專利名稱：電磁屏蔽導(dǎo)電涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電磁屏蔽導(dǎo)電涂料及其制備方法，屬于化工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
導(dǎo)電涂料是電導(dǎo)率在lO^S/cm以上，具有傳導(dǎo)電流和排除積累靜電荷能力的涂料。該涂料一般含有基體樹脂、溶劑和導(dǎo)電物質(zhì)，可以在基材上形成導(dǎo)電涂層。一方面可以 防止環(huán)境中電磁波輻射對(duì)電子產(chǎn)品信號(hào)的干擾，是電子產(chǎn)品的信號(hào)保真、穩(wěn)定；另一方面可以防止電子產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的電磁波輻射污染，是電子產(chǎn)品的信號(hào)保密。該涂料作為一種流體材料，具有制備方法簡(jiǎn)單、成本低廉、可以方便地噴涂或刷涂于各種形狀的塑料制品表面，形成導(dǎo)電的電磁屏蔽涂層，從而達(dá)到電磁屏蔽的目的等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電子元件和線路板印刷、建筑業(yè)、運(yùn)輸及軍事、航空航天等領(lǐng)域，成為目前應(yīng)用最廣泛的電磁屏蔽材料。隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，電子線路、電子元件已經(jīng)達(dá)到高度集成化、功能化、數(shù)字化和高頻化，正因?yàn)槿绱耍瑢?dǎo)致電磁干擾日益嚴(yán)重，需要通過采取屏蔽電磁干擾的方法來減少電磁干擾所帶來的危害。鑒于此，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00610157784. 4公開了一種導(dǎo)電涂料及其制備方法，其組成包括成膜物質(zhì)30 55%，導(dǎo)電涂料助劑I 10%，導(dǎo)電涂料(銀粉、銅粉或者二者混合)15 30%，混合稀釋劑40 69%，所述的成膜物質(zhì)是樹脂，包括環(huán)氧樹月旨、丙烯酸樹脂、醇酸樹脂、氟碳樹脂或IPN樹脂中的一種或幾種。但銀粉成本較高，銅粉易氧化，限制了其應(yīng)用。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00710034219. 3公開了一種復(fù)合導(dǎo)電涂料的制備方法，其組成為20 45%的SSB (Sb/Sn02/BaS04)復(fù)合導(dǎo)電粉末，27 43%的成膜物質(zhì)及助齊U。該涂料耐磨擦抗沖擊好，但制作工藝復(fù)雜，且成本較高。中國(guó)專利(CN1060858A)公開了一種金屬底材用烘烤型導(dǎo)電涂料及其制備方法，該涂料成膜物質(zhì)中直接含固化物，導(dǎo)電粉體采用石墨和經(jīng)無機(jī)物摻雜且硅氧化物包覆的金屬導(dǎo)電粉的混合物。該導(dǎo)電涂料由于采用硅氧化物包覆，所以導(dǎo)電性差，且成膜介質(zhì)中含固化物，穩(wěn)定性差。同時(shí)固化過程中需要烘烤溫度大于140°，施工環(huán)境要求高，僅適合于金屬底材或耐高溫材料表面涂覆。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00510025782. 