高效能電磁屏蔽複合塗料的製作方法
2023-05-05 21:25:41 1
專利名稱：高效能電磁屏蔽複合塗料的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於機械電子產品電磁屏蔽的高效能電磁屏蔽塗料。 隨著電子信息技術的迅猛發展，電子產品已越來越廣泛應用於軍事、工業和家庭 生活的各個領域，因此，武器裝備、工業機電設備和家用電器等都與電磁波息息相關。無論 是軍事或民用，電子信息的產生、傳遞、接收和處理，都要以電磁波為載體。 一方面，電磁波 作為信息傳播的重要載體，用途廣泛；另一方面，資訊時代電子電氣產品的廣泛應用形成了 複雜的電磁環境，從而帶來大量的負面效應，諸如電磁幹擾、電磁信息的安全性和電磁輻射 對人體健康帶來的危害等。因此，在大量開發電子產品的同時，也必須考慮對其進行電磁防 護的問題，而且，隨著現代武器裝備、工業和科學研究領域的電子設備精度和靈敏度不斷提 高，必須提高對外界電磁輻射進行有效的防護能力，以防止對精密電子設備的電磁幹擾。但 國內關於電磁屏蔽材料的研究及應用起步較晚，防電磁輻射技術與國外的差距較大，開發 品種少、屏蔽效果不理想，環境適應性差。 本發明的目的是提供一種用於電子或機電一體化產品的高效能電磁屏蔽複合塗 料，它使用簡單，成本低且有很強的電磁防護能力，滿足軍事、工業、科學和醫療設備輻射頻 段的屏蔽需要。 本電磁屏蔽複合塗料包含具有電磁波反射功能的表層塗料I和具有電磁波吸收 功能的底層塗料II ;所說的塗料I是由重量含量為67% 68%銀包銅粉、25% 28 %丙 烯酸樹脂、1. 3% 1. 4%鈦酸脂偶聯劑、0. 2% 0. 3%有機膨潤土和餘量二甲苯組成的混 合物，所說銀包銅粉中，銀的重量含量為18 22% ;所說的塗料II是由重量百分含量為 50 % 52 %鐵氧體粉、16 % 18 %羰基鐵粉、25 % 26 %丙烯酸樹脂、1. 6 % 1. 8 %鈦酸 脂偶聯劑和餘量二甲苯組成的混合物。鈦酸脂偶聯劑可提高粉體在樹脂中的分散程度。
本複合塗料用於電子設備電磁屏蔽的應用，按如下步驟 將電子設備的外殼或作為電子設備的外殼的基材板料表面清潔處理後，以刷塗或 噴塗的方式將底層塗料II塗覆於表面，使之形成厚度為150 200 ii m的底層塗層，晾乾、 充分固化後，再在該底層塗層上塗覆塗料I，使之形成厚度為150 200iim的表層塗層，晾 幹、充分固化，即形成電磁屏蔽複合塗層。 本發明採用塗料I和塗料II在基板表面形成複合結構的電磁屏障，由塗料I形成 的表面塗層是導電性良好的反射層，由塗料II形成的底層是可衰減電磁波的吸收層。當外 界電磁波傳播到表面反射層(即塗層I)時，因塗層I與空氣的阻抗差較大，大部分電磁波 將被反射；同時，由於電磁感應現象，在反射層的表面產生渦流效應，使部分電磁波通過渦 流損耗而衰減。剩餘電磁波則透過反射層進入吸收層(即塗層II)中，由於吸收層對電磁 波具有較強的磁損耗和電損耗，對該部分電磁波進行吸收並損耗，使電磁波進一步衰減。外
背景技術：
發明內容界電磁波經複合結構塗層後，電磁強度被大大削弱，因此對基體內部的影響很小，從而可實現高效能電磁屏蔽目的。 綜上述，本屏蔽塗料具有方便、輕量、不佔空間，與基材一體化等眾多優勢，本發明以反射型和吸收型屏蔽塗料相結合，吸收層塗料採用鐵氧體和羰基鐵為填料，使得塗層成本大大降低。由"高反射層+高吸收層"構成的電磁屏蔽層在寬頻範圍內具有很高的屏蔽效能，反射型塗料可阻擋外來電磁波的幹擾，吸收塗料可吸收多餘的電磁波，因此可在複雜電磁環境下得到最佳的電磁輻射防護，減少外界電磁波對自身設備的幹擾，也有效防止電磁輻射對周圍設備及人員的幹擾和傷害，確保其工作穩定可靠，並保障操作人員免遭因電磁輻射而造成的人身危害。適用於各類電子產品、裝置及系統，特別對於高精度的儀器、設備，最為理想。
圖1就由本複合塗料塗覆形成的電磁屏蔽複合板的剖面結構示意圖。 圖2(1)是用於塗層屏蔽效能測試的試樣基板的結構圖。 圖2(2)是圖2(1)的側視圖。 圖3是塗層的屏蔽效能曲線。 圖1中，l-反射層，2-吸收層，3-基板。
具體實施例方式
實施例1電磁屏蔽複合塗料的製備
原料來源 銀包銅粉(形狀片狀；粒度10 15 il m ;銀粉含量為19 21 % ):市售，上海旦
澤金屬粉末有限公司； 鐵氧體粉(91002型，形狀六角狀；粒度8 9iim);市售，成都電子科技大學；
羰基鐵粉(形狀球狀；粒度3. 5 4. 5 i！ m)，市售，江蘇天一超細金屬粉末有限公司； 鈦酸脂偶聯劑(D401型)市售，南京曙光化工廠； 丙烯酸樹脂(1020型)市售，上海高點化工有限公司； 二甲苯市售，南京寧試化工廠； 有機膨潤土 市售，南京瑤草科技有限公司。
