專利名稱：一種優(yōu)化電磁復(fù)合吸收材料的制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種優(yōu)化電磁吸收材料的制造工藝，主要是一種提高用于物聯(lián)網(wǎng)射頻識別抗金屬電子標簽的復(fù)合電磁屏蔽吸收材料的制造工藝。
背景技術(shù)：
射頻識別(RFID)技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)中的重要組成部分，射頻識別(RFID)技術(shù)從本質(zhì)上是一項自動識別技術(shù)。通常，RFID系統(tǒng)由電子標簽、讀寫器和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)這三個主要部分組成。電子標簽由天線和RFID芯片組成，每個芯片都含有唯一的識別碼，用來表示電子標簽所附著的物體。讀寫器用來讀寫電子標簽中的信息，讀寫器通過網(wǎng)絡(luò)和其他計算機或系統(tǒng)通訊，完成對電子標簽的信息獲取、解釋以及數(shù)據(jù)管理。可廣泛應(yīng)用于交通運輸(如票務(wù)系統(tǒng)、物流管理系統(tǒng)等)、企業(yè)生產(chǎn)過程控制(如煤礦安全識別控制系統(tǒng)、企業(yè)產(chǎn)品防偽識別系統(tǒng)等)及其它需要對物品進行動態(tài)管理的行業(yè)(如圖書館管理系統(tǒng)、小區(qū)門禁管理系統(tǒng))等等。該系統(tǒng)通過無線電波進行數(shù)據(jù)傳輸，當(dāng)無線電波遇到金屬或液體或電磁干擾吸收劑時，信號傳導(dǎo)就會產(chǎn)生干擾衰減，進而影響數(shù)據(jù)讀取的可靠性和準確度。為了解決這個問題就必須在電子標簽內(nèi)封裝一層電磁波復(fù)合吸收材料。目前，市售柔性復(fù)合吸收材料用于抗金屬電子標簽使用在金屬物體上時最多能保證有效識別距離達到設(shè)計識別距離的40%左右，而且厚度一般在0.5mm，無法滿足輕薄化應(yīng)用要求。CN102300446A《一種用于物聯(lián)網(wǎng)射頻識別的電磁波復(fù)合吸收材料》中所述用于物聯(lián)網(wǎng)射頻識別材料的電磁波復(fù)合吸收材料由于其吸收劑組成成分為各類軟磁材料及其混合物，其本質(zhì)具有一定的導(dǎo)電性，雖然加有一定比例的樹脂，但由于吸收劑粒子在膠合劑中難以實現(xiàn)均勻分布，相鄰的吸收劑粒子之間難免出現(xiàn)接觸，產(chǎn)品表面也難免出現(xiàn)吸收劑粒子外露，使用在金屬物體上時吸收劑粒子與金屬物體表面接觸，其表面電阻率也為(1.0X105 1.0X106) Ω.πι，所以該材料處于高頻電磁場時會產(chǎn)生一定的電感量，當(dāng)該材料粘貼或附著于電子標簽時該材料產(chǎn)生的電感量則會對標簽固有設(shè)計的電感產(chǎn)生影響，從而改變電子標簽電感量，使電子標簽的阻抗發(fā)生變化，其產(chǎn)生返回的信號頻點與設(shè)計信號頻點發(fā)生偏移，以致影響通信信號的交換，具體到實際應(yīng)用中反映 為:讀寫距離變短或讀寫距離的穩(wěn)定性差或標簽兼容性差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種優(yōu)化電磁吸收材料的制造工藝，通過對電磁干擾吸收劑粒子先進行絕緣包裹處理，再將絕緣包裹處理后的電磁干擾吸收劑粒子制成電磁波吸收材料，以彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:一種優(yōu)化電磁吸收材料的制造工藝，包括以下步驟:
