一種電磁波屏蔽塗料及其製備方法
2023-06-20 16:22:31
一種電磁波屏蔽塗料及其製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬於電磁波屏蔽塗料領域，具體設及一種屏蔽性能優異、適用範圍廣的復 合樹脂型電磁波屏蔽塗料及其製備方法。
【背景技術】
[0002] 目前，電磁波屏蔽塗料的研製與開發越來越受到人們的重視，其中儀系塗料價格 便宜，穩定性較高得到廣泛應用，如中國專利化97107514公開了一種電磁波屏蔽塗料的原 料混合物及其製備方法。它是將微米級儀粉、成膜樹脂、偶聯劑充分混合，然後加入導電纖 維繼續混合，混合均勻製成塗料。其使用傳統的鐵酸醋和矽烷系列偶聯劑作為導電填料的 處理劑，導電填料最終用量達到70% (重量百分比），過多的導電填料不僅增加成本而且造 成塗料的塗覆性較差，後期附著力不夠，因此如何降低導電填料的用量，保證電磁屏蔽性能 來提高其附著力W及減少有機溶劑的使用是一個研究的熱點。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的在於針對導電填料用量過多、成本高、塗覆性差的技術現狀，提供一 種電磁波屏蔽塗料及其製備方法。
[0004] 為了實現上述目的，本發明提出了一種電磁波屏蔽塗料，W成膜樹脂重量為100 份計，包含：成膜樹脂100份，儀粉60~120份，穩定劑9~15份，分散劑0. 6~1. 3份，溶 劑45~100份，所述穩定劑為聚二甲基矽氧烷-b-聚甲基丙締酸甲醋。 陽0化]所述的電磁波屏蔽塗料，其中，所述成膜樹脂為丙締酸樹脂。
[0006] 所述的電磁波屏蔽塗料，其中，所述儀粉為微米級儀粉。
[0007] 所述的電磁波屏蔽塗料，其中，所述儀粉的直徑為1~10 ym。
[000引所述的電磁波屏蔽塗料，其中，所述儀粉的直徑為2~5 ym。
[0009] 所述的電磁波屏蔽塗料，其中，所述儀粉加入量為70~110份。
[0010] 所述的電磁波屏蔽塗料，其中，所述穩定劑的加入量為9. 5~12份。
[0011] 所述的電磁波屏蔽塗料，其中，所述分散劑加入量為0. 7~1. 1份。
[0012] 所述的電磁波屏蔽塗料，其中，所述分散劑至少選用有機膨潤±和二氧化娃中的 一種。
[0013] 所述的電磁波屏蔽塗料，其中，所述溶劑為四氯化碳、乙酸乙醋、乙酸甲醋、乙酸下 醋、丙酬、甲乙酬、乙醇中的一種。
[0014] 為了實現上述目的，本發明提出了一種電磁波屏蔽塗料的製備方法，包括：
[0015] 1)將聚二甲基矽氧烷-b-聚甲基丙締酸甲醋與溶劑混合，充分攬拌均勻得到聚二 甲基矽氧烷-b-聚甲基丙締酸甲醋溶液；
[0016] 2)將分散劑和儀粉加入聚二甲基矽氧烷-b-聚甲基丙締酸甲醋溶液中攬拌分散 均勻；
[0017] 3)將成膜樹脂加入上步所得溶液中，充分攬拌分散，製成所述電磁波屏蔽塗料。
[0018] 本發明在塗料製備過程中使用聚二甲基矽氧烷-b-聚甲基丙締酸甲醋作為穩定 劑改性填料，聚甲基丙締酸甲醋中的幾基氧對於金屬離子有很好的絡合能力，其跟丙締酸 樹脂又有很好的相容性，因此填料經聚二甲基矽氧烷-b-聚甲基丙締酸甲醋改性後，不需 再額外使用偶聯劑，可直接加入到基體樹脂中，有效避免金屬離子在樹脂基體中由於團聚 造成材料塗覆性能、機械性能差的缺點，使製備的電磁波屏蔽塗料不僅具有較優的電磁屏 蔽性能、附著力。同時有機娃材料擁有很低的表面能，具有很好的疏水、耐巧汙性能，而且該 類材料中Si-O鍵能高，內旋轉能壘低，使其具有優異的耐高低溫、生理與化學惰性。所W經 聚二甲基矽氧烷-b-聚甲基丙締酸甲醋改性填料製備的塗料具有一定的防汙性能。
