一种兼备电磁屏蔽和抗静电效能的复合板及生产工艺的制作方法

专利名称：一种兼备电磁屏蔽和抗静电效能的复合板及生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于复合材料技术领域，特别涉及一种具有电磁屏蔽及抗静电效能的复合材料。
背景技术：
随着电子技术和电子设备的进步，电磁波和静电对电子设备和人类健康的副作用 亟需得到治理。当前铁路客运专线的大规模建设正蓬勃开展，它对通信讯号、列车控制、调 度指挥等系统设备，提出了新的更高的要求。而这些系统设备采用的大量的微电子器件容 易受到电磁干扰的威胁，提高信号系统电子设备的电磁屏蔽和抗静电效能迫在眉睫。目前普通电磁屏蔽板为导电板，即金属平板，此为极良好的屏蔽体，但由于其电阻 率太小，在静电场中容易产生静电感应，有可能损坏器件。因此这种普通电磁屏蔽板不具备 抗静电性。另外，直接用金属板作装饰板，也不够人性化，而普通抗静电板又不具备电磁屏 蔽效能。实际上不少电子电器设备需要既能抗静电又要满足电磁屏蔽效能的机箱，机壳或 机房板面。既然作为装饰板，又必须满足轻质、高强、阻燃和外表面与室内布置协调的色彩 要求，满足以上综合性能的复合板尚未见报道。

发明内容
本发明的目的是提供一种兼备电磁屏蔽和抗静电效能的复合板及生产工艺，以求 适应和满足市场对于电子、微电子设备及移动机房所用轻质高强装饰板的实际需求。本发明的技术方案由复合板的产品结构和生产工艺两部分组成1、产品结构本发明提供的复合板由金属箔(网)、玻璃纤维体、阻燃导电糊料层、色彩覆盖层 及阻燃耐热胶黏剂组合构成。金属箔(网)设置在该复合板中心处，两层玻璃纤维体的内表 面分别通过阻燃耐热胶黏剂将金属箔(网)夹在中间并通过热合形成玻纤织物增强的夹心 金属导电层；两层玻璃纤维体的外表面分别浸渍阻燃导电糊料层，并经高温模压形成复合 板基体。色彩覆盖层由调色粉末通过模内涂漆工艺覆盖在复合板基体上，其厚度为0. 10. 2毫米。其中，金属箔(网)包括铝箔、黄铜丝网、不锈钢丝网，可根据所规定的频率条件 和所屏蔽的是低频(f < IOOKHz)磁场，还是高频电磁场灵活选用。铝箔的选用厚度为 0. 075 0. 1mm，特殊场合选用的黄铜丝网或不锈钢丝网为40 80目。玻璃纤维体可选用 玻纤毡或玻纤布。而所使用的阻燃导电糊料层则是由下列重量份数的原料组分均勻混合组 成①不饱和聚酯15 20份，简苯型，邻苯型或双酚A型；②低收缩树脂6 10份，聚苯乙烯在单体苯乙烯中的溶体；③聚乙烯微粉1 4份；④水合氧化铝填料55 65份；
⑤不锈钢纤维2 6份，直径12微米，长度1. 5毫米；⑥特导电炭黑粒子2 7份；⑦降粘剂0.5 2份；⑧引发剂0.3 0.5份；⑨脱模剂2 4份；⑩增稠剂0.3 0.5份。2、生产工艺本发明生产如上所述复合板的工艺包括以下八个步骤①选料、备料根据电磁屏蔽和抗静电的具体技术要求选择合适的铝箔、黄铜丝 网、不锈钢丝网、玻纤毡、玻纤布、阻燃耐热胶黏剂，并按配方制备阻燃导电糊料。②制作片料在金属箔(网)上双面胶黏玻璃纤维体并双面热压合形成夹心金属 导电层片料。③浸渍糊料层将制备好的阻燃导电糊料经高速搅拌混合后，送入SMC(片状模塑 料)机器的贮糊槽中，定量配送此糊在玻纤织物增强的夹心金属导电层的两面。