一种碳纤维电磁屏蔽涂料的制作方法

文档序号:12164239阅读:691来源:国知局

本发明涉及涂料技术领域,尤其涉及一种碳纤维电磁屏蔽涂料。



背景技术:

随着计算机和网络技术的高速发展,人们进入了“信息时代”,电磁波作为传输信息的载体走进家用电器、通信、计算机及信息设备、电动工具、航空航天工业、科技、医学等社会生活的各个领域。各种电子产品都采用工程塑科作为外壳,而工程塑料对电磁渡几乎是“透明”的,这就使得有限空间内的电磁环境空前恶化,带来一系列的社会问题和环境问题。如电磁干扰、电磁信息泄密以及电磁辐射对人体健康带来的危害。

为了消除电磁干扰和电磁辐射,必须对其进行电磁屏蔽处理。电磁屏蔽的方法有:(l)在塑料机壳成型时,将导电填料与树脂混炼,制成导电塑料。这种塑料的导电性与导电填料的种类和性质有关,但导电填抖的加入严重影响塑料的加工性能,致使其难以制成复杂的形状,而且目前导电塑料外壳的屏蔽效果一般都不太理想。(2)在塑料表面覆盖一层导电膜,具体方法有:导电涂料、金属溅射、真空金属镀铝、电镀或化学镀金属膜、黏贴金属膜等。

其中,导电涂料因为其易于使用,效果好而得到广泛应用。

电磁屏蔽涂料性能的优劣很大程度上取决于涂料的制备过程。电磁屏蔽涂料的制备工艺包括原料的预处理工艺、涂料的分散工艺、涂料的施工工艺和涂料的固化工艺.各个部分都显著影响涂层的导电性和屏蔽效能以及物理机械性能。短碳纤维的表面积大,表面能高,容易吸收空气中的水分,使得碳纤维和树脂之间的亲和力下降,影响碳纤维在涂料体系中的分散,而且碳纤维本身的针状结构也决定了它其有很大的吸油值,很难在涂料体系中分散均匀。涂料的分散是否均匀影响涂料中碳纤维导电网络的形成,最终影响涂层的导电性和屏蔽效能。涂料的施工直接决定了涂层的质量,从而影响涂层的导电性和屏蔽效能。



技术实现要素:

本发明的目的在于提出一种碳纤维电磁屏蔽涂料,其具有比较优异的电磁屏蔽性能。

为达此目的,本发明采用以下技术方案:

一种碳纤维电磁屏蔽涂料,按照重量份数包括:

丙烯酸树脂 100

导电导磁聚苯胺改性碳纤维 100-160

分散剂 25-40

有机膨润土 10-16

丙酮 6-10

硅烷偶联剂 5-15

固化剂 2-10。

优选的,所述导电导磁聚苯胺改性碳纤维的制备方法,包括:

(1)将纳米磁粉超声波分散到水中,加入油酸和十二烷基苯磺酸钠,升温到75-85℃并保温至少1小时,冷却到室温,得到磁粉分散液;

(2)将短碳纤维和盐酸苯胺加入所述磁粉分散液,在3-10℃下超声分散至少1小时,加入过硫酸铵溶液,在5-15℃下原位聚合反应12-18小时;

(3)用盐酸与丙酮交替洗涤反应产物,水洗至pH为7,过滤,烘干,得到所述聚苯胺改性碳纤维。

由于碳纤维本身是针状填料,吸油值大,而且碳纤维之间的凝聚力很强,容易团聚,在涂料体系中分散性不好。虽然用偶联剂改性可以提高碳纤维的分散性,但改善不是很明显,而且偶联剂分子包覆在碳纤维表面,会影响导电通路的连续性,从而对涂层的导电性能造成影响。本发明在碳纤维表面包覆一层导电聚合物导电聚苯胺,来改善碳纤维在涂料体系中的分散性。由于聚苯胺经过质子酸掺杂之后,能够形成连续的导电通路,所以改性碳纤维经过包覆改性后导电性能也不会受影响。

本发明所述的涂料中,聚苯胺改性碳纤维增加了涂层对电磁波的吸收,且增加了其在涂料中的分散性能,使得其屏蔽效能可达20-30dB。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

先按照本发明所述的导电导磁聚苯胺改性碳纤维的制备方法,制备得到聚苯胺改性碳纤维。所述制备方法包括:

(1)将纳米磁粉超声波分散到水中,加入油酸和十二烷基苯磺酸钠,升温到75-85℃并保温至少1小时,冷却到室温,得到磁粉分散液;

(2)将短碳纤维和盐酸苯胺加入所述磁粉分散液,在3-10℃下超声分散至少1小时,加入过硫酸铵溶液,在5-15℃下原位聚合反应12-18小时;

(3)用盐酸与丙酮交替洗涤反应产物,水洗至pH为7,过滤,烘干,得到所述聚苯胺改性碳纤维。

实施例1

一种碳纤维电磁屏蔽涂料,按照重量份数包括:

丙烯酸树脂 100

导电导磁聚苯胺改性碳纤维 100

分散剂 25

有机膨润土 10

丙酮 6

硅烷偶联剂 5

固化剂 2。

实施例2

一种碳纤维电磁屏蔽涂料,按照重量份数包括:

丙烯酸树脂 100

导电导磁聚苯胺改性碳纤维 160

分散剂 40

有机膨润土 16

丙酮 10

硅烷偶联剂 15

固化剂 10。

实施例3

一种碳纤维电磁屏蔽涂料,按照重量份数包括:

丙烯酸树脂 100

导电导磁聚苯胺改性碳纤维 140

分散剂 30

有机膨润土 12

丙酮 8

硅烷偶联剂 10

固化剂 5。

实施例1-3所述的涂料屏蔽效能可达20-30dB。

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