5公開了一種新型導(dǎo)電涂料及其制備方法，該專利涂料采用的導(dǎo)電粉為鈦混合價(jià)氧化物和鎢混合劑氧化物；中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00510028828. 9公開了一種導(dǎo)電涂料的制備方法，該涂料采用混合價(jià)的鑰氧化物和混合劑錫氧化物為導(dǎo)電介質(zhì)；中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00610047819. 9公布了一種基于TiB2的導(dǎo)電涂料及其制備方法和應(yīng)用。該導(dǎo)電涂料僅僅采用TiB2和碳素類填料作為導(dǎo)電粉體。這三種導(dǎo)電涂料均采用貴金屬，成本高，且導(dǎo)電性差。同時(shí)這些導(dǎo)電涂料在制備過程中均已把稀釋劑加入。電子產(chǎn)品工作時(shí)所發(fā)射的電磁波會(huì)引起互相干擾、泄露信息以及對(duì)一定距離的人員造成電磁輻射污染。電子產(chǎn)品的外殼一般采用高分子材料代替金屬制作，不能起到電磁屏蔽的作用。制作一種高性能電磁屏蔽涂料已成為很多企業(yè)研究的重點(diǎn)。已有技術(shù)電磁屏蔽導(dǎo)電涂料使用貴金屬或銀作為導(dǎo)電基料，其不足之處是，所用的貴金屬較多，生產(chǎn)成本較聞。
電子漿料一般由功能性粉體和有機(jī)載體組成。功能性粉體是電子漿料的功能性成分，在導(dǎo)電性漿料中一般為銀粉、銅粉等良導(dǎo)電金屬的粉末。有機(jī)載體是漿料中起輔助作用的成分，其主要有樹枝粘接劑和溶劑組成，樹枝粘接劑和溶劑分別在干燥和燒結(jié)過程中從形成的漿料涂層中分解或直接揮發(fā)出來，雖然有機(jī)載體并沒有在最終形成的功能性涂層中發(fā)揮作用，但它是形成漿料涂層并保證漿料涂層其具有特定的功能關(guān)鍵，它直接影響著漿料的施工過程和儲(chǔ)存性能。當(dāng)功能性粉體按照一定的方式分散到有機(jī)載體中，無機(jī)粉體粒子會(huì)在漿料的儲(chǔ)存過程中發(fā)生團(tuán)聚而沉降。為防止沉降過程的發(fā)生，可通過增加漿料中樹脂的含量或者加入增稠劑來提高漿料的整體粘度，但是 這將會(huì)對(duì)漿料的施工過程帶來麻煩并造成成本的提高；此外，也可以通過對(duì)功能性粉體進(jìn)行表面處理，增加粉體粒子之間的相互排斥作用，這也會(huì)使加工過程及成本增加。另外，在漿料涂層的燒結(jié)過程中，有機(jī)樹脂會(huì)在達(dá)到最終的燒結(jié)溫度之前分解，一般有機(jī)樹脂的熱膨脹系數(shù)高于無機(jī)粉體粒子，這樣，在達(dá)到分解溫度之前樹脂所占據(jù)的無機(jī)粉體粒子之間的間隙會(huì)增大，若有機(jī)樹脂的分解溫度范圍窄，則有機(jī)樹脂分解時(shí)會(huì)造成無機(jī)粉體粒子之間的間隙大，無法被有效填充，會(huì)在最終形成的涂層中形成氣泡、針孔等缺陷，造成涂層電氣性能的降低。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)中的電磁屏蔽導(dǎo)電涂料所用導(dǎo)電基料貴金屬較多、生產(chǎn)成本較高，同時(shí)無機(jī)相和有機(jī)相的相容性較差等技術(shù)難題，本發(fā)明的目的之一是提供一種高導(dǎo)電、耐酸堿、耐氧化、低成本、原料易得，可防止金屬粉末沉降、穩(wěn)定性好和方便使用的導(dǎo)電涂料；本發(fā)明的目的之二是提供一種為實(shí)現(xiàn)目的之一的工藝簡(jiǎn)單、方便操作的導(dǎo)電涂料的制備方法，通過下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。