④制备半成品将步骤③所得的片料经SMC(片状模塑料)机器的浸渍、辊压工序 制备成预成型半成品片料。⑤熟化处理将步骤④所得的预成型半成品片料进行35 45°C、8 24小时的熟 化处理。⑥固化成型将预成型半成品片料铺在140 150°C的钢制模具内，施加1015Mpa压力，3 5分钟固化成复合板基体。⑦模内着色根据需要可选用粉体静电喷涂模内着色，即与⑥固化成型同步在热 模条件下，预先将调色粉末喷在模具表面上，再铺前述预成型半成品片料，经模压成型后， 复合板基体的一个表面上形成0. 1 0. 2mm厚度的色彩表层。这个表层的硬度、耐磨耗、光 泽度、结合力、耐化学性又比基体的性能有了很大的提高。⑧成品入库制作好的复合板成品包装入库、贮存。总之，本发明提供的复合板是一种玻纤织物增强的不饱和聚酯浸渍压制成型的夹 心金属箔(网)复合板，具有良好的电磁屏蔽效能；其中心层金属良导体两侧复合形成的模 塑料内填充了长径比超过了 125的不锈钢纤维和特导电碳黑微粒，形成了一个微观的导电 网络，此层复合材料的电阻率介于IO5 109Ω，达到了永久的抗静电工作面；其比强度高过 铝合金板，相当于不锈钢板的强度；整块复合板有极好的阻燃性，达到UL94-V0级，可应用 于各类精密微电子设备的机房之内饰。本发明的表面涂覆时不含溶剂，与模压同步，相比模后涂漆节能、环保且各层的材质选择多样、自由，可满足多种环境的需要，市场前景非常广 阔。


图1为本发明实施例的产品结构示意2为本发明实施例的生产工艺流程框中标注1.金属箔(网)2.玻璃纤维体3.阻燃导电糊料层4.色彩覆盖层
具体实施例方式按照上述技术方案制作完成的产品，是一种具有很高电磁屏蔽和抗静电效能且纵向、横向抗拉强度很高的复合板，随着各层的材质选择的不同，可在不同的频率范围内满足 多种环境的需要。下面结合附图对本发明的三个实施例进行具体说明参考附图1、2，本发明实施例1的金属箔(网)1选用0. Imm的铝箔，玻璃纤维体2 选用SH-100玻璃纤维毡及阻燃耐热胶黏剂，阻燃导电糊料层3选用含有5%不锈钢纤维的 不饱和聚酯为基体的糊料。在该实施例中，首先在选用的0. Imm的铝箔上，双面施覆耐热、 阻燃的胶黏剂并双面热合SH-100玻璃纤维毡，然后在SMC (片状模塑料)机器上浸渍含有 5%不锈钢纤维的不饱和聚酯为基体的糊料，经过SMC机器的辊压后，糊料被浸渍碾压进入 玻璃纤维织物层内，粘度很快提高。再经过常规的增稠，形成了一块定型的预成型片料，该 片料再经过35°C、8小时的熟化处理并剥去两面的聚乙烯膜后，在140°C的钢制模具内，施 加IOMpa压力，3分钟整体固化成复合板基体，在30MHz 1500MHz频率范围内，测试其电磁 屏蔽效能达到50dB以上。参考附图1、2，本发明实施例2的金属箔(网)1选用40目黄铜丝网，玻璃纤维体 2选用EWR-400玻纤布及阻燃耐热胶黏剂，阻燃导电糊料层3选用含有3%不锈钢纤维和 3%特导电炭黑的不饱和聚酯为基体的糊料。