一種絕緣聚合物基電磁屏蔽材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電磁屏蔽材料【技術(shù)領(lǐng)域】，特指一種絕緣聚合物基電磁屏蔽材料及其制備方法。本發(fā)明提供的屏蔽材料具有五至七層的多層結(jié)構(gòu)，其中中間層是反射型屏蔽層，次外層是一層或兩層的吸波型屏蔽層，最外層是絕緣層?？梢酝ㄟ^控制各功能層的厚度以及各層內(nèi)填充不同的導(dǎo)電填料，結(jié)合吸波型屏蔽層的流延層次，使吸波型屏蔽層呈現(xiàn)特定的功能分布，方便地調(diào)節(jié)材料整體的電磁屏蔽性能。材料兩側(cè)絕緣層的設(shè)計(jì)和構(gòu)筑避免了因材料表面導(dǎo)電影響其絕緣性能的缺點(diǎn)。本發(fā)明提供的絕緣聚合物基電磁屏蔽材料可應(yīng)用于電子電器、微電子器件、化工產(chǎn)品等要求材料絕緣又具備電磁屏蔽功能的領(lǐng)域。
【專利說明】一種絕緣聚合物基電磁屏蔽材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電磁屏蔽功能材料，具體地說，涉及一種具有多層結(jié)構(gòu)的絕緣聚合物基電磁屏蔽材料，以及一種通過多次溶液流延來制備具有多層結(jié)構(gòu)的絕緣聚合物基電磁屏蔽材料的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]精密儀器及設(shè)備在實(shí)際工作中，往往會(huì)產(chǎn)生電磁干擾和電磁輻射而影響設(shè)備的正常運(yùn)行，設(shè)置電磁屏蔽層是一種簡便有效的防止電磁干擾和輻射危害的方法。目前，采用的電磁屏蔽層通常采用金屬片或其他導(dǎo)電材料制作，將其覆蓋在需要防護(hù)的部件上，起到電磁屏蔽的作用。然而，金屬片密度大，增加了設(shè)備的重量，此外，還存在價(jià)格昂貴、易氧化、易腐蝕、難以調(diào)節(jié)屏蔽性能，使用不方便等缺點(diǎn)，在某些特殊場合，還容易引起精密儀器及設(shè)備的內(nèi)部短路，帶來不必要的損失。填充型聚合物基電磁屏蔽復(fù)合材料具有比重輕、電磁屏蔽性能可調(diào)、耐化學(xué)腐蝕、易于加工成型、成本較低等優(yōu)點(diǎn)，近年來受到人們的廣泛關(guān)注，是電磁屏蔽材料的一個(gè)重要發(fā)展方向。
[0003]CN1654515A公開了一種復(fù)合梯度膜的制備方法,制成的材料兩面電學(xué)性能差異明顯。但是此種方法的制備過程中需要程序升溫，比較復(fù)雜，并且制備出的材料僅一面具有絕緣性能。
[0004]CN102378561A公開了一種具有電磁屏蔽作用的覆蓋膜及其制作方法，其包括絕緣基材層和環(huán)氧樹脂復(fù)合材料層，通過向環(huán)氧樹脂層中分散碳納米管使其具有電磁屏蔽作用，但是在此方法的制備過程中需要對(duì)環(huán)氧樹脂層進(jìn)行固化，工藝較為復(fù)雜，并且制備出的材料僅一面具有絕緣性能。
[0005]CN102555375A公開了一種聚合物基電磁屏蔽薄膜或片材及其制備方法,該電磁屏蔽材料由絕緣層和導(dǎo)電層交替層狀排列而成，具有較好的電磁屏蔽效果。但需要使用微層共擠出裝置進(jìn)行制備，使用的導(dǎo)電填料是二維的片狀材料，并且制備出的材料受到制備工藝的限制，僅一面具有絕緣性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是為了克服電磁屏蔽材料電阻率較低一面易引起儀器及設(shè)備內(nèi)部短路的缺點(diǎn)，并同時(shí)提供較高的電磁屏蔽性能，從而提供了一種絕緣聚合物基電磁屏蔽材料。
[0007]本發(fā)明提供的絕緣聚合物基電磁屏蔽材料，其特征在于所述的電磁屏蔽材料采用多層結(jié)構(gòu)；最外層是絕緣層，次外層是一層或兩層組合而成的吸波型屏蔽層，中間層是反射型屏蔽層；絕緣層、吸波型屏蔽層和反射型屏蔽層的基體均為同一種聚合物；絕緣層中不添加導(dǎo)電填料，吸波型屏蔽層中添加吸波型的導(dǎo)電填料A，反射型屏蔽層中添加反射型的導(dǎo)電填料B ;電磁屏蔽材料的表面電阻率不小于IO13 Ω。
[0008]本發(fā)明提供的絕緣聚合物基電磁屏蔽材料，其特征在于在制備次外層的吸波型屏蔽層時(shí)采用溶液流延法，所述流延法為一次流延或兩次流延，采用兩次流延時(shí)，第一次流延和第二次流延所使用的懸浮液所含導(dǎo)電填料A的種類相同或不同，當(dāng)所述導(dǎo)電填料A的種類相同時(shí)，該導(dǎo)電填料A在第二次流延所使用的懸浮液中的濃度與在第一次流延所使用的懸浮液中的濃度不同。