[0019] 用上述方法製備的塗料，使用時採用常規冷噴塗設備噴塗或者採用刷塗，在室溫 下乾燥和固化。
[0020] 本發明具有W下優點：
[0021] 1、所提供的塗料對包括聚締控在內的各種塑料板材及金屬板材均有很好的附著 強度。
[0022] 2、由此塗料製得的塗層對電磁波具有很好的屏蔽性能。
[0023] 3、乾燥和固化在室溫下進行，節約能源使用方便。
[0024] 4、塗料的製備方法簡單、易於操作、完全使用常規設備，性價比高，便於推廣。
【具體實施方式】
[00巧]W下結合具體實施例對本發明進行詳細描述，但不作為對本發明的限定。
[0026]
[0027] 本發明提供的電磁波屏蔽塗料，W成膜樹脂重量為100份計，包含：
[00測成膜樹脂100份
[0029] 儀粉60~120份，優選為70~110份
[0030] 穩定劑9~15份，優選為9. 5~12份
[0031] 分散劑0. 6~1. 3份，優選為0. 7~1. 1份
[0032] 溶劑45~100份，優選為50~90份
[0033] 所述的穩定劑為聚二甲基矽氧烷-b-聚甲基丙締酸甲醋。
[0034] 所述的成膜樹脂選用丙締酸樹脂。
[0035] 所述的儀粉最好為微米級儀粉，直徑為1~10 y m，優選為2~5 y m。
[0036] 本發明中儀粉在100份成膜樹脂中加入60~120份，最好加入70~110份，超過 運一含量則會導致塗層的機械性能下降，塗層易產生開裂、脫落等則達不到所要求的屏蔽 性能；而低於運一含量則會導致塗層的機械性能下降。
[0037] 穩定劑和分散劑量過少不能使儀粉在體系中充分分散，量過多則會使塗層的屏蔽 性能下降。
[0038] 所述的分散劑至少選用有機膨潤±和二氧化娃中的一種。
[0039] 所述的溶劑為四氯化碳、乙酸乙醋、乙酸甲醋、乙酸下醋、丙酬、甲乙酬、乙醇中的 一種。 W40] 本發明所述的穩定劑為聚二甲基矽氧烷-b-聚甲基丙締酸甲醋（PDMS-b-PMMA)， 其特徵化學結構式如下：
[0041 ]
陽0創其中，n為徑基封端的聚二甲基矽氧烷（PDMS-OH)的聚合度，取值4-1000, m為聚 甲基丙締酸甲醋（PMMA)的聚合度，取值2000-20000。
[0043] 本發明所述塗料的製備工藝流程如下： W44] 1)將聚二甲基矽氧烷-b-聚甲基丙締酸甲醋與溶劑混合，充分攬拌均勻得到聚二 甲基矽氧烷-b-聚甲基丙締酸甲醋溶液；2)將分散劑和儀粉加入聚二甲基矽氧烷-b-聚甲 基丙締酸甲醋溶液中攬拌分散均勻；3)將成膜樹脂加入上步所得溶液中，充分攬拌分散， 製成塗料。
[0045] W下結合實施例對本發明作進一步詳細描述。
[0046] 原料來源：
[0047] 儀粉：甘肅金川集團有限公司； W48] 丙締酸樹脂，杭州得尚化工有限公司；
[0049] 有機膨潤± (塗料用），濰坊振興膨潤±廠；
[0050] 二氧化娃，山東金能科技有限公司；
[0051] 聚二甲基矽氧烷-b-聚甲基丙締酸甲醋，浙江大學。
[0052] 附著力測試：按GB/T 9286-88 (色漆和清漆漆膜的劃格實驗）對電磁波屏蔽塗料 在各類板材上的附著力進行測定。
