專利名稱：一種含鍍錫鎳硅酸鈣鎂礦物晶須的電磁波屏蔽復(fù)合涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電磁波屏蔽材料領(lǐng)域，具體涉及一種含鍍Sn、 Ni硅酸鈣鎂礦物晶須的電磁波屏蔽復(fù)合涂料及其制備方法。
二背景技術(shù)：
隨著電子信息技術(shù)的迅速發(fā)展，電磁波輻射污染已經(jīng)成為當(dāng)今社會的一大公害，電磁輻射造成的電磁干擾、電磁信息泄密和電磁環(huán)境污染對經(jīng)濟建設(shè)、國防安全和社會生活帶來的影響越來越嚴(yán)重。電磁波屏蔽技術(shù)是治理電磁輻射污染的一種有效手段，而電磁波屏蔽材料是實現(xiàn)屏蔽的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，因此，電磁波屏蔽材料的研制和開發(fā)也越來越引起人們的重視。電磁波屏蔽涂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(lǐng)域研究和應(yīng)用的熱點。 電磁波屏蔽復(fù)合涂料之所以能夠?qū)﹄姶挪óa(chǎn)生屏蔽作用，是由于涂料固化后通過導(dǎo)電填料粒子之間的相互接觸形成一定的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)骨架的緣故，根據(jù)涂層中填料粒子的幾何堆積可知，粒子之間的相互聯(lián)接點越多，填料顆粒接觸的幾率越大，形成的三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)骨架越致密。 傳統(tǒng)屏蔽涂料常用的銀、銅等金屬填料由于成本過高，極大地限制了其市場推廣使用。由于化學(xué)鍍技術(shù)制備的鍍層均勻、牢固且成分易于控制，化學(xué)鍍已成為制備電磁波屏蔽復(fù)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 殼粒子的制備及其性能J.硅酸鹽學(xué)報，2008，36(3) :301 305基體上采用化學(xué)鍍Ag方法制備導(dǎo)電填料并將其用于電磁波屏蔽復(fù)合涂料。上述方法對改善填料粒子的導(dǎo)電性有一定作用，但由于受其粒子形狀的限制，涂料固化后形成的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)骨架難于進(jìn)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。由于受原料和生產(chǎn)成本的限制，晶須的價格普遍較高。硅酸鈣鎂晶須是以四川某地天然透閃石 透輝石礦物為原料，通過水熱生長法等制備而成的一種新型針狀結(jié)構(gòu)的硅酸鹽晶須材料孫傳敏.用天然礦物透閃石制備硅酸鈣鎂晶須J].成都理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2005，32(1) :65 71。由于原料來源廣泛，制備工藝與設(shè)備簡單，硅酸鈣鎂晶須的成本低廉，作為復(fù)合材料增強體的效果良好，但其導(dǎo)電性較差，在一定程度上影響了該晶須的使用范圍。在硅酸鈣鎂晶須表面用化學(xué)鍍Sn、Ni可改善其導(dǎo)電性。以鍍Sn、Ni硅酸鈣鎂晶須和鎳粉作為復(fù)合填料，以高分子為粘結(jié)劑，以專用稀釋劑調(diào)節(jié)涂料粘度，按照涂料制備的方法，可制備出一種含鍍Sn、Ni硅酸鈣鎂礦物晶須的電磁波屏蔽復(fù)合涂料。這對提高礦物材料的綜合利用水平和加強對電磁環(huán)境污染的綜合治理具有重要作用。 目前，關(guān)于硅酸鈣鎂礦物晶須已經(jīng)公開的專利有硅鈣鎂晶須的制備方法(專利號ZL200410081355. 4 ;授權(quán)號CN1327045C)。經(jīng)檢索，未發(fā)現(xiàn)將化學(xué)鍍方法制備的鍍Sn、Ni硅酸鈣鎂礦物晶須用于電磁波屏蔽復(fù)合涂料制備的專利申請或文獻(xiàn)報道。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的主要技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀，提供一種含鍍Sn、 Ni硅酸
鈣鎂礦物晶須的電磁波屏蔽復(fù)合涂料及其制備方法，主要是在涂料制備過程中引入微米級
針狀單晶體物質(zhì)-鍍Sn、 Ni硅酸鈣鎂晶須，一方面改善涂料固化后形成的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)骨架的