[0009]本發(fā)明提供的絕緣聚合物基電磁屏蔽材料在制備吸波型屏蔽層而使用兩次流延時(shí)，其特征在于懸浮液中使用同一種導(dǎo)電填料A時(shí)，當(dāng)?shù)诙瘟餮雍笮纬傻奈ㄐ推帘螌泳o貼反射型屏蔽層時(shí)，第二次流延所使用的懸浮液中導(dǎo)電填料A的濃度高于第一次流延時(shí)使用的導(dǎo)電填料A的濃度；當(dāng)?shù)诙瘟餮雍笮纬傻奈ㄐ推帘螌泳o貼絕緣層時(shí)，第二次流延所使用的懸浮液中導(dǎo)電填料A的濃度低于第一次流延時(shí)使用的導(dǎo)電填料A的濃度。
[0010]本發(fā)明提供的絕緣聚合物基電磁屏蔽材料，其特征在于所述的聚合物選自丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚酰胺(PA)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯酸(PAA)、聚丙烯腈(PAN)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)、聚苯乙烯(PS)中的一種或它們的組合。
[0011]本發(fā)明中用于電磁屏蔽材料的吸波型屏蔽層中的導(dǎo)電填料A選自羰基鐵粉、羰基鎳粉、鎳粉、鎳鋅鐵氧體、錳鋅鐵氧體和鋇系鐵氧體中的一種或多種，優(yōu)選羰基鐵粉和鎳鋅鐵氧體。用于反射型屏蔽層的導(dǎo)電填料B選自銀粉、銅粉、鍍銀銅粉和鍍銀玻璃微珠中的一種，優(yōu)選銀粉和鍍銀銅粉。
[0012]上述導(dǎo)電填料A或B在各層中與該層的聚合物基料的質(zhì)量之比為20?80%。
[0013]本發(fā)明提供的絕緣聚合物基電磁屏蔽材料，進(jìn)一步地包括改善材料性能的偶聯(lián)劑和/或增塑劑；所述的偶聯(lián)劑選自Y _氨丙基二乙氧基娃燒、乙烯基二甲氧基娃燒、乙烯基二(2_甲氧基乙氧基)娃燒、乙稀基二乙氧基娃燒和Y _縮水甘油釀氧丙基二甲氧基娃燒的一種；所述的增塑劑選自鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二乙酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二庚酯、鄰苯二甲酸二異辛酯、鄰苯二甲酸二壬酯、鄰苯二甲酸二丁氧基乙酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二(2-乙基己基)酯、磷酸三苯酯、磷酸三(二甲苯)酯、三乙二醇二異辛酸酯、環(huán)氧硬脂酸丁酯、環(huán)氧硬脂酸辛酯、癸二酸丙二醇聚酯、己二酸二(2-乙基己基)酯、檸檬酸三乙酯、乙酰檸檬酸三丁酯中的一種。
[0014]本發(fā)明提供的絕緣聚合物基電磁屏蔽材料，其特征在于所述絕緣層的單層厚度為20?200微米，吸波型屏蔽層的單層厚度為30?200微米，反射型屏蔽層的厚度為20?200微米。
[0015]本發(fā)明提供的絕緣聚合物基電磁屏蔽材料，其特征在于所述絕緣聚合物基電磁屏蔽材料的制備借助于多次溶液流延來構(gòu)筑多層結(jié)構(gòu)，制備方法主要包括如下步驟:
[0016](I)下表面絕緣層Cl的制備
[0017]將聚合物和助劑，溶于溶劑中，攪拌使其充分溶解，脫泡后在水平放置的基板上流涎，靜置，干燥，獲得上面半干的絕緣層Cl ；
[0018](2)次外層吸波型電磁屏蔽層al的制備
[0019]選用步驟(I)所用的聚合物溶于溶劑中，配置聚合物溶液，再加入吸波型導(dǎo)電填料A和所需助劑，攪拌，將其制成均勻分散的懸浮液，脫泡后在步驟(I)所得的上面半干的絕緣層Cl上進(jìn)行第一次流涎、靜置，干燥，獲得上面半干的吸波型電磁屏蔽層；如果需要進(jìn)行兩次流延時(shí)，在第一次流延之后，可以選擇不同的吸波型導(dǎo)電填料A'進(jìn)行第二次的流延，也可以在第二次的流延中選擇與第一次流延相同的導(dǎo)電填料A，但是該導(dǎo)電填料A在第二次流延所使用的懸浮液中的濃度高于在第一次流延所使用的懸浮液中的濃度；
[0020](3)中間層反射型電磁屏蔽層b的制備
[0021]選用步驟(I)所用的聚合物溶于溶劑中，配置聚合物溶液，再加入反射型導(dǎo)電填料B和所需的助劑，攪拌，將其制成分散均勻的懸浮液，脫泡后在步驟(2)所得的上面半干的吸波型電磁屏蔽層al上流涎，靜置，干燥，獲得上面半干的反射型電磁屏蔽層b ；
[0022](4)次外層吸波型電磁屏蔽層a2的制備
[0023]選用步驟(I)所用的聚合物溶于溶劑中，配置聚合物溶液，再加入吸波型導(dǎo)電填料A和所需的助劑，攪拌，將其制成分散均勻的懸浮液，脫泡后在步驟(3)所得的上面半干的的反射型電磁屏蔽層b上進(jìn)行第一次流涎，靜置，干燥，獲得上面半干的吸波型電磁屏蔽層；如果需要進(jìn)行兩次流延時(shí)，在第一次流延之后，可以選擇不同的導(dǎo)電填料A'進(jìn)行第二次流延，也可以在第二次的流延中選擇與第一次流延相同的導(dǎo)電填料A,但是該導(dǎo)電填料A在第二次流延所使用的懸浮液中的濃度低于第一次流延所使用的懸浮液中的濃度；
[0024](5)上表面絕緣層c2的制備
[0025]再次將步驟(I)制得的聚合物溶液脫泡后在步驟(4)所得的上面半干的的吸波型電磁屏蔽層a2上流涎、靜置，干燥，徹底除去溶劑，即得絕緣聚合物基電磁屏蔽材料。