[0053] 體積電阻率測試：電磁波屏蔽塗層的體積電阻率的測量參照電線電纜等的電阻率 測試方法進行（GB3048. 3-83)。
[0054] 電磁屏蔽性能計算： 陽化5] 根據電磁波屏蔽的基本原理可對製得的電磁波屏蔽塗層的屏蔽性能進行了理論 計算，計算公式如下。
[0056] SE (地）=反射損耗（R) +吸收損耗（A) +內部損耗度）
[0057] = 50+101og (1/ P vf) +1. 7t (f/ P V) 1/2
[005引 Pv:樣品的電阻率（Q -cm) ;f :電磁波的頻率化z) ;t:樣品的厚度（cm)。
[0059] 其中，對於導體屏蔽材料起關鍵作用的是反射損耗，B值因過小可W忽略不計。 W60] 實施例中所述的"份"均是指重量份。 陽OW] 實施例1 :
[0062] 1)將聚二甲基矽氧烷-b-聚甲基丙締酸甲醋9. 5份與50份乙酸乙醋混合，充分攬 拌均勻得到聚二甲基矽氧烷-b-聚甲基丙締酸甲醋溶液；2)將0. 7份有機膨潤±和70份粒 徑為5 ym的儀粉加入聚二甲基矽氧烷-b-聚甲基丙締酸甲醋溶液中攬拌分散均勻；3)將 成膜樹脂加入上步所得溶液中，充分攬拌分散，製成塗料。
[0063] 經相應體積電阻率和屏蔽性能的計算分析，在IMHz~1000 MHz範圍內，電磁屏蔽 性能在塗層厚度200 ym時可W達到52地。附著力按GB/T 9286-1998測試可達1級。
[0064] 對比例I :
[0065] 1)將成膜樹脂加入到50份乙酸乙醋中充分攬拌均勻得到成膜樹脂溶液；2)將 0. 7份有機膨潤±和70份粒徑為5 y m的儀粉加入到上述溶液中，充分攬拌分散，製成塗料。
[0066] 經相應體積電阻率和屏蔽性能的計算分析，在IMHz~1000 MHz範圍內，電磁屏蔽 性能在塗層厚度200 ym時可W達到40地。附著力按GB/T 9286-1998測試可達1級。 W67] 實施例2 : W側 1)將聚二甲基矽氧烷-b-聚甲基丙締酸甲醋10份與70份乙酸下醋混合，充分攬 拌均勻得到聚二甲基矽氧烷-b-聚甲基丙締酸甲醋溶液；2)將1. 0份二氧化娃和90份粒 徑為3 ym的儀粉加入聚二甲基矽氧烷-b-聚甲基丙締酸甲醋溶液中攬拌分散均勻；3)將 成膜樹脂加入上步所得溶液中，充分攬拌分散，製成塗料。 W例經相應體積電阻率和屏蔽性能的計算分析，在IMHz~1000 MHz範圍內，電磁屏蔽 性能在塗層厚度200 ym時可W達到56地。附著力按GB/T 9286-1998測試可達1級。 W70] 對比例2 :
[0071] 1)將成膜樹脂加入到70份乙酸下醋中充分攬拌均勻得到成膜樹脂溶液；2)將 1. 0份二氧化娃和90份粒徑為3 y m的儀粉加入到上述溶液中，充分攬拌分散，製成塗料。
[0072] 經相應體積電阻率和屏蔽性能的計算分析，在IMHz~1000 MHz範圍內，電磁屏蔽 性能在塗層厚度200 y m時可W達到42地。附著力按GB/T 9286-1998測試為2級。 陽〇7引 實施例3 :
[0074] 1)將聚二甲基矽氧烷-b-聚甲基丙締酸甲醋10. 5份與80份丙酬混合，充分攬拌 均勻得到聚二甲基矽氧烷-b-聚甲基丙締酸甲醋溶液；2)將1. 1份有機膨潤±和110份粒 徑為2 ym的儀粉加入聚二甲基矽氧烷-b-聚甲基丙締酸甲醋溶液中攬拌分散均勻；3)將 成膜樹脂加入上步所得溶液中，充分攬拌分散，製成塗料。