一種電磁屏蔽導(dǎo)電涂料，包括成膜物質(zhì)、導(dǎo)電粉體、增稠劑、偶聯(lián)劑和固化劑，其中，成膜物質(zhì)導(dǎo)電粉體增稠劑偶聯(lián)劑固化劑的質(zhì)量比=5 20 50 75 5 30 O. 7 4 6. 5 15。所述成膜物質(zhì)為環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、醇酸樹脂、氟碳樹脂、IPN樹脂中任意兩種的混合物。所述導(dǎo)電粉體為本領(lǐng)域常用各種導(dǎo)電粉。所述導(dǎo)電粉體由粒徑為100 500目的片狀導(dǎo)電粉體和類球狀導(dǎo)電粉體按質(zhì)量比為I : I 4組成。所述片狀導(dǎo)電粉體為鎳粉、鋁粉、鋅粉、鈦粉、錳粉、鉻粉、鍍銀鎳粉、鍍銀鋁粉、鍍鎳銅粉、鍍銀銅粉中的一種或幾種的混合物。所述類球狀導(dǎo)電粉體為導(dǎo)電聚苯胺、導(dǎo)電聚噻吩、導(dǎo)電聚苯胺/聚噻吩復(fù)合材料中的一種或兩種的混合物。所述增稠劑是堿溶脹乳狀增稠劑，如有機(jī)膨潤(rùn)土、丙烯酸酰胺等。本發(fā)明的另一目的在于提供該電磁屏蔽導(dǎo)電涂料的制備方法，經(jīng)過下列各步驟 按助劑與成膜物質(zhì)的質(zhì)量比為O. 01 I : 1，向成膜物質(zhì)中加入助劑，攪拌至完全溶
解；再將增稠劑加入混合物中，然后加入偶聯(lián)劑，攪拌20 50min ;最后加入導(dǎo)電粉體，攪拌2 5h，再加入固化劑，即得到電磁屏蔽導(dǎo)電涂料，其中，成膜物質(zhì)導(dǎo)電粉體增稠劑偶聯(lián)劑固化劑的質(zhì)量比=5 20 50 75 5 30 O. 7 4 6. 5 15。所述助劑為本領(lǐng)域常用助劑，如流平劑、防沉劑、消泡劑、潤(rùn)濕分散劑、調(diào)節(jié)劑中的一種或幾種。所述偶聯(lián)劑和固化劑為本領(lǐng)域常規(guī)使用的偶聯(lián)劑和固化劑。本發(fā)明所采用的導(dǎo)電物質(zhì)為金屬粉或者金屬包覆粉體，原料易得，成本低，導(dǎo)電性好，且均為常用金屬，容易采購(gòu)。本發(fā)明的導(dǎo)電涂料是在使用過程中根據(jù)不同的環(huán)境需要和使用現(xiàn)場(chǎng)要求酌情確定利用稀釋劑調(diào)整粘度，一般適用范圍大，靈活性大，節(jié)省包裝運(yùn)輸費(fèi)用，使用方便。本發(fā)明增稠劑可使涂料具有一定的黏度，防止均勻分布的金屬粉末沉降，穩(wěn)定性好。用上述方法制備的導(dǎo)電涂料附著力好、內(nèi)聚力強(qiáng)、無疏松粒子，可以直接噴涂，它比電子產(chǎn)品通過電鍍、濺鍍來屏蔽的效果要好得多，防屏蔽能力更強(qiáng)，生產(chǎn)環(huán)境符合ROHS標(biāo)準(zhǔn)，可用于電腦、手機(jī)、GPS、電子醫(yī)療設(shè)備、電子儀表、電子、電工通訊產(chǎn)品的外殼，電磁屏蔽效果顯著。本發(fā)明所制備的導(dǎo)電涂料隨著導(dǎo)電粉體添加量的增加，涂料的電阻率不斷下降。因此可以根據(jù)實(shí)際需要，通過調(diào)整導(dǎo)電粉體的添加量，來控制涂料的電阻率。本發(fā)明應(yīng)用于電腦、手機(jī)、GPS、電子醫(yī)療設(shè)備、電子儀表、電子、電工通訊產(chǎn)品的外殼等的電磁屏蔽導(dǎo)電涂料，有益效果是以導(dǎo)電聚苯胺和聚噻吩等代替部分金屬作為導(dǎo)電機(jī)理，節(jié)約金屬用量，降低成本，具有良好的導(dǎo)電性能，對(duì)電磁輻射的屏蔽性能強(qiáng)，有利于環(huán)境保護(hù)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過導(dǎo)電涂料的組成及配比，制得的涂料導(dǎo)電性能優(yōu)良、耐酸堿、耐氧化。