[0026]在本發(fā)明提供的絕緣聚合物基電磁屏蔽材料的制備方法中，所述的干燥方式采用自然干燥、烘箱干燥、加熱板干燥或真空干燥。
[0027]在本發(fā)明所提供的絕緣聚合物基電磁屏蔽材料的制備方法中，其中所述基板為具有平整表面的不銹鋼板、鋁合金板、玻璃板、聚四氟乙烯(PTFE)板、聚丙烯(PP)板或聚乙烯(PE)板。
[0028]在本發(fā)明所提供的絕緣聚合物基電磁屏蔽材料的制備方法中，其中所述基板在使用前需用所述極性溶劑浸泡。
[0029]在本發(fā)明所提供的絕緣聚合物基電磁屏蔽材料的制備方法中，流涎后的基板應(yīng)水平放置。
[0030]在本發(fā)明所提供的絕緣聚合物基電磁屏蔽材料的制備方法中，針對(duì)所要制備材料對(duì)電磁屏蔽性能的要求，對(duì)所需原料組分進(jìn)行選擇和配料，確定聚合物和導(dǎo)電填料的品種和配比；根據(jù)聚合物的溶解特性選擇聚合物溶劑；根據(jù)流涎工藝對(duì)聚合物溶液粘度的要求確定聚合物和溶劑的配比來配制聚合物溶液，根據(jù)材料的用途來確定偶聯(lián)劑和增塑劑的品種和加入量。
[0031]本發(fā)明的特點(diǎn):
[0032]本發(fā)明所提供的絕緣電磁屏蔽材料采用多層結(jié)構(gòu):最外層是絕緣層，次外層是吸波型屏蔽層，中間層是反射型屏蔽層。所述的電磁屏蔽層位于絕緣層之間，反射型屏蔽層位于吸波型屏蔽層之間。可根據(jù)對(duì)電磁屏蔽性能的要求，在流延吸波型屏蔽層時(shí)，選用不同的導(dǎo)電填料和助劑，進(jìn)行一次或兩次流延；在進(jìn)行第二次流延時(shí)，懸浮液中使用同一種導(dǎo)電填料A時(shí)，當(dāng)?shù)诙瘟餮雍笮纬傻奈ㄐ推帘螌泳o貼反射型屏蔽層時(shí)，第二次流延所使用的懸浮液中導(dǎo)電填料A的濃度高于第一次流延時(shí)使用的導(dǎo)電填料A的濃度；當(dāng)?shù)诙瘟餮雍笮纬傻奈ㄐ推帘螌泳o貼絕緣層時(shí)，第二次流延所使用的懸浮液中導(dǎo)電填料A的濃度低于第一次流延時(shí)使用的導(dǎo)電填料A的濃度，從而使吸波型導(dǎo)電填料在吸波型屏蔽層的不同位置具有特定的分布；同時(shí)，吸波型屏蔽層在反射型屏蔽層的外側(cè)，最大限度地發(fā)揮了吸波性屏蔽層的作用。由于本發(fā)明提供的電磁屏蔽材料具有上述結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，材料整體具有較高的電磁屏蔽效果。本發(fā)明的電磁屏蔽材料在提供電磁屏蔽功能的同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)表面均具有絕緣性能，解決了現(xiàn)有技術(shù)所面臨的短路問題，為電磁屏蔽材料在需要絕緣條件下的實(shí)際工程應(yīng)用消除了技術(shù)上的障礙。此外，本發(fā)明的電磁屏蔽層與絕緣層結(jié)合牢固，因而所獲的材料中的電磁屏蔽層不易損壞失效，具有使用壽命長的特點(diǎn)。此外，本發(fā)明的方法具有工藝簡單、生產(chǎn)成本低、易于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1表示的使用一次流延來制備吸波型屏蔽層時(shí)，本發(fā)明制備的絕緣聚合物基電磁屏蔽材料的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖2表示的使用兩次流延來制備吸波型屏蔽層時(shí)，本發(fā)明制備的絕緣聚合物基電磁屏蔽材料的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖1和圖2中:a:吸波型屏蔽層，b:反射型屏蔽層，c:絕緣層，A:吸波型導(dǎo)電填料，B:反射型導(dǎo)電填料。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。顯然，本發(fā)明的絕緣聚合物基電磁屏蔽材料并不局限于所描述的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員還可據(jù)此做出多種變化，但任何與本發(fā)明等同或相類似的變化都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0037]實(shí)施例1:
[0038]配制絕緣層c聚合物溶液，具體過程如下:在帶有攪拌裝置的三口燒瓶中裝入6gPVC和100ml THF,在攪拌速度為300轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，于室溫環(huán)境中攪拌直至PVC完全溶解，將此溶液稱為Lc-1 ;配制吸波型電磁屏蔽層a所用的聚合物/導(dǎo)電填料溶液，具體過程如下:在帶有攪拌裝置的三口燒瓶中裝入6g PVC和100ml THF,在攪拌速度為300轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，于室溫環(huán)境中攪拌直至PVC完全溶解，然后加入1.2g(20wt% )羰基鐵粉攪拌300分鐘，將此溶液稱為La-1 ;配制反射型電磁屏蔽層b所用的聚合物/導(dǎo)電填料溶液，具體過程如下:在帶有攪拌裝置的三口燒瓶中裝入6g PVC和100ml THF，在攪拌速度為300轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，于室溫環(huán)境中攪拌直至PVC完全溶解，然后加入1.2g(20wt% )銅粉攪拌300分鐘，將此溶液稱為Lb-1。
[0039]制備絕緣聚合物基電磁屏蔽材料，具體過程如下:將一半的溶液Lc-1脫泡后在事先用THF浸泡10小時(shí)的玻璃板上流涎，然后將流涎后的玻璃板水平置于35°C的烘箱干燥，獲得上面半干的絕緣層Cl ;將一半溶液的La-1脫泡后在上述半干的絕緣層Cl上流延，隨后將其置于35°C的烘箱干燥，獲得上面半干的吸波型電磁屏蔽層al ;將溶液Lb-1脫泡后在上述半干的吸波型電磁屏蔽層al上流延，置于35°C的烘箱干燥，獲得上面半干的反射型電磁屏蔽層b ;將剩余的溶液La-1脫泡后在上述半干的反射型電磁屏蔽層b上流延，隨后將其置于35°C的烘箱干燥，獲得上面半干的吸波型電磁屏蔽層a2 ;待材料上面半干，將剩余的溶液Lc-1脫泡后在上述半干的材料上流延，置于35°C的烘箱干燥，待溶劑完全揮發(fā)后，從玻璃板上剝離下來即得絕緣電磁屏蔽材料。材料的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。測試材料的上下表面電阻，最后得出上表面(如圖1中c2所示)的表面電阻率為P S1 = 8.7Χ1015Ω，下表面(如圖1中Cl所示)的表面電阻率Ps2 = 8.1 XlO15 Ω，測試其在電磁波頻率為0.3MHz?1.5GHz下的電磁屏蔽效能為32dB左右。表明該種方法制備的電磁屏蔽材料具有良好的絕緣和電磁屏蔽性能。將材料的上、下表面的表面電阻率和電磁屏蔽效能列于表I中。
[0040]實(shí)施例2:
[0041]方法如實(shí)施例1，用鍍銀玻璃微珠替換銅粉。檢測絕緣電磁屏蔽材料上表面(如圖1中C2所示)的表面電阻率為Psi = 8.3Χ1015Ω，下表面(如圖1中Cl所示)的表面電阻率P S2 = 7.9 X IO15 Ω，測試其在電磁波頻率為0.3MHz?1.5GHz下的電磁屏蔽效能為35dB左右。將材料的上、下表面的表面電阻率和電磁屏蔽效能列于表I中。
[0042]實(shí)施例3:
[0043]方法如實(shí)施例1，用鍍銀銅粉替換銅粉。檢測絕緣電磁屏蔽材料上表面(如圖1中c2所示)的表面電阻率為P S1 = 8.7X IO15 Ω ,下表面(如圖1中cl所示)的表面電阻率P S2 = 7.7 X IO15 Ω，測試其在電磁波頻率為0.3MHz?1.5GHz下的電磁屏蔽效能為44dB左右。將材料的上、下表面的表面電阻率和電磁屏蔽效能列于表I中。
[0044]實(shí)施例4:
[0045]方法如實(shí)施例1，用銀粉替換銅粉。檢測絕緣電磁屏蔽材料上表面(如圖1中c2所示)的表面電阻率為P S1 = 7.2X IO15 Ω ,下表面(如圖1中Cl所示)的表面電阻率P S2=7.5 X IO15 Ω，測試其在電磁波頻率為0.3MHz?1.5GHz下的電磁屏蔽效能為47dB左右。將材料的上、下表面的表面電阻率和電磁屏蔽效能列于表I中。
[0046]實(shí)施例5:
[0047]方法如實(shí)施例4，用PS替換PVC。檢測絕緣電磁屏蔽材料上表面(如圖1中c2所示)的表面電阻率為P S1 = 9.0X IO15 Ω ,下表面(如圖1中Cl所示)的表面電阻率P S2=7.1X IO15 Ω，測試其在電磁波頻率為0.3MHz?1.5GHz下的電磁屏蔽效能為46dB左右。將材料的上、下表面的表面電阻率和電磁屏蔽效能列于表I中。
[0048]實(shí)施例6:
[0049]方法如實(shí)施例4，用3g PVB和3g PVC的混合物替換6g PVC0檢測絕緣電磁屏蔽材料上表面(如圖1中c2所示)的表面電阻率為Psi = 7.9Χ1015Ω，下表面(如圖1中cl所示)的表面電阻率P S2 = 7.1X IO15 Ω，測試其在電磁波頻率為0.3MHz?1.5GHz下的電磁屏蔽效能為46dB左右。將材料的上、下表面的表面電阻率和電磁屏蔽效能列于表I中。
[0050]實(shí)施例7:
[0051]方法如實(shí)施例4，將羰基鐵粉的用量提高至4.8g(80wt% )，銀粉的用量提高至
4.8g(80wt% )。檢測絕緣電磁屏蔽材料上表面(如圖1中c2所示)的表面電阻率為P S1= 8.4Χ1015Ω，下表面(如圖1中cl所示)的表面電阻率Ps2 = 7.6Χ1015Ω，測試其在電磁波頻率為0.3MHz?1.5GHz下的電磁屏蔽效能為59dB左右。將材料的上、下表面的表面電阻率和電磁屏蔽效能列于表I中。
[0052]實(shí)施例8:
[0053]方法如實(shí)施例4，用錳鋅鐵氧體替換羰基鐵粉。檢測絕緣電磁屏蔽材料上表面(如圖1中c2所示)的表面電阻率為P S1 = 7.8X IO15 Ω ,下表面(如圖1中Cl所示)的表面電阻率P S2 = 6.4 X IO15 Ω，測試其在電磁波頻率為0.3MHz?1.5GHz下的電磁屏蔽效能為22dB左右。將材料的上、下表面的表面電阻率和電磁屏蔽效能列于表I中。
[0054]實(shí)施例9:
[0055]方法如實(shí)施例4，用羰基鎳粉替換羰基鐵粉。檢測絕緣電磁屏蔽材料上表面(如圖1中c2所示)的表面電阻率為Psi = 8.3Χ1015Ω，下表面(如圖1中Cl所示)的表面電阻率P S2 = 7.4 X IO15 Ω，測試其在電磁波頻率為0.3MHz?1.5GHz下的電磁屏蔽效能為23dB左右。將材料的上、下表面的表面電阻率和電磁屏蔽效能列于表I中。
[0056]實(shí)施例10:
[0057]方法如實(shí)施例4，用鎳鋅鐵氧體替換羰基鐵粉。檢測絕緣電磁屏蔽材料上表面(如圖1中c2所示)的表面電阻率為P S1 = 7.8X IO15 Ω ,下表面(如圖1中cl所示)的表面電阻率P S2 = 6.4 X IO15 Ω，測試其在電磁波頻率為0.3MHz?1.5GHz下的電磁屏蔽效能為33dB左右。將材料的上、下表面的表面電阻率和電磁屏蔽效能列于表I中。
[0058]實(shí)施例11:
[0059]配制絕緣層聚合物溶液，具體過程如下:在帶有攪拌裝置的三口燒瓶中裝入6g PC和IOOml 二氧六環(huán)，在攪拌速度為200轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，于室溫環(huán)境中攪拌直至PC完全溶解，將此溶液稱為Lc-1l ;配制吸波型電磁屏蔽層所用的聚合物/導(dǎo)電填料溶液，具體過程如下:在帶有攪拌裝置的兩個(gè)三口燒瓶中分別裝入6g PC和IOOml 二氧六環(huán)，在攪拌速度為300轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，于室溫環(huán)境中攪拌直至PC完全溶解，然后在第一個(gè)三口燒瓶內(nèi)加入1.2g(20wt% )羰基鐵粉攪拌300分鐘，將此溶液稱為La-11-l，在第二個(gè)三口燒瓶內(nèi)加入4.8g(80wt% )羰基鐵粉攪拌300分鐘，將此溶液稱為La-11-2 ;配制反射型電磁屏蔽層所用的聚合物/導(dǎo)電填料溶液，具體過程如下:在帶有攪拌裝置的三口燒瓶中分別裝入6g PC和IOOml 二氧六環(huán)，在攪拌速度為300轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，于室溫環(huán)境中攪拌直至PC完全溶解，然后再加入1.2g(20wt% )銀粉攪拌300分鐘，將此溶液稱為Lb-11。
[0060]制備絕緣聚合物基電磁屏蔽材料，具體過程如下:將一半的溶液Lc-1l脫泡后在事先用二氧六環(huán)浸泡10小時(shí)的PTFE板上流涎,然后將流涎后的PTFE板水平置于室溫干燥，獲得上面半干的絕緣層Cl ;將一半的溶液La-1l-1脫泡后在上述半干的絕緣層Cl上流延，隨后將其置于室溫下干燥，獲得上面半干的吸波型電磁屏蔽層al-Ι ;將溶液La-11-2脫泡后在上述半干的吸波型電磁屏蔽層al-Ι上流延，置于室溫下干燥，獲得上面半干的吸波型電磁屏蔽層al-2 ;將溶液Lb-1l脫泡后在上述半干的吸波型電磁屏蔽層al-2上流延，置于室溫下干燥，獲得上面半干的反射型電磁屏蔽層b ;將溶液La-11-2脫泡后在上述半干的反射型電磁屏蔽層b上流延，置于室溫下干燥，獲得上面半干的吸波型電磁屏蔽層a2-l ;將剩余的溶液La-1l-1脫泡后在上述半干的吸波型電磁屏蔽層a2_l上流延，隨后將其置于室溫下干燥，獲得上面半干的吸波型電磁屏蔽層a2-2 ;待材料上面半干，將剩余的溶液Lc-1l脫泡后在上述半干的材料上流延，置于室溫下干燥，待溶劑完全揮發(fā)后，從PTFE板上剝離下來即得絕緣電磁屏蔽材料。材料的結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。測試材料的上下表面電阻，最后得出上表面(如圖2中c2所示)的表面電阻率為Psi = 8.1Χ1015Ω，下表面(如圖2中Cl所示)的表面電阻率P S2 = 6.2 X IO15 Ω，測試其在電磁波頻率為2.0GHz?18GHz下的電磁屏蔽效能為71dB左右。表明該種方法制備的電磁屏蔽材料具有良好的絕緣和電磁屏蔽性能。將材料的上、下表面的表面電阻率和電磁屏蔽效能列于表I中。
[0061]實(shí)施例12:
[0062]方法如實(shí)施例11，在配置溶液La-11-2時(shí)，用鎳鋅鐵氧體替換羰基鐵粉。檢測絕緣電磁屏蔽材料上表面(如圖2中c2所示)的表面電阻率為Psi = 7.9XlO15 Ω，下表面(如圖2中Cl所示)的表面電阻率P S2 = 6.4X IO15Ω，測試其在電磁波頻率為0.3MHz?
