高效能电磁屏蔽复合涂料

摘要

本发明涉及一种高效能电磁屏蔽复合涂料，其特征是包含具有电磁波反射功能的表层涂料I和具有电磁波吸收功能的底层涂料II；涂料I是由重量含量为67％～68％银包铜粉、25％～28％丙烯酸树脂、1.3％～1.4％钛酸脂偶联剂、0.2％～0.3％有机膨润土和余量二甲苯组成的混合物，银包铜粉含银量为18～22％；涂料II是由重量百分含量为50％～52％铁氧体粉、16％～18％羰基铁粉、25％～26％丙烯酸树脂、1.6％～1.8％钛酸脂偶联剂和余量二甲苯组成的混合物。在电子设备的外壳基板上先用涂料II涂刷成底层涂层，再用涂料I涂刷成表层涂层，即形成电磁屏蔽复合涂层。反射型涂料可阻挡外来电磁波的干扰，吸收涂料可吸收多余的电磁波，减少外界电磁波对电子设备的干扰。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于机械电子产品电磁屏蔽的高效能电磁屏蔽涂料。

背景技术

随着电子信息技术的迅猛发展，电子产品已越来越广泛应用于军事、工业和家庭生活的各个领域，因此，武器装备、工业机电设备和家用电器等都与电磁波息息相关。无论是军事或民用，电子信息的产生、传递、接收和处理，都要以电磁波为载体。一方面，电磁波作为信息传播的重要载体，用途广泛；另一方面，信息时代电子电气产品的广泛应用形成了复杂的电磁环境，从而带来大量的负面效应，诸如电磁干扰、电磁信息的安全性和电磁辐射对人体健康带来的危害等。因此，在大量开发电子产品的同时，也必须考虑对其进行电磁防护的问题，而且，随着现代武器装备、工业和科学研究领域的电子设备精度和灵敏度不断提高，必须提高对外界电磁辐射进行有效的防护能力，以防止对精密电子设备的电磁干扰。但国内关于电磁屏蔽材料的研究及应用起步较晚，防电磁辐射技术与国外的差距较大，开发品种少、屏蔽效果不理想，环境适应性差。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于电子或机电一体化产品的高效能电磁屏蔽复合涂料，它使用简单，成本低且有很强的电磁防护能力，满足军事、工业、科学和医疗设备辐射频段的屏蔽需要。

本电磁屏蔽复合涂料包含具有电磁波反射功能的表层涂料I和具有电磁波吸收功能的底层涂料II；所说的涂料I是由重量含量为67％～68％银包铜粉、25％～28％丙烯酸树脂、1.3％～1.4％钛酸脂偶联剂、0.2％～0.3％有机膨润土和余量二甲苯组成的混合物，所说银包铜粉中，银的重量含量为18～22％；所说的涂料II是由重量百分含量为50％～52％铁氧体粉、16％～18％羰基铁粉、25％～26％丙烯酸树脂、1.6％～1.8％钛酸脂偶联剂和余量二甲苯组成的混合物。钛酸脂偶联剂可提高粉体在树脂中的分散程度。

本复合涂料用于电子设备电磁屏蔽的应用，按如下步骤：

将电子设备的外壳或作为电子设备的外壳的基材板料表面清洁处理后，以刷涂或喷涂的方式将底层涂料II涂覆于表面，使之形成厚度为150～200μm的底层涂层，晾干、充分固化后，再在该底层涂层上涂覆涂料I，使之形成厚度为150～200μm的表层涂层，晾干、充分固化，即形成电磁屏蔽复合涂层。

本发明采用涂料I和涂料II在基板表面形成复合结构的电磁屏障，由涂料I形成的表面涂层是导电性良好的反射层，由涂料II形成的底层是可衰减电磁波的吸收层。当外界电磁波传播到表面反射层(即涂层I)时，因涂层I与空气的阻抗差较大，大部分电磁波将被反射；同时，由于电磁感应现象，在反射层的表面产生涡流效应，使部分电磁波通过涡流损耗而衰减。剩余电磁波则透过反射层进入吸收层(即涂层II)中，由于吸收层对电磁波具有较强的磁损耗和电损耗，对该部分电磁波进行吸收并损耗，使电磁波进一步衰减。外界电磁波经复合结构涂层后，电磁强度被大大削弱，因此对基体内部的影响很小，从而可实现高效能电磁屏蔽目的。