[0075] 經相應體積電阻率和屏蔽性能的計算分析，在IMHz~1000 MHz範圍內，電磁屏蔽 性能在塗層厚度200 ym時可W達到60地。附著力按GB/T 9286-1998測試可達1級。
[0076] 對比例3 :
[0077] 1)將成膜樹脂加入到80份丙酬中充分攬拌均勻得到成膜樹脂溶液；2)將1. 1份 有機膨潤±和110份粒徑為2 ym的儀粉加入到上述溶液中，充分攬拌分散，製成塗料。 陽07引經相應體積電阻率和屏蔽性能的計算分析，在IMHz~1000 MHz範圍內，電磁屏蔽 性能在塗層厚度200 y m時可W達到46地。附著力按GB/T 9286-1998測試為2級。
[0079] 實施例4 :
[0080] 1)將聚二甲基矽氧烷-b-聚甲基丙締酸甲醋9. 5份與60份四氯化碳混合，充分攬 拌均勻得到聚二甲基矽氧烷-b-聚甲基丙締酸甲醋溶液；2)將0. 7份有機膨潤±和70份粒 徑為5 ym的儀粉加入聚二甲基矽氧烷-b-聚甲基丙締酸甲醋溶液中攬拌分散均勻；3)將 成膜樹脂加入上步所得溶液中，充分攬拌分散，製成塗料。
[0081] 經相應體積電阻率和屏蔽性能的計算分析，在IMHz~1000 MHz範圍內，電磁屏蔽 性能在塗層厚度200 ym時可W達到52地。附著力按GB/T 9286-1998測試可達1級。 W82] 對比例4 :
[0083] 1)將鐵酸醋偶聯劑1. 5份加入到60份四氯化碳中充分攬拌均勻得到鐵酸醋偶聯 劑溶液；2)將0. 7份有機膨潤±和70份粒徑為5 ym的儀粉加入到上述溶液中，攬拌分散 均勻，3)將成膜樹脂加入上步所得溶液中，充分攬拌分散，製成塗料。
[0084] 經相應體積電阻率和屏蔽性能的計算分析，在IMHz~1000 MHz範圍內，電磁屏蔽 性能在塗層厚度200 ym時可W達到45地。附著力按GB/T 9286-1998測試可達1級。 陽0財 實施例5 :
[0086] 1)將聚二甲基矽氧烷-b-聚甲基丙締酸甲醋10份與70份乙醇混合，充分攬拌均 勻得到聚二甲基矽氧烷-b-聚甲基丙締酸甲醋溶液；2)將1. 0份二氧化娃和90份粒徑為 3 ym的儀粉加入聚二甲基矽氧烷-b-聚甲基丙締酸甲醋溶液中攬拌分散均勻；3)將成膜樹 脂加入上步所得溶液中，充分攬拌分散，製成塗料。
[0087] 經相應體積電阻率和屏蔽性能的計算分析，在IMHz~1000 MHz範圍內，電磁屏蔽 性能在塗層厚度200 ym時可W達到56地。附著力按GB/T 9286-1998測試可達1級。 W88] 對比例5 :
[0089] 1)將1. 5份矽烷偶聯劑加入到70份乙醇中充分攬拌均勻得到成膜樹脂溶液；2) 將1. 0份二氧化娃和90份粒徑為3 y m的儀粉加入到上述溶液中，攬拌分散均勻，3)將成膜 樹脂加入上步所得溶液中，充分攬拌分散，製成塗料。
[0090] 經相應體積電阻率和屏蔽性能的計算分析，在IMHz~1000 MHz範圍內，電磁屏蔽 性能在塗層厚度200 ym時可W達到48地。附著力按GB/T 9286-1998測試為1級。 陽0川實施例6:
[0092] 1)將聚二甲基矽氧烷-b-聚甲基丙締酸甲醋11份與90份乙酸下醋混合，充分攬 拌均勻得到聚二甲基矽氧烷-b-聚甲基丙締酸甲醋溶液；2)將1. 1份有機膨潤±和110份 粒徑為2 ym的儀粉加入聚二甲基矽氧烷-b-聚甲基丙締酸甲醋溶液中攬拌分散均勻；3) 將成膜樹脂加入上步所得溶液中，充分攬拌分散，製成塗料。