1.5GHz下的電磁屏蔽效能為70dB左右。將材料的上、下表面的表面電阻率和電磁屏蔽效能列于表I中。
[0063]實(shí)施例13:
[0064]方法如實(shí)施例11，在配置溶液Lc-1l時(shí)，另外加入1.2g的三乙二醇二異辛酸酯，在配置La-11-1，La-11-2和Lb-1l時(shí)，另外加入0.018g的乙烯基三乙氧基硅烷和1.2g的三乙二醇二異辛酸酯。檢測絕緣電磁屏蔽材料上表面(如圖2中c2所示)的表面電阻率為Psi = 6.4Χ1015Ω，下表面(如圖2中Cl所示)的表面電阻率Ρ52 = 9.7Χ1015Ω，測試其在電磁波頻率為2.0GHz?18GHz下的電磁屏蔽效能為73dB左右。將材料的上、下表面的表面電阻率和電磁屏蔽效能列于表I中。
[0065]實(shí)施例14:
[0066]方法如實(shí)施例11，在配置Lb-1l時(shí)，將銀粉的用量提高至4.8g(80wt% )，檢測絕緣電磁屏蔽材料上表面(如圖2中c2所示)的表面電阻率為Psi = 9.6Χ1015Ω，下表面(如圖2中Cl所示)的表面電阻率P S2 = 7.9X IO15Ω，測試其在電磁波頻率為2.0GHz?18GHz下的電磁屏蔽效能為98dB左右。將材料的上、下表面的表面電阻率和電磁屏蔽效能列于表I中。
[0067]對(duì)比例1:
[0068]方法如實(shí)施例1，但在制備電磁屏蔽層時(shí)，不制備次外層的吸波型電磁屏蔽層，僅選用反射型電磁屏蔽層所用的聚合物/導(dǎo)電填料溶液Lb-1進(jìn)行流延，對(duì)比實(shí)施例1進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。干燥后從玻璃板上剝離下來即得絕緣聚合物基電磁屏蔽材料。檢測絕緣電磁屏蔽材料上表面(如圖1中C2所示)的表面電阻率為Psi = 8.6Χ1015Ω，下表面(如圖1中Cl所示)的表面電阻率P S2 = 8.2 X IO15 Ω，測試其在電磁波頻率為0.3MHz?1.5GHz下的電磁屏蔽效能為6dB左右。由此可見，本發(fā)明所得功能材料的具有較高的電磁屏蔽效能。將材料的上、下表面的表面電阻率和電磁屏蔽效能列于表I中。
[0069]對(duì)比例2:
[0070]方法如實(shí)施例1，但在制備電磁屏蔽層時(shí)，不制備中間層的反射型電磁屏蔽層，僅選用吸波型電磁屏蔽層所用的聚合物/導(dǎo)電填料溶液La-1進(jìn)行一次流延，對(duì)比實(shí)施例1進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。干燥后從玻璃板上剝離下來即得絕緣聚合物基電磁屏蔽材料。檢測絕緣電磁屏蔽材料上表面(如圖1中c2所示)的表面電阻率為Psi = 8.2XlO15 Ω，下表面(如圖1中Cl所示)的表面電阻率Ps2 = 8.4XlO15 Ω，測試其在電磁波頻率為0.3MHz?1.5GHz下的電磁屏蔽效能為5dB左右。由此可見，本發(fā)明所得功能材料的具有較高的電磁屏蔽效能。將材料的上、下表面的表面電阻率和電磁屏蔽效能列于表I中。
[0071]對(duì)比例3:
[0072]對(duì)比實(shí)施例1進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，溶液La-1，Lb-1, Lc-1的配置與實(shí)施例1相同。制備絕緣聚合物基電磁屏蔽材料，具體過程如下:將一半的溶液Lc-1脫泡后在事先用THF浸泡10小時(shí)的玻璃板上流涎，然后將流涎后的玻璃板水平置于35°C的烘箱干燥，獲得上面半干的絕緣層Cl ;將La-1脫泡后在上述半干的絕緣層Cl上流延，隨后將其置于35°C的烘箱干燥，獲得上面半干的吸波型電磁屏蔽層al ;將溶液Lb-1脫泡后在上述半干的吸波型電磁屏蔽層al上流延，置于35°C的烘箱干燥，獲得上面半干的反射型電磁屏蔽層b ;將剩余的溶液Lc-1脫泡后在上述半干的材料上流延，置于35°C的烘箱干燥，待溶劑完全揮發(fā)后，從玻璃板上剝離下來即得絕緣電磁屏蔽材料。測試材料的上下表面電阻，最后得出上表面的表面電阻率為Psi = 7.3 XlO15 Ω，下表面的表面電阻率pS2 = 7.2 XlO15 Ω，測試其在電磁波頻率為0.3MHz?1.5GHz下的電磁屏蔽效能為IldB左右。表明該種方法制備的電磁屏蔽材料具有良好的絕緣和電磁屏蔽性能。將材料的上、下表面的表面電阻率和電磁屏蔽效能列于表I中。
[0073]對(duì)比例4:
[0074]對(duì)比實(shí)施例11進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，但在制備電磁屏蔽層時(shí)，僅選用吸波型電磁屏蔽層所用的聚合物/導(dǎo)電填料溶液La-1l-1和La-11-2進(jìn)行兩次流延作為中間的電磁屏蔽層，干燥后從PTFE板上剝離下來即得絕緣聚合物基電磁屏蔽材料。檢測絕緣電磁屏蔽材料上表面(如圖1中c2所示)的表面電阻率為Psi = 6.9Χ1015Ω，下表面(如圖1中cl所示)的表面電阻率P S2 = 6.3 X IO15 Ω，測試其在電磁波頻率為0.3MHz?1.5GHz下的電磁屏蔽效能為12dB左右。由此可見，本發(fā)明所得功能材料的具有較高的電磁屏蔽效能。將材料的上、下表面的表面電阻率和電磁屏蔽效能列于表I中。
