專利名稱：含鍍鎳銅硅酸鈣鎂晶須的電磁波屏蔽涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電磁波屏蔽材料領(lǐng)域，具體涉及一種含鍍鎳銅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，自然環(huán)境中的電磁波能量密度越來(lái)越大，頻譜越來(lái)越密，電磁環(huán)境污染越來(lái)越嚴(yán)重。電磁輻射對(duì)公眾的身體健康有潛在的、長(zhǎng)期的影響；對(duì)家用電器、醫(yī)療設(shè)備、軍用設(shè)施等，都有很強(qiáng)的干擾，甚至?xí)斐蔀?zāi)難性的后果。電磁波輻射污染已經(jīng)成為當(dāng)今社會(huì)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(duì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國(guó)防安全和社會(huì)生活帶來(lái)的影響越來(lái)越嚴(yán)重。不僅電磁環(huán)境質(zhì)量持續(xù)惡化，電磁環(huán)境污染的事故和民事糾紛也大幅度增多。然面，較之大氣、水、噪聲、固體廢棄物、放射性等污染要素的防治來(lái)說(shuō)，目前我國(guó)電磁環(huán)境污染要素的防治是相當(dāng)薄弱的。電磁環(huán)境污染的防治法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的制定亟待加強(qiáng)；監(jiān)測(cè)儀器配備、人才隊(duì)伍建設(shè)和電磁輻射防治技術(shù)水平都有待提高；統(tǒng)籌管理和監(jiān)督需加強(qiáng)，立法工作需完善。 電磁能污染是能量流污染，看不見，摸不著，卻充滿了整個(gè)空間，且穿透力極強(qiáng)，防治難度較大，任何生物或設(shè)備，都處在它的包圍之中，受到它的作用，除非作一定屏蔽防護(hù)。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(shí)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(lái)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(jià)比而成為電磁波屏蔽材料領(lǐng)域研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)。 傳統(tǒng)屏蔽涂料常用的金、銀、銅等金屬填料由于成本過(guò)高，極大地限制了其市場(chǎng)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(guó)，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(bào)，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(duì)改善填料粒子的導(dǎo)電性有一定作用，但其成本較高，而且，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。 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(guò)水熱生長(zhǎng)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(bào)(自然科學(xué)版)，2005,32(1) :65 71。由于硅酸鈣鎂晶須的直徑小，長(zhǎng)徑比大，原子高度有序，所以硅酸鈣鎂晶須具有高的強(qiáng)度、彈性模量和硬度以及良好的耐高溫性能和耐腐蝕性能。由于原料來(lái)源廣泛，制備工藝與設(shè)備簡(jiǎn)單，硅酸鈣鎂晶須的成本低廉，作為復(fù)合材料增強(qiáng)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。用化學(xué)鍍鎳銅技術(shù)和方法制備鍍鎳銅硅酸鈣鎂晶須表面可較好改善其導(dǎo)電性。以鍍鎳銅硅酸鈣鎂礦物晶須和鎳粉作為復(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，可制備出一種含鍍鎳銅硅酸鈣鎂礦物晶須的電磁波屏蔽復(fù)合涂料。含鍍鎳銅硅酸鈣鎂礦物晶須的電磁波屏蔽復(fù)合涂料之所以能夠?qū)﹄姶挪óa(chǎn)生屏蔽作用，是由于鍍鎳銅硅酸鈣鎂礦物晶須與鎳粉的復(fù)合加入后，鍍鎳銅硅酸鈣鎂礦物晶須與鎳粉粒子之間的相互聯(lián)接點(diǎn)增多，填料顆粒接觸的幾率增大，形成的三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)骨架致密度得到提高，增強(qiáng)了屏蔽涂層對(duì)電磁波的反射損耗、吸收損耗和多種反射損耗效應(yīng)，因此，能夠較大幅度地衰減電磁波，達(dá)到良好的電磁屏蔽效果。 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(hào)ZL200410081355. 4 ;授權(quán)號(hào)CN1327045C)。經(jīng)檢索，未發(fā)現(xiàn)將化學(xué)鍍方法制備的鍍鎳銅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(qǐng)或文獻(xiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的主要技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀，提供一種含鍍鎳銅硅酸鈣
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(guò)程中引入微米級(jí)針狀單晶體物質(zhì)-鍍鎳銅硅酸鈣鎂礦物晶須，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(duì)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(duì)電磁環(huán)境的二次污染。 為解決上述技術(shù)問(wèn)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)電的鍍鎳銅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)明提供的一種含鍍鎳銅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鎳銅硅酸鈣鎂礦物晶須 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%鍍鎳銅硅酸鈣鎂礦物晶須長(zhǎng)徑比20 100，長(zhǎng)度15 lOOiim，直徑O. 2 2 ii m，
含Ni 5 30wt%， Cu 0. 1 10wt% ;鎳粉為10nm 10 y m粒徑的鎳粉；鍍鎳銅硅酸f丐鎂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(jì)，涂料組成的配方