(1)塗料I的製備 稱取680克銀包銅粉和250克丙烯酸樹脂，混合，加入14克鈦酸脂偶聯劑和3克
有機膨潤土，然後加入53克二甲苯進行稀釋，將混合物放入QM-3SP4型行星輪式球磨機中
球磨，球磨機的參數設定為球磨時間20min，轉速250r/min。球磨完成後，將塗料倒入標記
為I號的塗料桶中。 (2)塗料II的製備 稱取500克鐵氧體粉、170克羰基鐵粉和250克丙烯酸樹脂混合；加入18克鈦酸脂偶聯劑(D401)，用62克的二甲苯對混合物進行稀釋，最後放入QM-3SP4型行星輪式球磨機中，球磨混合。球磨機的參數設定為球磨時間30min，轉速250r/min。球磨完成後，倒入標記為II號的塗料桶中。 實施例2複合塗料用於塗覆 (1)基材板表面清潔處理 本例以環氧樹脂塑料作為基板，用砂紙對基板表面打磨，以增加表面粗糙度，去除 表面附著的油汙、汙漬等，然後用香蕉水對表面進行清洗、晾乾。
(2)刷塗II號屏蔽塗料 將環氧樹脂塑料基板水平固定好，然後將II號塗料倒入盛料杯中，用刷子刷塗三 遍，塗層厚度在150 200iim，然後置於陰涼處24小時，晾乾，充分固化，形成屏蔽吸收層。
(2)塗刷I號屏蔽塗料 在固化後的吸收層表面塗刷I號塗料，刷三遍，塗層厚度在150 200iim，再置於
陰涼處24小時，晾乾，充分固化，製成如圖1結構的高效能電磁屏蔽複合塗層板。 圖1表示複合電磁屏蔽材料的截面結構，基板3上表面複合有由塗料II塗覆形成
的吸收層2，在吸收層2上複合有由塗料I塗覆形成的的反射層。 實施例3塗層的屏蔽效能測試 圖2(1)和圖2(2)表示環氧樹脂塑料基板為設有中心孔的圓形板，板直徑115mm， 厚度為lmm，中心孔直徑12mm。 按實施例2的步驟在基板的一側用本發明塗料II和塗料I依次塗覆形成吸收層 和反射層，塗層總厚度350ym，然後採用電磁屏蔽法蘭同軸測試裝置(東南大學研製)測試 屏蔽效能。測試裝置主要工作性能為工作頻率30KHz 1. 5GHz，阻抗50 Q ，測試動態範圍 不小於100dB，測試結果如圖3所示。 圖3是塗層測試所得的屏蔽效能曲線，圖中橫坐標為頻率(單位Hz)，縱坐標為屏 蔽效能(單位dB)。圖3表明，在30KHz 1. 5GHz範圍內，塗層平均屏蔽效能為61. 9dB。 其中，在30KHz 700MHz頻率範圍內，塗層屏蔽效能達60dB 80dB ;在700MHz 1. 5GHz 範圍內，塗層屏蔽效能在50dB 60dB範圍內波動。
權利要求
高效能電磁屏蔽複合塗料，其特徵是包含具有電磁波反射功能的表層塗料I和具有電磁波吸收功能的底層塗料II；所說的塗料I是由重量含量為67％～68％銀包銅粉、25％～28％丙烯酸樹脂、1.3％～1.4％鈦酸脂偶聯劑、0.2％～0.3％有機膨潤土和餘量二甲苯組成的混合物，所說銀包銅粉中，銀的重量含量為18～22％；所說的塗料II是由重量百分含量為50％～52％鐵氧體粉、16％～18％羰基鐵粉、25％～26％丙烯酸樹脂、1.6％～1.8％鈦酸脂偶聯劑和餘量二甲苯組成的混合物。
2. 權利要求l的高效能電磁屏蔽複合塗料用於電子設備防幅射電磁屏蔽的應用，其特徵是按如下步驟將電子設備的外殼或作為電子設備的外殼的基材板料表面清潔處理後，以刷塗或噴塗的方式將底層塗料II塗覆於基材表面，使之形成厚度為150 200 ii m的底層塗層，晾乾、充分固化後，再在該底層塗層表面塗覆塗料I，使之形成厚度為150 200iim的表層塗層，晾乾、充分固化，即形成電磁屏蔽複合塗層。
全文摘要
本發明涉及一種高效能電磁屏蔽複合塗料，其特徵是包含具有電磁波反射功能的表層塗料I和具有電磁波吸收功能的底層塗料II；塗料I是由重量含量為67％～68％銀包銅粉、25％～28％丙烯酸樹脂、1.3％～1.4％鈦酸脂偶聯劑、0.2％～0.3％有機膨潤土和餘量二甲苯組成的混合物，銀包銅粉含銀量為18～22％；塗料II是由重量百分含量為50％～52％鐵氧體粉、16％～18％羰基鐵粉、25％～26％丙烯酸樹脂、1.6％～1.8％鈦酸脂偶聯劑和餘量二甲苯組成的混合物。在電子設備的外殼基板上先用塗料II塗刷成底層塗層，再用塗料I塗刷成表層塗層，即形成電磁屏蔽複合塗層。反射型塗料可阻擋外來電磁波的幹擾，吸收塗料可吸收多餘的電磁波，減少外界電磁波對電子設備的幹擾。
文檔編號C09D133/00GK101709191SQ20091023425
公開日2010年5月19日 申請日期2009年11月18日 優先權日2009年11月18日
發明者嚴駿, 儲偉俊, 徐婷, 王小龍, 蔣國良, 譚業發, 譚華 申請人:中國人民解放軍理工大學工程兵工程學院