[0075]通過實(shí)施例1?14，可以看出本發(fā)明公開的絕緣聚合物基電磁屏蔽材料表面具有較高的表面電阻率，材料具有較高的電磁屏蔽效能。
[0076]通過實(shí)施例1?4的比較，可以看出使用銀粉和鍍銀銅粉作為反射型導(dǎo)電填料B時(shí)，功能材料的電磁屏蔽效能優(yōu)于使用銅粉和鍍銀玻璃微珠。
[0077]通過實(shí)施例4?6的比較，可以看出本發(fā)明中使用的聚合物種類對(duì)制備的絕緣聚合物基電磁屏蔽材料的電磁屏蔽效能影響較小。
[0078]通過實(shí)施例4，8?10的比較，可以看出使用羰基鐵粉和鎳鋅鐵氧體作為吸波型導(dǎo)電填料A時(shí)，功能材料的電磁屏蔽效能優(yōu)于使用羰基鎳粉和錳鋅鐵氧體。
[0079]通過實(shí)施例1和7的比較,可以看出功能材料的電磁屏蔽效能隨反射型導(dǎo)電填料銀粉含量的增加而提高。
[0080]通過實(shí)施例4，7，11?14的比較，可以看出使用兩次流延制備吸波型電磁屏蔽層功能材料的電磁屏蔽效能優(yōu)于僅使用一次流延制備吸波型電磁屏蔽層的功能材料的電磁屏蔽效能。
[0081]通過實(shí)施例1與對(duì)比例I的比較，可以看出僅有反射型屏蔽層的電磁屏蔽材料的電磁屏蔽效能遠(yuǎn)低于本發(fā)明公開的絕緣聚合物基電磁屏蔽材料的電磁屏蔽效能。
[0082]通過實(shí)施例1與對(duì)比例2的比較，可以看出僅有一層吸波型屏蔽層的電磁屏蔽材料的電磁屏蔽效能遠(yuǎn)低于本發(fā)明公開的絕緣聚合物基電磁屏蔽材料的電磁屏蔽效能。
[0083]通過實(shí)施例1與對(duì)比例3的比較，可以看出有一層吸波型屏蔽層和一層反射型屏蔽層的電磁屏蔽材料的電磁屏蔽效能遠(yuǎn)低于本發(fā)明公開的絕緣聚合物基電磁屏蔽材料的電磁屏蔽效能。
[0084]通過實(shí)施例1與對(duì)比例4的比較，可以看出有兩層吸波型屏蔽層的電磁屏蔽材料的電磁屏蔽效能遠(yuǎn)低于本發(fā)明公開的絕緣聚合物基電磁屏蔽材料的電磁屏蔽效能。
[0085]表1本發(fā)明的實(shí)施例和對(duì)比例
[0086]
【權(quán)利要求】
1.一種絕緣聚合物基電磁屏蔽材料，其特征在于所述的電磁屏蔽材料采用多層結(jié)構(gòu)；最外層是絕緣層，次外層是吸波型屏蔽層，中間層是反射型屏蔽層；絕緣層、吸波型屏蔽層和反射型屏蔽層的基體為同一種聚合物；絕緣層中不添加導(dǎo)電填料，吸波型屏蔽層中添加吸波型的導(dǎo)電填料A，反射型屏蔽層中添加反射型的導(dǎo)電填料B ；電磁屏蔽材料的表面電阻率不小于IO13 Ω。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣聚合物基電磁屏蔽材料，其特征在于在制備次外層的吸波型屏蔽層時(shí)采用溶液流延法，所述流延法為一次流延或兩次流延，采用兩次流延時(shí)，第一次流延和第二次流延所使用的懸浮液所含導(dǎo)電填料A的種類相同或不同，當(dāng)所述導(dǎo)電填料A的種類相同時(shí)，該導(dǎo)電填料A在第二次流延所使用的懸浮液中的濃度與在第一次流延所使用的懸浮液中的濃度不同。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的絕緣聚合物基電磁屏蔽材料，在制備吸波型屏蔽層而使用兩次流延時(shí)，其特征在于懸浮液中使用同一種導(dǎo)電填料A時(shí)，如果第二次流延后形成的吸波型屏蔽層緊貼反射型屏蔽層，則第二次流延所使用的懸浮液中導(dǎo)電填料A的濃度高于第一次流延時(shí)使用的導(dǎo)電填料A的濃度；如果第二次流延后形成的吸波型屏蔽層緊貼絕緣層，則第二次流延所使用的懸浮液中導(dǎo)電填料A的濃度低于第一次流延時(shí)使用的導(dǎo)電填料A的濃度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣聚合物基電磁屏蔽材料，其特征在于所述的聚合物選自丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚酰胺(PA)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯酸(PAA)、聚丙烯腈(PAN)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)、聚苯乙烯(PS)中的一種或它們的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣聚合物基電磁屏蔽材料，其特征在于用于吸波型屏蔽層的導(dǎo)電填料A選自羰基鐵粉、羰基鎳粉、鎳粉、鎳鋅鐵氧體、錳鋅鐵氧體和鋇系鐵氧體中的一種或多種，優(yōu)選羰基鐵粉和鎳鋅鐵氧體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣`聚合物基電磁屏蔽材料，其特征在于用于反射型屏蔽層的導(dǎo)電填料B選自銀粉、銅粉、鍍銀銅粉和鍍銀玻璃微珠中的一種，優(yōu)選銀粉和鍍銀銅粉。