在该实施例中，首先在选用的40目黄铜丝网 上，双面施覆耐热、阻燃的胶黏剂并双面热合EWR-400玻纤布，然后在SMC (片状模塑料)机 器上浸渍含有3%不锈钢纤维和3%特导电炭黑的不饱和聚酯为基体的糊料，经过SMC机 器的辊压后，糊料被浸渍碾压进入玻璃纤维织物层内，粘度很快提高。再经过常规的增稠， 形成了一块定型的预成型片料，该片料再经40°C、8小时的熟化处理并剥去两面的聚乙烯 膜后，在145°C的钢制模具内，施加12Mpa压力，4分钟整体固化成复合板基体，在IOMHz1500MHz频率范围内，测试其电磁屏蔽效能达到55dB以上。参考附图1、2，本发明实施例3的金属箔(网)1选用80目不锈钢丝网，玻璃纤维 体2选用EWR-400玻纤布及阻燃耐热胶黏剂，阻燃导电糊料层3选用含有3%不锈钢纤维 和3%特导电炭黑的不饱和聚酯为基体的糊料。在该实施例中，首先在选用的80目不锈钢 丝网上，双面施覆耐热、阻燃的胶黏剂并双面热合EWR-400玻纤布，然后在SMC (片状模塑 料)机器上浸渍含有3%不锈钢纤维和3%特导电炭黑的不饱和聚酯为基体的糊料，经过 SMC机器的辊压后，糊料被浸渍碾压进入玻璃纤维织物层内，粘度很快提高。再经过常规 的增稠，形成了一块定型的预成型片料，该片料再经过45°C、8小时的熟化处理并剥去两面 的聚乙烯膜后，在150°C的钢制模具内，施加15Mpa压力，5分钟整体固化成复合板基体，在 IOMHz 1500MHz频率范围内，测试其电磁屏蔽效能达到55dB以上。在上述的三个实施例中，为满足机房箱壁的室内装饰色彩要求，分别实施了模内 涂漆工艺，即在热模条件下，预先将Akzo公司的Interponimpress调色粉末喷在模具表面 上，再铺设上述预成型料，经模压成型后，复合板的一个表面形成了 0. 2mm厚度的色彩覆盖 层4。这个表层的硬度、耐磨耗、抗静电、光泽度、结合力、耐化学性又比基体的性能有了很大 的提高。在上述的三个实施例中，模压成型的工艺条件，类似于常规的SMC片状模塑料的 成型工艺条件，可是这里特别要注明的是这种在中心层金属良导体两侧复合形成的模塑料内填充了长径比超过了 125的不锈钢纤维和特导电碳黑微粒，形成了一个微观的导电网 络，此层复合材料的电阻率介于IO5 IO9 Ω，且不受温度和湿度变化影响，达到了永久的抗 静电工作面。其永久性抗静电性能明显区别于市售常规的涂覆性防静电膜层，实现了长期 免维护。对本发明的三个实施例进行技术测试的结果如下表所示
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权利要求
一种兼备电磁屏蔽和抗静电效能的复合板，其特征在于包括金属箔(网)(1)、玻璃纤维体(2)、阻燃导电糊料层(3)及阻燃耐热胶黏剂；金属箔(网)(1)设置在该复合板的中心处，两层玻璃纤维体(2)的内表面分别通过阻燃耐热胶黏剂将金属箔(网)(1)夹在中间并通过热压合形成玻纤织物增强的夹心金属导电层；两层玻璃纤维体(2)的外表面分别浸渍阻燃导电糊料层(3)并经高温模压形成复合板基体。
2.根据权利要求1所述的一种兼备电磁屏蔽和抗静电效能的复合板，其特征在于还 包括色彩覆盖层(4)；色彩覆盖层(4)由调色粉末通过模内涂漆工艺覆盖在复合板基体上， 其厚度为0. 1 0.2亳米。
