專利名稱：一種電磁屏蔽水性涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電磁屏蔽涂料領(lǐng)域，特別涉及一種高性能電磁屏蔽水性涂料及其制備 方法。
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，電磁輻射產(chǎn)生的電磁干擾、信息泄露、電磁輻射污染等 一系列問題也逐漸加劇，因此迫切需要對電磁輻射進(jìn)行系統(tǒng)防護(hù)，電磁屏蔽技術(shù)也越來越 顯示出其重要性，電磁屏蔽涂料因其成本低、簡單適用而應(yīng)用廣泛。目前電磁屏蔽涂料的開 發(fā)主要是溶劑型，由于人們對環(huán)保的要求越來越高，使得研究開發(fā)實用性強的水性屏蔽涂 料變得越來越急迫，因此通過配方設(shè)計優(yōu)化制得一種綜合性能優(yōu)良的電磁屏蔽水性涂料， 并能夠應(yīng)用于有屏蔽和環(huán)保要求的場所及建筑物具有非常重要的實際意義。四川大學(xué)申請的專利號為CN 1450137的專利公開了一種水性乳膠型電磁波屏蔽 涂料及其制備方法，該屏蔽涂料由水溶性成膜樹脂、導(dǎo)電填料、純凈水、增稠劑和成膜助劑 制備而成。該專利中水溶性成膜樹脂為水性聚氨酯樹脂、水性環(huán)氧樹脂、水性丙烯酸樹脂、 水性聚乙烯酯、水溶性醇酸樹脂中的一種，導(dǎo)電填料至少為銅粉、鋁粉、銀粉、鎳粉、石墨中 的一種，或至少為覆蓋有鍍銀層或鍍銅層或鍍鎳層的石墨、玻璃微珠粒中的一種。該專利 制備得到的涂料在9KHz 1000MHz的頻率范圍內(nèi)，電磁屏蔽效能為45 60dB。水性樹脂 因要保持水溶性，其相對分子質(zhì)量會較小且分子量分布較寬，因為樹脂的相對分子質(zhì)量小 則水溶性好，相對分子質(zhì)量高的分子在水中的擴散速度慢，并且相對分子質(zhì)量大時溶液黏 度大，增加了分子運動的阻力；相對分子質(zhì)量分布寬時水溶性好，因為分子間的互溶效應(yīng)有 利于水溶性的改善。然而低分子量樹脂得到的涂層會較脆且容易開裂，不能滿足建筑涂料 的使用要求，所以我們選用高分子量高彈性的丙烯酸系列乳液，使所得涂料涂膜堅硬，具有 良好的附著力、耐水、耐堿性、耐久性和抗開裂性能。對于導(dǎo)電填料，銅粉、鋁粉極易氧化，鎳 粉、石墨以及覆蓋有鍍銀層或鍍銅層或鍍鎳層的石墨、玻璃微珠粒的導(dǎo)電性較差，所以我們 選用了具有抗氧化性的鍍銀銅粉以及高導(dǎo)電性的銀粉。由于金屬粉密度較大，顆粒狀和樹 枝狀的金屬粉在乳液中極易沉降，而片狀的金屬粉因其比表面積較大使得抗沉降性較好， 從而有利于提高涂料的電磁屏蔽性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對水性電磁屏蔽涂料現(xiàn)有的缺陷及實際需要，提供一種能適用于建筑 物，物理性能良好，在lOOKHz 1. 5GHz的頻率范圍內(nèi)電磁屏蔽效能高的高性能電磁屏蔽水 性涂料及其制備方法。一種高性能電磁屏蔽水性涂料，其特征在于以片狀的金屬粉為導(dǎo)電填料，丙烯酸 類乳液為基料，水為溶劑，并添加相應(yīng)的助劑制備得到，其組分及其組分含量(質(zhì)量百分 比)為組分含量
乳液30% 50%片狀的金屬粉10% 30%
分散劑0. 5% 2%潤濕劑0. 2% 1%流平劑 0. 5% 3%消泡劑0. 5% 1. 5%水 2 5% 40%乳液決定著電磁屏蔽水性涂料附著力、耐水性、耐堿性、耐洗涮性的優(yōu)劣，丙烯酸 乳液具有優(yōu)良的耐候性、保色性、機械穩(wěn)定性、成膜性、硬度，且原料來源豐富、成本相對較 低等優(yōu)點，因而選用丙烯酸系列乳液中的一種，例如純丙乳液、硅丙乳液、苯丙乳液。金屬粉決定著電磁屏蔽水性涂料屏蔽性能的高低，金屬粉體為片狀的銀粉和鍍銀 銅粉，因為金屬粉密度較大，顆粒狀和樹枝狀的金屬粉在乳液中極易沉降，而片狀的金屬粉 因其比表面積較大使得抗沉降性較好，故金屬粉為片狀有利于其在乳液中分散均勻，提高 電磁屏蔽性能；銀粉導(dǎo)電性高，鍍銀銅粉導(dǎo)電性高且抗氧化性好，故選用片狀的銀粉和鍍銀 銅粉能制得高電磁屏蔽性能涂料。分散劑、潤濕劑有助于改善金屬粉在涂料中的分散狀態(tài)，同樣決定著電磁屏蔽水 性涂料屏蔽性能的高低，因為金屬粉與溶劑水的親潤性較差，分散劑、潤濕劑的加入極大的 改善了兩者間的親潤性，使得金屬粉能夠均勻的分散在涂料中，有利于導(dǎo)電網(wǎng)鏈的形成，從 而提高涂層導(dǎo)電性及屏蔽性能。