专利名称：抗静电用板、装置及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及抗静电领域，尤其涉及用于电气、电子设备中的抗静电用板、装置及其应用。
背景技术：
任何物体内部都是带有电荷的，一般状态下，其正、负电荷数量是相等的，对外不显示出带电现象，但当两种不同物体接触或摩擦时，一种物体带负电荷的电子就会越过界面，进入另一种物体内，静电就产生了。而且因它们所带电荷发生积聚时产生了很高静电压，当带有不同电荷的两个物体分离或接触时出现电火花，这就是静电放电的现象。随着电器、电子设备的大量应用，静电无处不在，无时不有，它们对于电子设备而言都是潜在的干扰源。电器、电子设备工作时所产生的静电，容易对周围的其他电器、电子设备引发故障或者影响信号的传输。比如，汽车上的收音机，在炎热干燥的季节里常因轮胎和路面摩擦产生静电干扰而无法接收。可见，静电干扰会引发电器、电子设备的故障或者影响信号的传输， 并且危害着人们的身体健康，破坏生态平衡。通常认为静电传输有两种方式一种是传导方式；另一种是辐射方式。在实际工程中，两个设备之间发生干扰通常包含着许多种途径的耦合。正因为多种途径的耦合同时存在，反复交叉，共同产生干扰，才使得静电干扰变得难以控制。在汽车系统中，静电干扰尤为明显，尤其是汽车点火系统所产生的静电干扰十分强烈。利用现有的静电干扰消除方法并不能很好的解决这个问题，成为汽车静电抑制、实现电磁兼容的难点之一。点火系统涉及到点火电路性能、点火能量控制、点火时刻控制、汽缸工况等诸多技术问题。点火过程中由静电而引起大量的电磁干扰，主要分为点火线圈一次回路瞬变电压引起的传导干扰、高压导线和火花放电的高频辐射干扰等。传导干扰不仅对蓄电池电压造成冲击，同时还可通过电源线传到车内其他电子设备。高频电磁辐射对车内电子控制单元(EOT)也能产生较大影响，从而对汽车的监控等安全性方面产生严重的危害。另外，由静电引起的干扰导致ECU及点火装置的工作误差，使得燃烧装置的燃烧效率降低，这一方面浪费了能源，一方面未燃烧的气体排放到大气中造成了严重的环境污染。目前，铁氧体磁芯可作为减少外部对电子机器或电缆线干扰的部件。但遇到高频干扰信号时，磁环的电感短路就会短路，无法发挥抗静电的作用，而且，其体积比较大，不适于安装在车体中。还可以使用滤波器发挥抗电磁波的作用，但滤波器必须要知道受到何种电磁波的干扰。即便都是电磁波，有电子机器产生的电磁波，有转化器产生的高频干扰，电源线产生的电介干扰，又或者是电缆起到天线的作用将空中交汇的电波收集起来等各种各样的情况，对应不同情况的有效滤波器也有所不同。因此在电气、电子设备集中，线路复杂交错的设备中(如汽车)，如何便捷地消除电气之间由于静电而引起的电磁相互干扰，避免由其引起的工作误差，成为亟待解决的问题
发明内容
鉴于上述情况，本发明旨在提供一种抗静电用板及装置，该抗静电用板不但可安装在各种电器、电子设备的任何位置上，稳定性好且安全，对人体健康没有任何影响，而且可以大大消除电气设备之间由静电而引起的电磁干扰，避免设备的工作误差，提供工作效率。为此，本发明提供了一种抗静电用板，该抗静电用板包括金属板及在其表面上形成的涂层，并在该金属板上连接接地导线，涂层的主成分为粉末状压电材料，电介体以及硅酮类物质，而且，涂料中压电材料与电介体的重量比为1.2-1.6 1。上述压电材料可以是钛酸钡、锆钛酸铅、改性锆钛酸铅、偏铌酸铅、铌酸铅钡锂、或者是改性钛酸铅，其中优选为钛酸钡。上述电介体是指介电性较高的物质，例如高介电性聚合物，主要有聚氨基甲酸纤维素、氰乙基化聚氨基甲酸纤维素和聚偏二氟乙烯；竹炭粉末；石墨等物质。上述硅酮类涂料是指一类含有Si-O-Si链的有机硅聚合物涂料，如硅酮树脂材料，耐火涂料。本发明采用的金属板可以是铝、铜、金或含有这些成分的合金，所用金属板应该具有一定的可挠性。优选地，涂料涂层的厚度< 20 μ m。根据本发明提供的涂料，粉末状压电材料的质量大于涂料总重量的20%，电介体质量大于涂料总重量的10%，硅酮类涂料质量小于总重量的70%。当该抗静电用板用于汽油发动机时，压电材料与电介体的重量比为1. 2 1。当抗静电用板用于柴油发动机时，压电材料与电介体的重量比为1.5 1。当抗静电用板用于重油发动机时，压电材料与电介体的重量比为1.6 1。该抗静电用板可安装在电气设备的外周面，并能够拆卸，涂有上述涂料的表面与设备紧密接触。可采用粘附或者其他方式按照其表面形状适配安装。可增大该用板的表面积以增强其抗静电的能力。