第一步，將0.5微米 10微米的軟磁鐵氧體粒子、磁導(dǎo)率大于(200X IO6)H/m的微米級軟磁金屬的粒子按2:1 1:10的重量比混合，或不同軟磁金屬粒子按10:1 1:10的重量比均勻混合，得到電磁干擾吸收劑。
其中軟磁鐵氧體無特別限定，可以舉例為:N1-Zn系鐵氧體、Mn-Zn系鐵氧體、Mn-Mg 系鐵氧體、Cu-Zn 系鐵氧體、N1-Cu-Zn 系鐵氧體、Fe-N1-Zn-Cu 系、Fe-Mg-Zn-Cu 系等軟磁鐵氧體；軟磁金屬制成微米級的粒子可以舉例為:Fe-Ni合金系、Fe-N1-Mo合金系、Fe-N1-S1-B合金系、Fe-Si合金系、Fe-S1-Al合金系等,這些軟磁金屬制成微米級的粒子可以使用I種，也可以將2種或更多種混合使用。第二步，采用有機溶劑對有機包裹劑進行稀釋，稀釋后的有機包裹劑粘度在100-300 mPa.s 范圍。有機包裹劑可以舉出聚酯系列樹脂、聚乙烯樹脂、聚氯乙烯系列樹脂、聚乙烯醇縮丁醛樹脂、聚氨基甲酸乙酯樹脂、纖維素系列樹脂等熱可塑性樹脂；有機溶劑可以舉出:
(I)芳香烴類:苯、甲苯、二甲苯等；(2)脂肪烴類:戊烷、己烷、辛烷等；(3)鹵化烴類:氯苯、二氯苯、二氯甲烷等；(4)醇類:甲醇、乙醇、異丙醇等；(5)酯類:醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯等；(6)酮類:丙酮、甲基丁酮、甲 基異丁酮等。第三步，將已溶解的有機包裹劑與電磁干擾吸收劑吸收劑進行混合，有機包裹劑與吸收劑體積的比例為3.5%-8.5%:96.5% 91.5% ;混合后干燥、分散，使電磁干擾吸收劑粒子表面包裹上有機包裹劑，得到絕緣包裹處理后的電磁干擾吸收劑粒子，電磁干擾吸收劑粒子在0.5微米 40微米之間。其中混合方式可以舉例為:眾所周知的機械輪式攪拌、高速槳葉式旋轉(zhuǎn)等；干燥方式可以舉例為:帶式干燥、箱式干燥等；分散方式可以舉例為:旋轉(zhuǎn)式破碎、氣流式破碎等；或者采用集成了上述功能的噴霧干燥分散、沸騰干燥等。第四步，在絕緣包裹處理后的電磁干擾吸收劑粒子中添加膠合劑并混合均勻，電磁干擾吸收劑:膠合劑=65% — 95%:5% — 35%，得到復(fù)合電磁屏蔽吸收原材料。所述膠合劑，可以例舉為:有機樹脂、氯化聚乙烯、硅橡膠等。第五步，復(fù)合電磁屏蔽吸收原材料根據(jù)需要可以采用厚膜絲網(wǎng)印刷或軋制工藝制備0.lmm-0.5mm厚度的薄片狀復(fù)合電磁屏蔽吸收體、擠出工藝制備長條狀或管狀復(fù)合電磁屏蔽吸收體、壓縮成型工藝制備環(huán)形、圓型或其它形狀的復(fù)合電磁屏蔽吸收體等方式制成電磁復(fù)合吸收材料產(chǎn)品。通過實施本發(fā)明，提高電磁干擾吸收劑與膠合劑粘結(jié)性；控制電磁干擾吸收劑粒子在整個體系中的分散程度；控制電磁干擾吸收劑粒子的間距；改善因抗金屬電子標簽附著于金屬類背板時產(chǎn)生的阻抗變化而引起阻抗匹配問題造成的通信不暢。
具體實施例方式下面結(jié)合實例，對本發(fā)明做進一步的說明:
實施例一:
1，選用純度98.5%的針狀Fe粉與N1-Zn鐵氧體以80%: 20%比例混合作為電磁干擾吸收劑，其中粉體粒徑在0.5微米 4微米的范圍。2，選用市售LDPE聚乙烯樹脂作為有機包裹劑，溶解于60°C的苯中或溶解于110°C三氯乙烯中，稀釋后的樹脂溶液粘度在100 mPa *s,樹脂溶液用量按電磁干擾吸收劑粒子體積比約為6%:94%，加入電磁干擾吸收劑粒子機械攪拌混合、經(jīng)箱式干燥爐干燥后，用旋轉(zhuǎn)式剪切分散機進行分散，得到絕緣包裹處理后的電磁干擾吸收劑粒子，粒徑在0.5微米 40微米之間。3，選用氯化聚乙烯作為膠合劑，絕緣包裹處理后的電磁干擾吸收劑粒子與膠合劑的重量比約為80%: 20%。將絕緣包裹處理后的電磁干擾吸收劑粒子與氯化聚乙烯混合，軋制成厚度為:0.1mm 0.15mm的薄片。采用網(wǎng)絡(luò)分析儀測量方法，該薄片在0.1MHz IGHz的吸收衰減為:-5dB -1OdB,磁導(dǎo)率U1 (在IMHz時)為:45，表面電阻率為:1 XlO7 Ω.m，該薄片用雙面膠帶粘貼于13.56MHz抗金屬RFID標簽，在標簽有干擾(標簽背部有金屬物，較強電磁反射)的條件下，可靠通信距離為設(shè)計識別距離的80%。實施例二:
I,選用Fe-S1-Al合金片狀粉(長徑比大于5)與純度98.5%的球形Fe粉以2:1比例混合作為電磁干擾吸收劑，電磁干擾吸收劑粒子在0.5微米 40微米的范圍。2，采用市售135A CPE樹脂作為有機包裹劑，溶解于溶于市售芳香烴或鹵代烴中，樹脂溶液粘度在150mPa.s,再加入電磁干擾吸收劑粒子,樹脂溶液用量按電磁干擾吸收劑粒子體積比約為5%:95%,在沸騰干燥機中進行干燥分散，其熱空氣溫度控制在50 120°C，得到絕緣包裹處理后的電磁干擾吸收劑粒子，粒徑在0.5微米 40微米之間。3，選用聚氨酯樹脂作為膠合劑，膠合劑重量為絕緣包裹處理后的電磁干擾吸收劑粒子重量的10%，用酮類有機溶劑溶解后，與絕緣包裹處理后的電磁干擾吸收劑粒子攪拌成糊狀，采用絲網(wǎng)印刷涂布成0.5_厚的屏蔽吸收膜層，干燥后采用網(wǎng)絡(luò)分析儀測量方法，該膜層在0.1MHz IGHz頻段的吸收衰減為:_8dB -12dB，磁導(dǎo)率u 1 (在IMHz時)為:60，表面電阻率為:1Χ106Ω.πι。該薄片用雙面膠帶粘貼于13.56MHz抗金屬RFID標簽，在標簽有干擾(標簽背部有金屬物，較強電磁反射)的條件下，可靠通信距離為設(shè)計識別距離的90%。實施例三:
1，選用Fe-Mg-Zn-Cu軟磁鐵氧體與Fe-Si合金片狀粉(長徑比大于5)以1:4比例混合作為電磁干擾吸收劑，電磁干擾吸收劑粒子粒徑在0.9微米 40微米的范圍。2，采用市售PVP作為有機包裹劑，用乙醇作為有機溶劑，稀釋后有機包裹劑粘度在200mPa *s，稀釋后的有機包裹劑用量按電磁干擾吸收劑粒子體積比約為3.5%:96.5%，再加入電磁干擾吸收劑粒子，在真空耙式干燥機中進行混合、干燥、分散，得到絕緣包裹處理后的電磁干擾吸收劑粒子,粒徑在0.5微米 40微米之間。3，選用環(huán)氧樹脂作為膠合劑，絕緣包裹處理后的吸收劑粒子與環(huán)氧樹脂的重量比約為95:5，于40MPa壓力壓制IOOmmX IOOmmX Imm的片。經(jīng)固化后，采用網(wǎng)絡(luò)分析儀測量方法，1_厚的吸波片在0.1MHz IGHz的吸收衰減為:_10dB -15dB ;磁導(dǎo)率u 1 (在IMHz時)為:80，表面電阻率為:1Χ107Ω.πι。該復(fù)合屏蔽吸波片用雙面膠帶粘貼于13.56MHz抗金屬RFID標簽，在標簽有干擾(標簽背部有金屬物，較強電磁反射)的條件下，可靠通信距離為設(shè)計識別距離的95%。實施例四:
1，選用Fe-S1-Al合金片狀粉(長徑比大于5)作為電磁干擾吸收劑，電磁干擾吸收劑粒子粒徑為0.5微米 40微米。

2，采用市售PU作為有機包裹劑，溶解于丙酮中，樹脂溶液粘度在300mPa.S，樹脂溶液用量按吸收劑體積比約為7%:93%選用，再加入電磁干擾吸收劑粒子，采用封閉循環(huán)離心式噴霧干燥，其中干燥室溫度控制在80°C以內(nèi)，得到絕緣包裹處理后的吸收劑粒子，粒徑在0.5微米 40微米之間，溶劑丙酮經(jīng)冷凝回收。3，選用NBR橡膠(丁腈含量為40)作為膠合劑，絕緣包裹處理后的吸收劑粒子與NBR橡膠的重量比約為85:15，經(jīng)兩輥開煉機塑煉均勻后，于100T硫化機，在壓力lOMPa、溫度130°C左右、硫化時間20分鐘條件下，成型得到200mmX200mmX0.5mm的彈性復(fù)合屏蔽吸波片。采用網(wǎng)絡(luò)分析儀測量方法，0.5mm厚的吸波片在0.1MHz IGHz的吸收衰減為:-5dB -1OdB ;磁導(dǎo)率U1 (在IMHz時)為:60，表面電阻率為:1 XlO7 Ω.m。該復(fù)合屏蔽吸波片用雙面膠帶粘貼于13.56MHz抗金屬RFID標簽，在標簽有干擾(標簽背部有金屬物，較強電磁反射)的條件下，可靠通信距離為設(shè)計識別距離的85%。實施例五
1，選用Fe-S1-Al合金片狀粉(長徑比大于5)與Fe-Si合金片狀粉(長徑比大于5)以4:1比例混合作為電磁干擾吸收劑，電磁干擾吸收劑粒子粒徑為:0.5微米 40微米。2，采用市售PVP作為有機包裹劑，用乙醇作為有機溶劑，稀釋后有機包裹劑溶液粘度在250mPa.s，有機包裹劑溶液用量按吸收劑體積比約為8.5%:91.5%選用，加入電磁干擾吸收劑粒子，采用封閉循環(huán)離心式噴霧干燥，其中干燥室溫度控制在80°C以內(nèi)，得到絕緣包裹處理后的吸收劑粒子，粒徑在0.5微米 40微米之間，溶劑丙酮經(jīng)冷凝回收。3，選用氯化聚乙烯為粘合劑，絕緣包裹處理后的吸收劑粒子與膠合劑的重量比約為90:10。將吸收劑與氯化聚乙烯混合，于加壓式密煉機密煉均勻，于Φ65Β塑料螺桿擠出機擠出成型得到柔性復(fù)合屏蔽吸波體，其形狀可為條型、管型、瓦型或其他異性狀。以其擠出的寬度40mm、厚度1臟、長度200mm的條作為測試樣件，采用網(wǎng)絡(luò)分析儀測量方法，1.0mm厚的吸波片在0.1MHz IGHz的吸收衰減為:_12dB -15dB ;磁導(dǎo)率u 1 (在IMHz時)為:80，表面電阻率為:1Χ107Ω * m0該復(fù)合屏蔽吸波片用雙面膠帶粘貼于13.56MHz抗金屬RFID標簽，在標簽有 干擾(標簽背部有金屬物，較強電磁反射)的條件下，可靠通信距離為設(shè)計識別距離的95%。
權(quán)利要求
1.一種優(yōu)化電磁復(fù)合吸收材料的制造工藝，其特征是:將軟磁鐵氧體制成0.5微米 10微米的粒子、磁導(dǎo)率大于(200X 106)H/m軟磁金屬制成微米級的粒子，兩者粒子的混合物作為電磁干擾吸收劑粒子，用有機溶劑對有機包裹劑進行溶解，使有機包裹劑粘度在100-300 mPa.s范圍，將電磁干擾吸收劑與粘度在100-300 mPa.s范圍的有機包裹劑進行混合，有機包裹劑與電磁干擾吸收劑吸收劑體積的比例為3.5%-8.5%:96.5% 91.5%，將混合物進行干燥、分散，得到絕緣包裹處理后的吸收劑粒子，在絕緣包裹處理后的吸收劑粒子中添加膠合劑并混合均勻，絕緣包裹處理后的吸收劑粒子:膠合劑=65% — 