同時(shí)，本發(fā)明所制備的導(dǎo)電涂料的電阻率不斷下降，可根據(jù)需要調(diào)整涂料的電阻值，使其達(dá)到最佳的使用效果。本發(fā)明中的導(dǎo)電粉用導(dǎo)電高分子聚合物與有機(jī)樹脂相容性比較好，能減少涂層中的氣泡和針孔。本發(fā)明所述的導(dǎo)電涂料具有以下優(yōu)點(diǎn)
(O導(dǎo)電涂料不僅導(dǎo)電性能優(yōu)異，而且耐酸堿、耐氧化的性能優(yōu)異；
(2)導(dǎo)電涂料所用原料來源廣泛，成本低，市場(chǎng)供應(yīng)充足；
(3)導(dǎo)電涂料施工工藝簡(jiǎn)單，無需特殊加工和特殊環(huán)境；
(4)導(dǎo)電涂料具有優(yōu)異的干膜附著力、色澤光亮、涂料平整度好；
(5)導(dǎo)電涂料具有一定的粘度，使金屬導(dǎo)電粉體在涂料中均勻分布，穩(wěn)定性好。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。實(shí)施例I
按助劑與成膜物質(zhì)的質(zhì)量比為I : 1，向5g成膜物質(zhì)環(huán)氧樹脂和丙烯酸樹脂中加入5g流平劑、防沉劑和消泡劑，攪拌至完全溶解；再將12. 75g增稠劑有機(jī)膨潤(rùn)土加入混合物中，然后加入O. 75g偶聯(lián)劑，攪拌30min ;最后加入粒徑為500目的由片狀導(dǎo)電粉體(鋅粉、鈦粉、錳粉、鉻粉)18. 75g和類球狀導(dǎo)電粉體(導(dǎo)電聚苯胺、導(dǎo)電聚噻吩)56. 25g組成的導(dǎo)電粉體75g，攪拌5h，再加入固化劑6. 5g，即得到電磁屏蔽導(dǎo)電涂料。
所得電磁屏蔽導(dǎo)電涂料，包括成膜物質(zhì)、導(dǎo)電粉體、增稠劑、偶聯(lián)劑和固化劑，其中，成膜物質(zhì)導(dǎo)電粉體增稠劑偶聯(lián)劑固化劑的質(zhì)量比=5 75 12.75 O. 75 6.5ο實(shí)施例2
按助劑與成膜物質(zhì)的質(zhì)量比為O. 01 : 1，向20g成膜物質(zhì)醇酸樹脂和IPN樹脂的混合物中加入O. 2g潤(rùn)濕分散劑和調(diào)節(jié)劑，攪拌至完全溶解；再將Ilg增稠劑丙烯酸酰胺加入混合物中，然后加入4g偶聯(lián)劑，攪拌50min;最后加入由粒徑為300目的片狀導(dǎo)電粉體(鎳粉、鋁粉、鍍銀銅粉的混合物)25g和類球狀導(dǎo)電粉體(導(dǎo)電聚苯胺/聚噻吩復(fù)合材料)25g組成 的導(dǎo)電粉體50g，攪拌3h，再加入固化劑15g，即得到電磁屏蔽導(dǎo)電涂料。所得電磁屏蔽導(dǎo)電涂料，包括成膜物質(zhì)、導(dǎo)電粉體、增稠劑、偶聯(lián)劑和固化劑，其中，成膜物質(zhì)導(dǎo)電粉體增稠劑偶聯(lián)劑固化劑的質(zhì)量比=20 : 50 : 11 : 4 : 15。實(shí)施例3