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣聚合物基電磁屏蔽材料，其特征在于在吸波型屏蔽層和反射型屏蔽層中，所述的導(dǎo)電填料A或B在各層中與該層的聚合物基料的質(zhì)量之比為20~80%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣聚合物基電磁屏蔽材料，進(jìn)一步地包括改善材料性能的偶聯(lián)劑和/或增塑劑；所述的偶聯(lián)劑選自Y _氨丙基二乙氧基硅烷、乙烯基二甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的一種；所述的增塑劑選自鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二乙酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二庚酯、鄰苯二甲酸二異辛酯、鄰苯二甲酸二壬酯、鄰苯二甲酸二丁氧基乙酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二(2-乙基己基)酯、磷酸三苯酯、磷酸三(二甲苯)酯、三乙二醇二異辛酸酯、環(huán)氧硬脂酸丁酯、環(huán)氧硬脂酸辛酯、癸二酸丙二醇聚酯、己二酸二(2-乙基己基)酯、檸檬酸三乙酯和乙酰檸檬酸三丁酯中的一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣聚合物基電磁屏蔽材料，其特征在于所述絕緣層的單層厚度為20~200微米，吸波型屏蔽層的單層厚度為30~200微米，反射型屏蔽層的厚度為20~200微米。
10.一種制備權(quán)利要求1所述的絕緣聚合物基電磁屏蔽材料的方法，其特征在于所述絕緣聚合物基電磁屏蔽材料的制備借助于多次溶液流延來構(gòu)筑多層結(jié)構(gòu)，制備方法包括如下步驟: (1)下表面絕緣層Cl的制備 將聚合物和所需助劑 溶于溶劑中，攪拌使其充分溶解，脫泡后在水平放置的基板上流涎，靜置，干燥，獲得上面半干的絕緣層Cl ； (2)次外層吸波型電磁屏蔽層al的制備 選用步驟(1)所用的聚合物溶于溶劑中，配置聚合物溶液，再加入吸波型導(dǎo)電填料A和所需的助劑，攪拌，將其制成均勻分散的懸浮液，脫泡后在步驟(1)所得的上面半干的絕緣層Cl上進(jìn)行第一次流涎、靜置，干燥，獲得上面半干的吸波型電磁屏蔽層；如果需要進(jìn)行兩次流延時(shí)，在第一次流延之后，可以選擇不同的吸波型導(dǎo)電填料A'進(jìn)行第二次的流延，也可以在第二次的流延中選擇與第一次流延相同的導(dǎo)電填料A，但是該導(dǎo)電填料A在第二次流延所使用的懸浮液中的濃度高于在第一次流延所使用的懸浮液中的濃度； (3)中間層反射型電磁屏蔽層b的制備 選用步驟(1)所用的聚合物溶于溶劑中，配置聚合物溶液，再加入反射型導(dǎo)電填料B和所需助劑，攪拌，將其制成分散均勻的懸浮液，脫泡后在步驟(2)所得的上面半干的吸波型電磁屏蔽層al上流涎，靜置，干燥，獲得上面半干的反射型電磁屏蔽層b ; (4)次外層吸波型電磁屏蔽層a2的制備 選用步驟(1)所用的聚合物溶于溶劑中，配置聚合物溶液，再加入吸波型導(dǎo)電填料A和所需助劑，攪拌，將其制成分散均勻的懸浮液，脫泡后在步驟(3)所得的上面半干的反射型電磁屏蔽層b上進(jìn)行第一次流涎，靜置，干燥，獲得上面半干的吸波型電磁屏蔽層；如果需要進(jìn)行兩次流延時(shí)，在第一次流延之后，可以選擇不同的導(dǎo)電填料A'進(jìn)行第二次流延，也可以在第二次的流延中選擇與第一次流延相同的導(dǎo)電填料A，但是該導(dǎo)電填料A在第二次流延所使用的懸浮液中的濃度低于第一次流延所使用的懸浮液中的濃度； (5)上表面絕緣層c2的制備 再次將步驟(1)制得的聚合物溶液脫泡后在步驟(4)所得的上面半干的的吸波型電磁屏蔽層a2上流涎、靜置，干燥，徹底除去溶劑，即得絕緣聚合物基電磁屏蔽材料。
【文檔編號(hào)】B32B27/06GK103722832SQ201310726505
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月26日
【發(fā)明者】溫變英, 張揚(yáng) 申請人:北京工商大學(xué)