質(zhì)量，提高其導(dǎo)電性能，另一方面減少涂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(huán)境的二次污染。 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案 根據(jù)電磁波屏蔽理論，用導(dǎo)電的鍍Sn、 Ni硅酸鈣鎂礦物晶須和鎳粉的混合物代替 單一的鎳粉作為導(dǎo)電填料。本發(fā)明提供的一種含鍍Sn、Ni硅酸鈣鎂礦物晶須的電磁波屏蔽 復(fù)合涂料，其組分包括成膜樹脂、導(dǎo)電填料、偶聯(lián)劑和溶劑，各組分的重量百分含量為鍍Sn、 Ni硅酸鈣鎂礦物晶須0. 5 20%鎳粉25 70%環(huán)氧樹脂20 50%偶聯(lián)劑0. 2 15%溶劑20 70%鍍錫鎳硅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(lián)劑為硅烷、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。
上述涂料的制備工藝流程如下 1、以重量百分含量計，涂料組成的配方 鍍Sn、 Ni硅酸鈣鎂礦物晶須 0. 5 20 % 鎳粉 25 70% 環(huán)氧樹脂 20 50% 偶聯(lián)劑 0. 2 15% 溶劑 20 70% 2、復(fù)合屏蔽填料的表面處理 將濃度為0. 2 15wt^偶聯(lián)劑溶液加入復(fù)合屏蔽填料30 70wt^中，用高速混 料機攪拌、分散10 60分鐘，然后烘干，烘干得溫度為50 150°C。
3、涂料制備 涂料配制的原料為成膜樹脂、經(jīng)處理后的復(fù)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，充分分散后過濾，加入適量溶劑調(diào)節(jié)涂料粘度至用涂4杯測 得粘度20 50秒，即制得含導(dǎo)電礦物晶須的寬頻段電磁波屏蔽復(fù)合涂料。
上述方法制備的電磁波屏蔽復(fù)合涂料，采用冷噴涂設(shè)備噴涂或刷涂設(shè)備刷涂，在 常溫下干燥和固化。在頻率10kHz 1. 5GHz，其電磁波屏蔽效能達(dá)35 60dB，它具有抗電 磁波干擾、防電子信息泄漏和防電磁環(huán)境污染的性能，可廣泛用于電子信息產(chǎn)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(fā)明具有如下特點
1、所提供的涂料在寬頻區(qū)域?qū)﹄姶挪ㄓ辛己玫钠帘巫饔茫陔姶挪l率為 10kHz 1. 5GHz范圍內(nèi)，其電磁波屏蔽效能可達(dá)35 60dB。 2、與常用電磁波屏蔽涂料(如鎳基電磁波屏蔽涂料等)相比，每平方米電磁波屏 蔽涂層的價格可降低10 30%。 3 、涂料的配制、施工、干燥和固化均在常溫下進(jìn)行，節(jié)約能源，使用方便。 4、涂料的制備方法簡單、易于操作，完全使用常規(guī)設(shè)備，投資不大，風(fēng)險較小，便于推廣。
具體實施例方式
下面通過實施例對本發(fā)明進(jìn)行具體描述，有必要在此指出的是本實施例只用于對 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員，可 以根據(jù)上述發(fā)明的內(nèi)容作出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。
實施例1 將配制好的濃度為9wt%的硅烷溶液加入含Sn20wt% 、Ni4wt% ，長徑比20 100， 長度15 100 ii m，直徑0. 2 2 ii m的鍍Sn、Ni硅酸鈣鎂晶須和平均粒徑為8 y m鎳粉中， 其復(fù)合屏蔽填料的配比為鍍Sn、 Ni硅酸鈣鎂晶須鎳粉=8wt% : 40wt^，用高速混料 機攪拌、分散40分鐘，然后烘干，烘干溫度為12(TC。將25wt^的環(huán)氧樹脂與上述表面處 理過的復(fù)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(diào) 節(jié)涂料粘度至用涂4杯測得粘度20 50秒，獲得電磁波屏蔽復(fù)合涂料。所制備的涂料在 10kHz 1. 5GHz頻率范圍內(nèi)，其電磁波屏蔽效能可達(dá)35dB 60dB。
實施例2 將配制好的濃度為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硅酸鈣鎂晶須和平均粒徑為7 y m鎳 粉中，其復(fù)合屏蔽填料的配比為鍍Sn、Ni硅酸鈣鎂晶須鎳粉中=9wt% : 44wt^，用高 速混料機攪拌、分散40分鐘，然后烘干，烘干溫度為ll(TC。將20wt^環(huán)氧樹脂與上述表面 處理過的復(fù)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(diào)節(jié)涂料粘度至用涂4杯測得粘度20 50秒，獲得電磁波屏蔽復(fù)合涂料。所制備的涂料 在10kHz 1. 5GHz頻率范圍內(nèi)，其電磁波屏蔽效能可達(dá)35 60dB。