按助劑與成膜物質(zhì)的質(zhì)量比為O. 5 1，向18g成膜物質(zhì)醇酸樹脂和氟碳樹脂中加入9g潤(rùn)濕分散劑，攪拌至完全溶解；再將5g增稠劑有機(jī)膨潤(rùn)土加入混合物中，然后加入3g偶聯(lián)劑，攪拌20min ;最后加入由粒徑為100目的片狀導(dǎo)電粉體(鍍銀鎳粉)12g和類球狀導(dǎo)電粉體(導(dǎo)電聚噻吩、導(dǎo)電聚苯胺/聚噻吩復(fù)合材料的混合物)48g組成的導(dǎo)電粉體60g，攪拌2h，再加入固化劑14g，即得到電磁屏蔽導(dǎo)電涂料。所得電磁屏蔽導(dǎo)電涂料，包括成膜物質(zhì)、導(dǎo)電粉體、增稠劑、偶聯(lián)劑和固化劑，其中，成膜物質(zhì)導(dǎo)電粉體增稠劑偶聯(lián)劑固化劑的質(zhì)量比=18 : 60 : 5 : 3 : 14。實(shí)施例4
按助劑與成膜物質(zhì)的質(zhì)量比為O. 05 1，向IOg成膜物質(zhì)(環(huán)氧樹脂、IPN樹脂的混合物)中加入O. 5g流平劑和調(diào)節(jié)劑，攪拌至完全溶解；再將10. 5g增稠劑丙烯酸酰胺加入混合物中，然后加入I. 5g偶聯(lián)劑，攪拌40min ;最后加入由粒徑為200目的片狀導(dǎo)電粉體(鍍銀鋁粉、鍍鎳銅粉的混合物)22g和類球狀導(dǎo)電粉體(導(dǎo)電聚苯胺、導(dǎo)電聚苯胺/聚噻吩復(fù)合材料中的混合物)43g組成的導(dǎo)電粉體65g，攪拌4h，再加入固化劑13g，即得到電磁屏蔽導(dǎo)電涂料。所得電磁屏蔽導(dǎo)電涂料，包括成膜物質(zhì)、導(dǎo)電粉體、增稠劑、偶聯(lián)劑和固化劑，其中，成膜物質(zhì)導(dǎo)電粉體增稠劑偶聯(lián)劑固化劑的質(zhì)量比=10 65 10.5 1.5 13。實(shí)施例5
按助劑與成膜物質(zhì)的質(zhì)量比為O. 2 1，向8g成膜物質(zhì)(氟碳樹脂、IPN樹脂的混合物)中加入I. 6g調(diào)節(jié)劑，攪拌至完全溶解；再將30g增稠劑有機(jī)膨潤(rùn)土加入混合物中，然后加入
I.5g偶聯(lián)劑，攪拌50min ;最后加入由粒徑為400目的片狀導(dǎo)電粉體(鎳粉)10g和類球狀導(dǎo)電粉體(導(dǎo)電聚苯胺)40g組成的導(dǎo)電粉體50g，攪拌2h，再加入固化劑10g，即得到電磁屏蔽導(dǎo)電涂料。所得電磁屏蔽導(dǎo)電涂料，包括成膜物質(zhì)、導(dǎo)電粉體、增稠劑、偶聯(lián)劑和固化劑，其中，成膜物質(zhì)導(dǎo)電粉體增稠劑偶聯(lián)劑固化劑的質(zhì)量比=8 50 30 1.5 10。實(shí)施例6
按助劑與成膜物質(zhì)的質(zhì)量比為O. 8 1，向IOg成膜物質(zhì)丙烯酸樹脂和醇酸樹脂的混合物)中加入Sg消泡劑和潤(rùn)濕分散劑，攪拌至完全溶解；再將12. 3g增稠劑丙烯酸酰胺加入混合物中，然后加入O. 7g偶聯(lián)劑,攪拌50min ;最后加入由粒徑為150目的片狀導(dǎo)電粉體(鍍鎳銅粉和鍍銀銅粉的混合物)35g和類球狀導(dǎo)電粉體(導(dǎo)電聚噻吩)35g組成的導(dǎo)電粉體70g，攪拌5h，再加入固化劑7g，即得到電磁屏蔽導(dǎo)電涂料。 所得電磁屏蔽導(dǎo)電涂料，包括成膜物質(zhì)、導(dǎo)電粉體、增稠劑、偶聯(lián)劑和固化劑，其中，成膜物質(zhì)導(dǎo)電粉體 增稠劑偶聯(lián)劑固化劑的質(zhì)量比=10 70 12. 3 O. 7 7。
權(quán)利要求