95%: 5% — 35%，得到復(fù)合電磁屏蔽吸收原材料，將復(fù)合電磁屏蔽吸收原材料根據(jù)需要可以采用厚膜絲網(wǎng)印刷或軋制工藝制備0.lmm-0.5mm厚度的薄片狀復(fù)合電磁屏蔽吸收體、擠出工藝制備長條狀或管狀復(fù)合電磁屏蔽吸收體、壓縮成型工藝制備環(huán)形、圓型或其它形狀的復(fù)合電磁屏蔽吸收體等方式制成電磁復(fù)合吸收材料產(chǎn)品。
2.如權(quán)利要求1所述的一種優(yōu)化電磁復(fù)合吸收材料的制造工藝，其特征是:軟磁鐵氧體粒子為:N1-Zn系鐵氧體、Mn-Zn系鐵氧體、Mn-Mg系鐵氧體、Cu-Zn系鐵氧體、N1-Cu-Zn系鐵氧體、Fe-N1-Zn-Cu系、Fe-Mg-Zn-Cu系等軟磁鐵氧體；軟磁金屬制成微米級的粒子可以舉例為=Fe-Ni合金系、Fe-N1-Mo合金系、Fe-N1-S1-B合金系、Fe-Si合金系、Fe-S1-Al合金系等，這些軟磁金屬制成微米級的粒子可以使用一種，也可以將兩種或更多種混合使用。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種優(yōu)化電磁復(fù)合吸收材料的制造工藝，其特征是:有機包裹劑可以舉出聚酯系列樹脂、聚乙烯樹脂、聚氯乙烯系列樹脂、聚乙烯醇縮丁醛樹脂、聚氨基甲酸乙酯樹脂、纖維素系列樹脂等熱可塑性樹脂。
4.如權(quán)利要求3所述的一種優(yōu)化電磁復(fù)合吸收材料的制造工藝，其特征是:有機溶劑可以舉出:(a)芳香烴類:苯、甲苯、二甲苯等；(b)脂肪烴類:戊烷、己烷、辛烷等；(C)鹵化烴類:氯苯、二氯苯、二氯甲烷等；(d)醇類:甲醇、乙醇、異丙醇等；(e)酯類:醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯等；(f )酮類:丙酮、甲基丁酮、甲基異丁酮。
5.如權(quán)利要求4所述的一種優(yōu)化電磁復(fù)合吸收材料的制造工藝，其特征是:混合物進行干燥、分散的方法為機械攪拌混合、干燥后破碎分散。`
6.如權(quán)利要求4所述的一種優(yōu)化電磁復(fù)合吸收材料的制造工藝，其特征是:混合物進行干燥、分散的方法為機械攪拌混合、噴霧干燥。
全文摘要
一種優(yōu)化電磁復(fù)合吸收材料的制造工藝，將軟磁鐵氧體粒子、軟磁金屬制成微米級的的混合物作為電磁干擾吸收劑粒子，電磁干擾吸收劑粒子與有機包裹劑進行混合，將混合物進行干燥、分散，得到絕緣包裹處理后的吸收劑粒子，在絕緣包裹處理后的吸收劑粒子中添加膠合劑并混合均勻，得到復(fù)合電磁屏蔽吸收原材料，將復(fù)合電磁屏蔽吸收原材料根據(jù)需要可以采用厚膜絲網(wǎng)印刷或軋制工藝制備、擠出工藝、壓縮成型工藝等方式制成各種電磁復(fù)合吸收材料產(chǎn)品，本發(fā)明可提高電磁干擾吸收劑與膠合劑粘結(jié)性，控制電磁干擾吸收劑粒子在整個體系中的分散程度以及間距，改善因抗金屬電子標簽附著于金屬類背板時產(chǎn)生的阻抗變化而引起的通信不暢。
文檔編號C09K3/00GK103074031SQ20131004872
公開日2013年5月1日 申請日期2013年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月7日
發(fā)明者曾華, 宋強, 胡健, 徐曉利, 黃道平 申請人:宜賓金川電子有限責(zé)任公司