分散劑為聚羧酸鹽類中的一種，例如聚羧酸鈉鹽、聚羧酸 銨鹽，潤濕劑為二烷基磺基琥珀酸鹽、烷基萘磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉、硫酸月桂酯、烷基吡 啶鹽氯化物、烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯乙二醇烷基酯、乙炔乙二醇中的一種。流平劑促使涂料在干燥成膜過程中形成一個平整、光滑、均勻的涂膜，并能改善涂 料的粘度，選用丙烯酸類流平劑、醋丁纖維素流平劑、有機硅類流平劑、非離子型聚氨酯流 平劑中的一種。由于乳液本身的組成成分以及分散劑、潤濕劑的加入會使得涂料在制備過程中產(chǎn) 生大量的氣泡，消泡劑能夠抑制和消除涂料制備過程中產(chǎn)生的氣泡，有助于得到高性能的 涂料，選用聚醚類、礦物油、有機硅類消泡劑中的一種。本發(fā)明提供一種高性能電磁屏蔽水性涂料的制備方法，其具體制備過程如下(1)將分散劑、潤濕劑、部分消泡劑攪拌溶解在去離子水中。(2)將片狀金屬粉加入步驟(1)中的混合溶液中進(jìn)行混合，高速攪拌分散10 (3)將乳液加入步驟(2)中得到的混合料中，攪拌混合40 50min。(4)將流平劑和余下消泡劑加入步驟(3)中得到的混合料中攪拌5 lOmin，得到 電磁屏蔽水性涂料。將上述制得的電磁屏蔽水性涂均勻的料刷涂在基板表面，待涂層表干后刷涂第二 遍，之后置于空氣中自然干燥。本發(fā)明具有如下優(yōu)點1、所得涂料為乳膠漆，其物理性能良好，涂層狀態(tài)佳，能應(yīng)用于有環(huán)保要求的場所 和建筑物的涂飾，其具體物理性能見下表。
表1涂料物理性能測試結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種電磁屏蔽水性涂料，其特征在于，以片狀金屬粉為導(dǎo)電填料，丙烯酸類乳液為基 料，水為溶劑，并添加相應(yīng)的助劑，其組分及其質(zhì)量百分為乳液30% 50%片狀金屬粉10% 30%分散劑0.5% 2%潤濕劑0.2% 流平劑0.5% 3%消泡劑0. 5% 1. 5%水25% 40%其中片狀金屬粉體為銀粉和鍍銀銅粉，鍍銀銅粉中銀含量為5% 25%。
2.按照權(quán)利要求1的涂料，其特征在于，丙烯酸系列乳液為純丙乳液、硅丙乳液、苯丙 乳液中的一種。
3.按照權(quán)利要求1的涂料，其特征在于，分散劑為聚羧酸鹽類中的一種。
4.按照權(quán)利要求1的涂料，其特征在于，潤濕劑為二烷基磺基琥珀酸鹽、烷基萘磺酸 鈉、十二烷基磺酸鈉、硫酸月桂酯、烷基吡啶鹽氯化物、烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯乙二醇 烷基酯、乙炔乙二醇中的一種。
5.按照權(quán)利要求1的涂料，其特征在于，流平劑為丙烯酸類流平劑、醋丁纖維素流平 劑、有機硅類流平劑、非離子型聚氨酯流平劑中的一種。
6.按照權(quán)利要求1的涂料，其特征在于，消泡劑為聚醚類、礦物油、有機硅類消泡劑中 的一種。
7.權(quán)利要求1的一種電磁屏蔽水性涂料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟(1)將分散劑、潤濕劑、部分消泡劑攪拌溶解在去離子水中；(2)將片狀金屬粉加入步驟(1)中的混合溶液中進(jìn)行混合，高速攪拌分散10 20min；(3)將乳液加入步驟(2)中得到的混合料中，攪拌混合40 50min；(4)將流平劑和余下消泡劑加入步驟(3)中得到的混合料中攪拌5 lOmin，得到電磁 屏蔽水性涂料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電磁屏蔽水性涂料及其制備方法，屬于電磁屏蔽涂料領(lǐng)域。涂料組成為乳液30％～50％，片狀金屬粉10％～30％，分散劑0.5％～2％，潤濕劑0.2％～1％，流平劑0.5％～3％，消泡劑0.5％～1.5％，水25％～40％。制備方法包括將分散劑、潤濕劑、部分消泡劑攪拌溶解在去離子水中；將片狀金屬粉混合在溶液中，高速攪拌；將乳液加入上述混合料中，攪拌混合；將流平劑和余下消泡劑加入上述混合料中攪拌即可。本發(fā)明涂料在100kHz～1.5GHz的頻率范圍內(nèi)，屏蔽效能達(dá)到60～85dB，所得涂層在自然狀態(tài)下放置6月以上其表面電阻率基本無變化，適用于建筑體系和有環(huán)保要求的其他電磁防護(hù)體系。
文檔編號C09D125/14GK102002294SQ20101057997
公開日2011年4月6日 申請日期2010年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月3日
發(fā)明者蘭明章, 崔素萍, 李桃安, 毛倩瑾, 沈文婷, 王亞麗, 王子明, 聶祚仁 申請人:北京工業(yè)大學(xué)