Sn、 Ni矽酸鈣鎂礦物晶須的電磁波屏蔽複合塗料的製備方法，其特徵在於工藝流程包括以下步驟(1) 根據塗料組成配料；(2) 複合屏蔽填料的表面處理將濃度為0. 2 15wt^偶聯劑溶液加入複合屏蔽填料30 70wt^中，用高速混料機研磨10 60分鐘，待分散均勻後，在溫度50 15(TC烘乾；(3) 塗料的配製將成膜樹脂與上述處理過的複合屏蔽填料、溶劑混合，在常溫下用研磨機研磨2 5次，過濾，加入適量溶劑調節塗料粘度至用塗4杯測得粘度20 50秒，即製得含鍍Sn、 Ni礦物晶須的寬頻段電磁波屏蔽複合塗料。
8. 按照權利要求7所述的製備方法，其特徵在於在頻率10kHz 1. 5GHz，其電磁波屏蔽效能達35 60dB。
全文摘要
一種含鍍Sn、Ni矽酸鈣鎂礦物晶須的電磁波屏蔽複合塗料及其製備方法，其組分包括成膜樹脂、導電填料、偶聯劑和溶劑，其特徵在於導電填料為鍍Sn、Ni矽酸鈣鎂礦物晶須和鎳粉的混合，且各組分的重量百分含量為鍍Sn、Ni矽酸鈣鎂礦物晶須0.5～20％，鎳粉25～70％，環氧樹脂20～50％，偶聯劑0.2～15％，溶劑20～70％。製備工藝流程包括鍍Sn、Ni矽酸鈣鎂礦物晶須和鎳粉的表面偶聯處理、塗料配製等。該塗料在10kHz～1.5GHz頻率範圍內，電磁波屏蔽效能35～60dB，具有抗電磁波幹擾、防電子信息洩漏和防電磁環境汙染的性能，可廣泛用於電子信息產品的電磁波屏蔽，建造電磁波屏蔽室和電子信息保密室等方面。
文檔編號C09D5/00GK101701124SQ20091021628
公開日2010年5月5日 申請日期2009年11月20日 優先權日2009年11月20日
發明者盧長壽, 孫傳敏, 林金輝, 王自友, 管登高, 陳善華, 龍劍平 申請人:成都理工大學