1.一種電磁屏蔽導(dǎo)電涂料，其特征在于包括成膜物質(zhì)、導(dǎo)電粉體、增稠劑、偶聯(lián)劑和固化劑，其中，成膜物質(zhì)導(dǎo)電粉體增稠劑偶聯(lián)劑固化劑的質(zhì)量比=5 20 50 75 : 5 30 : 0. 7 4 : 6. 5 15。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電磁屏蔽導(dǎo)電涂料，其特征在于所述成膜物質(zhì)為環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、醇酸樹脂、氟碳樹脂、IPN樹脂中任意兩種的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電磁屏蔽導(dǎo)電涂料，其特征在于所述導(dǎo)電粉體為本領(lǐng)域常用各種導(dǎo)電粉。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電磁屏蔽導(dǎo)電涂料，其特征在于所述導(dǎo)電粉體由粒徑為100 500目的片狀導(dǎo)電粉體和類球狀導(dǎo)電粉體按質(zhì)量比為I : I 4組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電磁屏蔽導(dǎo)電涂料，其特征在于所述片狀導(dǎo)電粉體為鎳粉、鋁粉、鋅粉、鈦粉、錳粉、鉻粉、鍍銀鎳粉、鍍銀鋁粉、鍍鎳銅粉、鍍銀銅粉中的一種或幾種的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電磁屏蔽導(dǎo)電涂料，其特征在于所述類球狀導(dǎo)電粉體為導(dǎo)電聚苯胺、導(dǎo)電聚噻吩、導(dǎo)電聚苯胺/聚噻吩復(fù)合材料中的一種或兩種的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電磁屏蔽導(dǎo)電涂料，其特征在于所述增稠劑是堿溶脹乳狀增稠劑。
8.—種權(quán)利要求I 7所述的電磁屏蔽導(dǎo)電涂料的制備方法，其特征在于經(jīng)過下列各步驟 按助劑與成膜物質(zhì)的質(zhì)量比為0.01 I : 1，向成膜物質(zhì)中加入助劑，攪拌至完全溶解；再將增稠劑加入混合物中，然后加入偶聯(lián)劑，攪拌20 50min ;最后加入導(dǎo)電粉體，攪拌2 5h，再加入固化劑，即得到電磁屏蔽導(dǎo)電涂料，其中，成膜物質(zhì)導(dǎo)電粉體增稠劑偶聯(lián)劑固化劑的質(zhì)量比=5 20 50 75 5 30 0. 7 4 6. 5 15。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電磁屏蔽導(dǎo)電涂料及其制備方法，包括成膜物質(zhì)、導(dǎo)電粉體、增稠劑、偶聯(lián)劑和固化劑，其中，成膜物質(zhì)︰導(dǎo)電粉體︰增稠劑︰偶聯(lián)劑︰固化劑的質(zhì)量比=5～20︰50～75︰5～30︰0.7～4︰6.5～15。通過向成膜物質(zhì)中加入助劑，攪拌至完全溶解；再將增稠劑加入混合物中，然后加入偶聯(lián)劑，攪拌后加入導(dǎo)電粉體，再加入固化劑，即得到電磁屏蔽導(dǎo)電涂料。本發(fā)明通過導(dǎo)電涂料的組成及配比，制得的涂料導(dǎo)電性能優(yōu)良、耐酸堿、耐氧化。同時(shí)，本發(fā)明所制備的導(dǎo)電涂料的電阻率不斷下降，本發(fā)明中的導(dǎo)電粉用導(dǎo)電高分子聚合物與有機(jī)樹脂相容性比較好，能減少涂層中的氣泡和針孔。
文檔編號(hào)C09D127/12GK102618145SQ20121009441
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者郭忠誠(chéng), 黃惠 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)