另外，还可以通过将多层抗静电用板的叠加体作成通过铝制网状(mesh)网所夹持的夹层结构，由于铝制网状(mesh)网起到缓冲件的作用，可防止由于电气设备的振动，该抗电磁用板不慎脱落。本发明提供的抗静电用板可用于汽车系统，将静电用板贴附或绑缚在汽车系统的部件上，可消除部件所产生的静电。通过采用本发明提供的抗静电用板，可有效消除电器设备所产生的静电，进而消除由静电产生的电磁干扰，保证了电器设备的正常运作。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图1示出了根据本发明一种实施方式中抗静电用板的结构示意图；图2示出了根据图1中抗静电用板的侧视结构示意图；图3示出了根据本发明另一种实施方式的抗静电用板的立体结构示意图；图4示出了抗静电用板1的叠加体的组装过程状态图；图5示出了的图4所示叠加体的组装完成后的状态图6示出了本发明具体实施例中汽车动力影响测试1结果图；图7示出了本发明具体实施例中汽车动力影响测试2结果图。
具体实施例方式下面将对本发明的发明目的、技术方案和有益效果作进一步详细的说明。应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对所要求的本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。在电子器件集中、线路复杂交错的设备中，静电现象严重危害着各个部件的正常工作，不但影响设备的工作效率，还会影响设备的输出信号，产生错误信息和操作。本发明就是为了解决上述问题，提供了一种抗静电用板，该抗静电用板包括金属板及在其一个表面上形成涂层，并在该金属板上连接接地导线，该涂层的主成分为粉末状压电材料，电介体以及硅酮类物质。压电材料是指受到压力作用时会在两端面间出现电压的晶体材料。本发明采用的压电材料可以是钛酸钡、锆钛酸铅、改性锆钛酸铅、偏铌酸铅、铌酸铅钡锂、改性钛酸铅，其中优选为钛酸钡。电介体是指介电性较高的物质，例如高介电性聚合物，主要有聚氨基甲酸纤维素、 氰乙基化聚氨基甲酸纤维素和聚偏二氟乙烯、竹炭粉末、石墨等物质。硅酮类涂料是指一类含有Si-O-Si链的有机硅聚合物涂料，如硅酮树脂材料，耐火涂料。根据本发明提供的涂料，粉末状压电材料的质量大于涂料总重量的20%，电介体质量大于涂料总重量的10%，硅酮类涂料质量小于总重量的70%。优选的，在本发明提供的涂料中压电材料与电介体的重量比在1.2-1. 6 1的范围内。本发明采用的金属板可以是铝、铜、金或含有这些成分的合金，所选材料具有一定的可挠性。在选择金属材料时最优先考虑导电性，另外也可以从成本、耐久性等方面考虑， 根据需要选择合适的金属板。在本发明提供的具体实施方式
中，上述抗静电用板中涂层的厚度优选为< 20μπι。 这是因为，在涂层中主成分为粉末状压电材料，电介体以及硅酮类物质。这些粉末状原料的粒径优选为3 8 μ m。将涂层的厚度控制在不超过20 μ m的范围内，能够保证涂层中各种材料保持整齐均一，避免因各种材料的过多重叠所引起的效果恶化，同时，还可以控制生产成本。该抗静电用板可安装在电气设备的外周面，并能够拆卸，其由带状可挠性薄的金属板以及涂敷于该金属板表面的涂层构成，且涂有上述涂料的面与设备紧密接触。可采用粘附或者其他方式按照其表面形状适配安装。电气设备的表面积是有限的，为了增大用板的表面积，加强其抗静电的能力，可以对其表面进行处理以增大涂料的面积。可以采用本领域通用的技术方法增大表面积，图3 示出了增大表面积的一种方式。另外，还可以通过由多层抗静电用板堆叠并通过铝制网夹固而形成抗静电用板夹层结构，由于该铝制网起到缓冲件的作用，可防止由于电器设备的振动，该抗电磁用板不慎脱落。由于采用了多抗静电用板，加强了抗静电的能力。下面将参考附图，说明本发明的实施方式。图1为本发明提供的一种抗静电用板的结构示意图。在该图中，抗静电用板1通过在金属板2的一面形成涂层3，并在该金属板2上连接导线4的一端，导线4的另一端接地(适用对象电气设备的接地电位)而构成。金属板2 由导电性能好的材料(例如，铜、金或含有这些成分的合金)构成，并从弯曲等易于变形性来考虑，该板厚尽可能要薄(例如，0. 2mm)。金属板2的长度L，根据适用电气设备的外周长来决定，即为可足够缠绕该电器设备外周的长度L。并且，金属板2的宽度W与长度L 一起决定在金属板2的一个表面形成的涂层3的形成面积，而由于该涂层3的形成面积与抗静电效果关系密切，因此，可根据需要设定最合适的形成面积。