鍍鎳銅硅酸鈣鎂礦物晶須 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(jī)攪拌、分散10 60分鐘，然后烘干，烘干得溫度為50 120°C。
3、涂料制備
4
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(jī)研磨2 5次，充分分散后過(guò)濾，加入適量溶劑調(diào)節(jié)涂料粘度至用涂4杯測(cè)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(diǎn) 1、所提供的涂料在寬頻區(qū)域?qū)﹄姶挪ㄓ辛己玫钠帘巫饔?，在電磁波頻率為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(jià)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(jiǎn)單、易于操作，完全使用常規(guī)設(shè)備，投資不大，風(fēng)險(xiǎn)較小，便于推廣。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體描述，有必要在此指出的是本實(shí)施例只用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，不能理解為對(duì)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(shí)施例1 將配制好的濃度為7wt^的硅烷溶液加入含Ni 25wt%、Cu 4wt^，長(zhǎng)徑比20 100，長(zhǎng)度15 100 ii m，直徑0. 2 2 ii m的鍍鎳銅硅酸鈣鎂礦物晶須和平均粒徑為2. 5 y m鎳粉中，其復(fù)合屏蔽填料的配比為鍍鎳銅硅酸鈣鎂礦物晶須鎳粉=5wt% : 60wt^，用高速混料機(jī)攪拌、分散40分鐘，然后烘干，烘干溫度為IO(TC。將25wt^的環(huán)氧樹脂與上述表面處理過(guò)的復(fù)合屏蔽填料和丁醇混合，在常溫下用研磨機(jī)研磨2 5次，過(guò)濾、加入適量溶劑調(diào)節(jié)涂料粘度至用涂4杯測(cè)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(shí)施例2 將配制好的濃度為8wt^的鋁酸酯溶液加入含Ni 20wt%、Cu 8wt^，長(zhǎng)徑比20 100，長(zhǎng)度15 100 ii m，直徑0. 2 2 ii m的鍍鎳銅硅酸鈣鎂礦物晶須和平均粒徑為4 y m鎳粉中，其復(fù)合屏蔽填料的配比為鍍鎳銅硅酸鈣鎂礦物晶須鎳粉中=7wt% : 55wt^，用高速混料機(jī)攪拌、分散50分鐘，然后烘干，烘干溫度為105°C。將20wt^環(huán)氧樹脂與上述表面處理過(guò)的復(fù)合屏蔽填料和丁醇混合，在常溫下用研磨機(jī)研磨2 5次，過(guò)濾、加入適量溶劑調(diào)節(jié)涂料粘度至用涂4杯測(cè)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(shí)施例3 將配制好的濃度為4wt^的鈦酸酯溶液加入含Ni 30wt%、Cu 4wt^，長(zhǎng)徑比20 100，長(zhǎng)度15 100 ii m，直徑0. 2 2 ii m的鍍鎳銅硅酸鈣鎂礦物晶須和平均粒徑為3 y m鎳粉中，其復(fù)合屏蔽填料的配比為鍍鎳銅硅酸鈣鎂礦物晶須鎳粉中=8wt% : 50wtx，用
高速混料機(jī)攪拌、分散45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(guò)的復(fù)合屏蔽填料和二丁酯混合，在常溫下用研磨機(jī)研磨2 5次，過(guò)濾、加入適量溶劑調(diào)節(jié)涂料粘度至用涂4杯測(cè)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
一種含鍍鎳銅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)電填料為鍍鎳銅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鎳銅硅酸鈣鎂礦物晶須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所述的一種含鍍鎳銅硅酸鈣鎂礦物晶須的電磁波屏蔽復(fù)合涂料，其 特征在于鍍鎳銅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所述的一種含鍍鎳銅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鎳銅硅酸鈣鎂礦物晶須長(zhǎng)徑比20 IOO，長(zhǎng)度15 lOOym，直徑 0. 2 2iim，其中含Ni 5 30wt%， Cu 0. 1 10wt%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種含鍍鎳銅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所述的一種含鍍鎳銅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所述的一種含鍍鎳銅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所述一種含鍍鎳銅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(jī) 研磨10 60分鐘，待分散均勻后，在溫度50 12(TC烘干；(3) 涂料的配制將成膜樹脂與上述處理過(guò)的復(fù)合屏蔽填料、溶劑混合，在常溫下用研磨機(jī)研磨2 5 次，過(guò)濾，加入適量溶劑調(diào)節(jié)涂料粘度至用涂_4杯測(cè)得粘度20 50秒，即制得含鍍鎳銅礦 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
一種含鍍鎳銅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)電填料為鍍鎳銅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鎳銅硅酸鈣鎂礦物晶須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鎳銅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(hào)C09D163/00GK101735707SQ20101908701
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2010年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月8日
發(fā)明者盧長(zhǎng)壽, 孫傳敏, 孫遙, 徐冠立, 林金輝, 王自友, 管登高, 鐘素華 申請(qǐng)人:成都理工大學(xué)