[0093] 經相應體積電阻率和屏蔽性能的計算分析，在IMHz~1000 MHz範圍內，電磁屏蔽 性能在塗層厚度200 ym時可W達到60地。附著力按GB/T 9286-1998測試可達1級。
[0094] 對比例6 :
[0095] 1)將1. 2份矽烷偶聯劑加入到90份乙醇中充分攬拌均勻得到成膜樹脂溶液；2) 將1. 1份有機膨潤±和90份粒徑為2 y m的儀粉加入到上述溶液中，攬拌分散均勻，3)將成 膜樹脂加入上步所得溶液中，充分攬拌分散，製成塗料。
[0096] 經相應體積電阻率和屏蔽性能的計算分析，在IMHz~1000 MHz範圍內，電磁屏蔽 性能在塗層厚度200 ym時可W達到51地。附著力按GB/T 9286-1998測試為2級。
[0097] 當然，本發明還可有其它多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情況下，熟 悉本領域的技術人員當可根據本發明做出各種相應的改變和變形，但運些相應的改變和變 形都應屬於本發明所附的權利要求的保護範圍。
【主權項】
1. 一種電磁波屏蔽塗料，其特徵在於，以成膜樹脂重量為100份計，包含：成膜樹脂100 份，鎳粉60~120份，穩定劑9~15份，分散劑0. 6~1. 3份，溶劑45~100份，所述穩定 劑為聚二甲基矽氧烷-b-聚甲基丙烯酸甲酯。2. 根據權利要求1所述的電磁波屏蔽塗料，其特徵在於，所述成膜樹脂為丙烯酸樹脂。3. 根據權利要求1所述的電磁波屏蔽塗料，其特徵在於，所述鎳粉為微米級鎳粉。4. 根據權利要求1所述的電磁波屏蔽塗料，其特徵在於，所述鎳粉的直徑為1~ 10 μ m〇5. 根據權利要求1所述的電磁波屏蔽塗料，其特徵在於，所述鎳粉的直徑為2~5 μ m。6. 根據權利要求1所述的電磁波屏蔽塗料，其特徵在於，所述鎳粉加入量為70~110 份。7. 根據權利要求1所述的電磁波屏蔽塗料，其特徵在於，所述穩定劑的加入量為9. 5~ 12份。8. 根據權利要求1所述的電磁波屏蔽塗料，其特徵在於，所述分散劑加入量為0. 7~ 1. 1 份。9. 根據權利要求1所述的電磁波屏蔽塗料，其特徵在於，所述分散劑至少選用有機膨 潤土和二氧化矽中的一種。10. 根據權利要求1所述的電磁波屏蔽塗料，其特徵在於，所述溶劑為四氯化碳、乙酸 乙酯、乙酸甲酯、乙酸丁酯、丙酮、甲乙酮、乙醇中的一種。11. 一種電磁波屏蔽塗料的製備方法，其特徵在於，包括： 1) 將聚二甲基矽氧烷-b-聚甲基丙烯酸甲酯與溶劑混合，充分攪拌均勻得到聚二甲基 矽氧烷-b-聚甲基丙烯酸甲酯溶液； 2) 將分散劑和鎳粉加入聚二甲基矽氧烷-b-聚甲基丙烯酸甲酯溶液中攪拌分散均勻； 3) 將成膜樹脂加入上步所得溶液中，充分攪拌分散，製成所述電磁波屏蔽塗料。
【專利摘要】本發明公開了一種電磁波屏蔽塗料及其製備方法，其特徵在於，該電磁波屏蔽塗料以成膜樹脂重量為100份計，包含：成膜樹脂100份，鎳粉60～120份，穩定劑9～15份，分散劑0.6～1.3份，溶劑45～100份，所述穩定劑為聚二甲基矽氧烷-b-聚甲基丙烯酸甲酯。本發明改善了對導電填料用量過多、成本高、塗覆性差的技術現狀。
【IPC分類】C09D5/00, C09D7/12, C09D133/00
【公開號】CN105713463
【申請號】CN201410742942
【發明人】陳旭, 劉小燕, 張長軍, 朱博超, 竺棟榮, 吳冬, 慕雪梅, 許雲波, 張慶國, 邢趙中
【申請人】中國石油天然氣股份有限公司