如图2所示，涂层3的主成分为粉末状压电材料5，以及与压电材料5充分混合的电介体和硅酮类物质6(6代表涂层中除了压电材料5以外的其他材料，如电介体和硅酮类物质两种物质)，压电材料5是由微小(例如，3微米左右)的粒子组成。硅酮类涂料为至少含有均化压电材料5的硅酮类涂料(保持剂)、电介体具有半导体性质，用于顺利转移该压电材料5生成的电荷。在上述物质制成的涂料中还可以加入粘附剂，用于将涂料粘附到金属板2表面形成涂层。在上述实施方式中抗静电用板1能够消除电气设备周围的静电干扰，其原理在于，涂料中的压电材料伴随电器设备的振动在图层上产生电动势，然后，在该电动势产生的电场作用下，消除了电器自身的静电。图3示出了本发明另一种实施方式的抗静电用板的立体结构示意图，在这种实施方式中该抗静电用板表面支撑凹凸间隔的样式，增大了涂料的表面积，增大了其抗静电的能力。图4示出了抗静电用板1的叠加体组装过程状态图，图5示出了的图4所示叠加体的组装完成后的状态图。抗静电装置10具有以下夹层结构在金属基板11，例如铝基板上叠加多个(在此例举4张)金属板12-15，采用铝网状(mesh)网16、17将其夹持。另外， 在该图中，将上方的铝网状网16与下方的铝网状网17描述为两个，但不限于此，其也可以是一个整体铝网。此处金属板12-15与图1中抗静电用板的金属板2相同，分别在金属板12_15的某一表面形成涂层18-21，上述涂层18-21与图1中抗静电用板的涂层3相同。并且，从金属板12-15引出导线22，该导线22连接到该电器设备的接地电位。具有如上述结构的抗静电装置10与图1所示抗静电用板1具有相同的原理，发挥抗地磁干扰的作用。另外，抗静电装置10由多层金属板叠加而成，对于抗静电效果而言，相当于该各个金属板的合计表面积，其抗静电效果是各个抗静电用板效果的总和。并且，该抗静电装置10的两面安装有铝网状网16和17，因此，当安装到电器设备上时，铝网状网16和17起到缓冲件的作用，能够防止装置10不慎错位或脱落。为了测试本发明所提供涂料的抗静电能力，进行了一系列实验进行验证实施例1-3 按照表1中所提供的材料和比例添加适量的粘结剂混合均勻制备涂料，然后将涂料涂覆在金属板上，制得抗静电用板1-3。将上述抗静电用板1-3固定在蓄电池上，测试其
电压稳定性。电磁干扰用板1-3的基本情况如下 表1涂料原材料配比及抗电磁干扰用板1-3的构成
权利要求
1.一种抗静电用板，包括金属板O)以及在所述金属板( 上形成的涂层(3)，其特征在于，所述涂层(3)由包括压电材料、电介体及硅酮类物质的涂料涂覆而成，所述涂料中压电材料与电介体的重量比为1.2-1.6 1。
2.根据权利要求1所述的抗静电用板，其特征在于，所述压电材料是钛酸钡、锆钛酸铅、改性锆钛酸铅、偏铌酸铅、铌酸铅钡锂，或者改性钛酸铅。
3.根据权利要求1所述的抗静电用板，其特征在于，所述金属板是可绕性金属板。
4.根据权利要求1所述的抗静电用板，其特征在于，所述涂层(3)的厚度<20μπι。
5.根据权利要求1所述的抗静电用板，当所述抗静电用板用于汽油发动机时，压电材料与电介体的重量比为1.2 1。
6.根据权利要求1所述的抗静电用板，当所述抗静电用板用于柴油发动机时，压电材料与电介体的重量比为1.5 1。
7.一种抗静电装置，其特征在于，由权利要求1所述的抗静电用板多层叠加而成。
8.根据权利要求7所述的抗静电装置，其特征在于，所述装置具有将多层抗静电用板的叠加体通过铝制网状(mesh)网所夹持的夹层结构。
9 权利要求1-6中任一项所述的抗静电用板在汽车系统中的应用，其特征在于，将所述抗静电用板贴附或绑缚在所述汽车系统的部件上。
全文摘要
本发明提供了一种抗静电用板、装置及其应用，该抗静电用板及装置可设置在电气设备的任何位置，用于消除电气设备的静电，且性能稳定，并对人体健康不产生任何影响。该抗静电用板包括金属板(2)和在其任一个表面上形成的涂层(3)，在金属板(2)上连接有接地的导线(4)。涂层(3)所含的主成分为粉末状压电材料、电介体及硅酮类涂料。抗静电装置通过将上述抗静电用板多层叠加而构成，优选地，具有一个或多个将多层抗静电用板的叠加体通过铝制网状(mesh)网所夹持的夹层结构。
文档编号H05F3/02GK102256426SQ20111011609
公开日2011年11月23日 申请日期2011年5月5日 优先权日2011年5月5日
发明者和田正幸 申请人:大华金辉(北京)科技有限公司