3.根据权利要求1所述的一种兼备电磁屏蔽和抗静电效能的复合板，其特征在于所 述的金属箔(网)(1)包括铝箔、黄铜丝网、不锈钢丝网；其中铝箔的选用厚度为0. 0750. 1mm，特殊场合选用的黄铜丝网或不锈钢丝网为40 80目。
4.根据权利要求1所述的一种兼备电磁屏蔽和抗静电效能的复合板，其特征在于所 述的玻璃纤维体(2)为玻纤毡或玻纤布。
5.根据权利要求1所述的一种兼备电磁屏蔽和抗静电效能的复合板，其特征在于所 述的阻燃导电糊料层(3)是由下列重量份数的原料组分均勻混合组成①不饱和聚酯15 20份，简苯型，邻苯型或双酚A型；②低收缩树脂6 10份，聚苯乙烯在单体苯乙烯中的溶体；③聚乙烯微粉1 4份；④水合氧化铝填料55 65份；⑤不锈钢纤维2 6份，直径12微米，长度1.5毫米；⑥特导电炭黑粒子2 7份；⑦降粘剂0.5 2份；⑧引发剂0.3 0.5份；⑨脱模剂2 4份；⑩增稠剂0.3 0. 5份。
6.一种如权利要求1所述复合板的生产工艺，其特征在于包括以下八个步骤①选料、备料根据电磁屏蔽和抗静电的具体技术要求选择合适的铝箔、黄铜丝网、不 锈钢丝网、玻纤毡、玻纤布、阻燃耐热胶黏剂，并按配方制备阻燃导电糊料；②制作片料在金属箔(网)(1)上双面胶黏玻璃纤维体(2)并双面热压合形成夹心金 属导电层片料；③浸渍糊料层将制备好的阻燃导电糊料经高速搅拌混合后，送入SMC(片状模塑料) 机器的贮糊槽中，定量配送此糊在玻纤织物增强的夹心金属导电层的两面(3)；④制备半成品将步骤③所得的片料经SMC(片状模塑料)机器的浸渍、辊压工序制备 成预成型半成品片料；⑤熟化处理将步骤④所得的预成型半成品片料进行35 45°C、8 24小时的熟化处理；⑥固化成型将预成型半成品片料铺在140 150°C的钢制模具内，施加10 15Mpa压 力，3 5分钟固化成复合板基体；⑦模内着色根据需要可选用粉体静电喷涂模内着色，即与⑥固化成型同步在热模条件下，预先将调色粉末喷在模具表面上， 再铺前述预成型半成品片料，经模压成型后，在复 合板基体的一个表面上形成0. 1 0. 2mm厚度的色彩表层； ⑧成品入库制作好的复合板成品包装入库、贮存。
全文摘要
一种兼备电磁屏蔽和抗静电效能的复合板及生产工艺，该产品由金属箔(网)1、玻璃纤维体2、阻燃导电糊料层3、色彩覆盖层4及阻燃耐热胶黏剂组合构成，生产工艺包括①选料、备料、②制作片料、③浸渍糊料层、④制备半成品、⑤熟化处理、⑥固化成型、⑦模内着色、⑧成品入库八个步骤。是一种玻纤织物增强的不饱和聚酯浸渍压制成型的夹心金属箔(网)复合板，具有良好的电磁屏蔽效能，其表层的聚合物体中掺杂导电粒子和导电纤维，形成电阻率介于105～109Ω的永久抗静电工作面，纵向、横向抗拉强度高过铝合金板，相当于不锈钢板的强度，极好的阻燃性达到UL94-V0级，可应用于各类精密微电子设备的机房之内饰。其色彩表面涂覆时不含溶剂，与模压同步，相比模后涂漆节能、环保且各层的材质选择多样、自由，可满足多种环境的需要，市场前景非常广阔。
文档编号B32B17/06GK101808498SQ2010101551
公开日2010年8月18日 申请日期2010年3月23日 优先权日2010年3月23日
发明者徐奎忠 申请人:青岛华轩复合新材料科技有限公司