實施例3 將配制好的濃度為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硅酸鈣鎂晶須和平均粒徑為6 y m鎳 粉中，其復(fù)合屏蔽填料的配比為鍍Sn、Ni硅酸鈣鎂晶須鎳粉中=6wt% : 45wt^，用高 速混料機攪拌、分散40分鐘，然后烘干，烘干溫度為ll(TC。將30wt^環(huán)氧樹脂與上述表面 處理過的復(fù)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(diào)節(jié)涂料粘度至用涂4杯測得粘度20 50秒，獲得電磁波屏蔽復(fù)合涂料。所制備的涂 料在10kHz 1. 5GHz頻率范圍內(nèi)，其電磁波屏蔽效能可達(dá)35 60dB。
權(quán)利要求
一種含鍍Sn、Ni硅酸鈣鎂礦物晶須的電磁波屏蔽復(fù)合涂料，其組分包括成膜樹脂、導(dǎo)電填料、偶聯(lián)劑和溶劑，其特征在于導(dǎo)電填料為鍍Sn、Ni硅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硅酸鈣鎂礦物晶須0.5～20％鎳粉25～70％環(huán)氧樹脂20～50％偶聯(lián)劑 0.2～15％溶劑20～70％
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含鍍Sn、Ni硅酸鈣鎂礦物晶須的電磁波屏蔽復(fù)合涂料，其特征在于鍍Sn、Ni硅酸鈣鎂礦物晶須與鎳粉的總含量為30 70wt%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種含鍍Sn、 Ni硅酸鈣鎂礦物晶須的電磁波屏蔽復(fù)合涂料，其特征在于所述的鍍Sn、 Ni硅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(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種含鍍Sn、 Ni硅酸鈣鎂礦物晶須的電磁波屏蔽復(fù)合涂料，其特征在于所述的鎳粉的粒徑為10nm lOym。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含鍍Sn、Ni硅酸鈣鎂礦物晶須的電磁波屏蔽復(fù)合涂料，其特征在于偶聯(lián)劑為硅烷、鈦酸酯、硬脂酸或鋁酸酯中的任一種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含鍍Sn、Ni硅酸鈣鎂礦物晶須的電磁波屏蔽復(fù)合涂料，其特征在于溶劑為乙醇、丁醇、二丁酯、丙酮、甲苯中的任一種。
7. 按照權(quán)利要求1所述一種含鍍Sn、 Ni硅酸鈣鎂礦物晶須的電磁波屏蔽復(fù)合涂料的制備方法，其特征在于工藝流程包括以下步驟(1) 根據(jù)涂料組成配料；(2) 復(fù)合屏蔽填料的表面處理將濃度為0. 2 15wt^偶聯(lián)劑溶液加入復(fù)合屏蔽填料30 70wt^中，用高速混料機研磨10 60分鐘，待分散均勻后，在溫度50 15(TC烘干；(3) 涂料的配制將成膜樹脂與上述處理過的復(fù)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(diào)節(jié)涂料粘度至用涂4杯測得粘度20 50秒，即制得含鍍Sn、 Ni礦物晶須的寬頻段電磁波屏蔽復(fù)合涂料。
8. 按照權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于在頻率10kHz 1. 5GHz，其電磁波屏蔽效能達(dá)35 60dB。
全文摘要
一種含鍍Sn、Ni硅酸鈣鎂礦物晶須的電磁波屏蔽復(fù)合涂料及其制備方法，其組分包括成膜樹脂、導(dǎo)電填料、偶聯(lián)劑和溶劑，其特征在于導(dǎo)電填料為鍍Sn、Ni硅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硅酸鈣鎂礦物晶須0.5～20％，鎳粉25～70％，環(huán)氧樹脂20～50％，偶聯(lián)劑0.2～15％，溶劑20～70％。制備工藝流程包括鍍Sn、Ni硅酸鈣鎂礦物晶須和鎳粉的表面偶聯(lián)處理、涂料配制等。該涂料在10kHz～1.5GHz頻率范圍內(nèi)，電磁波屏蔽效能35～60dB，具有抗電磁波干擾、防電子信息泄漏和防電磁環(huán)境污染的性能，可廣泛用于電子信息產(chǎn)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(yōu)先權(quán)日2009年11月20日
發(fā)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(xué)