综上述，本屏蔽涂料具有方便、轻量、不占空间，与基材一体化等众多优势，本发明以反射型和吸收型屏蔽涂料相结合，吸收层涂料采用铁氧体和羰基铁为填料，使得涂层成本大大降低。由“高反射层+高吸收层”构成的电磁屏蔽层在宽频范围内具有很高的屏蔽效能，反射型涂料可阻挡外来电磁波的干扰，吸收涂料可吸收多余的电磁波，因此可在复杂电磁环境下得到最佳的电磁辐射防护，减少外界电磁波对自身设备的干扰，也有效防止电磁辐射对周围设备及人员的干扰和伤害，确保其工作稳定可靠，并保障操作人员免遭因电磁辐射而造成的人身危害。适用于各类电子产品、装置及系统，特别对于高精度的仪器、设备，最为理想。

附图说明

图1就由本复合涂料涂覆形成的电磁屏蔽复合板的剖面结构示意图。

图2(1)是用于涂层屏蔽效能测试的试样基板的结构图。

图2(2)是图2(1)的侧视图。

图3是涂层的屏蔽效能曲线。

图1中，1-反射层，2-吸收层，3-基板。

具体实施方式

实施例1电磁屏蔽复合涂料的制备

原料来源：

银包铜粉(形状：片状；粒度：10～15μm；银粉含量为19～21％)：市售，上海旦泽金属粉末有限公司；

铁氧体粉(91002型，形状：六角状；粒度：8～9μm)；市售，成都电子科技大学；

羰基铁粉(形状：球状；粒度：3.5～4.5μm)，市售，江苏天一超细金属粉末有限公司；

钛酸脂偶联剂(D401型)：市售，南京曙光化工厂；

丙烯酸树脂(1020型)：市售，上海高点化工有限公司；

二甲苯：市售，南京宁试化工厂；

有机膨润土：市售，南京瑶草科技有限公司。

(1)涂料I的制备

称取680克银包铜粉和250克丙烯酸树脂，混合，加入14克钛酸脂偶联剂和3克有机膨润土，然后加入53克二甲苯进行稀释，将混合物放入QM-3SP4型行星轮式球磨机中球磨，球磨机的参数设定为：球磨时间20min，转速250r/min。球磨完成后，将涂料倒入标记为I号的涂料桶中。

(2)涂料II的制备

称取500克铁氧体粉、170克羰基铁粉和250克丙烯酸树脂混合；加入18克钛酸脂偶联剂(D401)，用62克的二甲苯对混合物进行稀释，最后放入QM-3SP4型行星轮式球磨机中，球磨混合。球磨机的参数设定为：球磨时间30min，转速250r/min。球磨完成后，倒入标记为II号的涂料桶中。

实施例2复合涂料用于涂覆

(1)基材板表面清洁处理：

本例以环氧树脂塑料作为基板，用砂纸对基板表面打磨，以增加表面粗糙度，去除表面附着的油污、污渍等，然后用香蕉水对表面进行清洗、晾干。

(2)刷涂II号屏蔽涂料：

将环氧树脂塑料基板水平固定好，然后将II号涂料倒入盛料杯中，用刷子刷涂三遍，涂层厚度在150～200μm，然后置于阴凉处24小时，晾干，充分固化，形成屏蔽吸收层。

(2)涂刷I号屏蔽涂料：

在固化后的吸收层表面涂刷I号涂料，刷三遍，涂层厚度在150～200μm，再置于阴凉处24小时，晾干，充分固化，制成如图1结构的高效能电磁屏蔽复合涂层板。

图1表示复合电磁屏蔽材料的截面结构，基板3上表面复合有由涂料II涂覆形成的吸收层2，在吸收层2上复合有由涂料I涂覆形成的的反射层。

实施例3涂层的屏蔽效能测试

图2(1)和图2(2)表示环氧树脂塑料基板为设有中心孔的圆形板，板直径115mm，厚度为1mm，中心孔直径12mm。

按实施例2的步骤在基板的一侧用本发明涂料II和涂料I依次涂覆形成吸收层和反射层，涂层总厚度350μm，然后采用电磁屏蔽法兰同轴测试装置(东南大学研制)测试屏蔽效能。测试装置主要工作性能为：工作频率30KHz～1.5GHz，阻抗50Ω，测试动态范围不小于100dB，测试结果如图3所示。

图3是涂层测试所得的屏蔽效能曲线，图中横坐标为频率(单位：Hz)，纵坐标为屏蔽效能(单位：dB)。图3表明，在30KHz～1.5GHz范围内，涂层平均屏蔽效能为61.9dB。其中，在30KHz～700MHz频率范围内，涂层屏蔽效能达60dB～80dB；在700MHz～1.5GHz范围内，涂层屏蔽效能在50dB～60dB范围内波动。