一种电磁波屏蔽膜及基于其的高度透明强电磁波屏蔽胶带

摘要

本发明公开了一种电磁波屏蔽膜及基于其的高度透明强电磁波屏蔽胶带，其特征在于：电磁波屏蔽膜是通过在透明基底上涂布电磁波屏蔽浆料而获得，而强电磁波屏蔽胶带是基于电磁波屏蔽膜制得；其中电磁屏蔽浆料是由银纳米线、PEDOT:PSS、石墨烯、水性丙烯酸树脂，水性聚氨酯树脂、固化剂、小分子分散剂、流平剂、消泡剂及水混合而成。本发明的电磁波屏蔽胶带的可见光透过率可以达到90％以上，且屏蔽效能强、频率范围大。

说明书

技术领域

本发明涉及用于显示的电子元件的电磁波屏蔽，具体涉及一种电磁波屏蔽膜及基于其的电磁波屏蔽胶带。

背景技术

电磁波屏蔽涂料从30年代就开始开发，一般使用醇酸树脂、丙烯酸树脂、聚氯乙烯、聚苯乙烯树脂为主要的成膜物质。1957年，日本开始生产银系和碳系的电磁屏蔽涂料，其中银系因为采用银为主要屏蔽物质，制备成本昂贵。另外也有部分企业采用碳系为电磁屏蔽涂料的主要屏蔽物质，但是由于碳系的导电性差，导致屏蔽效果差。目前，电磁波屏蔽涂料主要是通过在屏蔽层中加入导电粒子(如金、银、镍、铜、铜合金、碳黑和石墨粉末等)和绝缘的胶粘剂进行混合均匀得到。以上所制备的电磁波屏蔽涂料均不具备良好的透过率。

屏蔽电磁波的常用方法主要分为两类：一类是使用导电布为基材制作电磁屏蔽结构，其中所使用的导电布价格昂贵、电导率低、屏蔽效率低；另外一类是通过印刷方式在导电覆盖层表面印刷形成一层导电油墨(如银浆油墨)层，并使该导电油墨层填充覆盖层中的开口，从而电连接于导电图形的接地线，并且需要对导电油墨进行加热烘干，操作复杂，且对被屏蔽元件和施工环境都有苛刻的要求。例如专利CN101185385A公开了一种电磁波屏蔽材料，其采用银颗粒、粘合剂以及溶剂的导电性糊剂通过丝网印刷到树脂基材然后加热处理，该种方法采用银颗粒为主要导电物质，透光率较差，在使用时需要先印刷再加热处理，因此限制了其使用条件。

综上可知，现有电磁波屏蔽涂料的透过率和屏蔽效能依然存在不足之处，在如何利用银系材料高屏蔽效能的同时降低生产成本方法尚有待进一步改善，在如何更简单有效的使用电磁屏蔽涂料方面依需进一步挖掘。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术的不足之处，提供了一种电磁波屏蔽膜及基于其的高度透明强电磁波屏蔽胶带，旨在有效降低银用量的前提下，提高电磁波屏蔽膜的透过率和屏蔽效能，同时以电磁波屏蔽胶带的形式简化使用方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案，

本发明首先公开了一种电磁波屏蔽膜，其特征在于：所述电磁波屏蔽膜是通过在透明基底上涂布电磁波屏蔽浆料而获得；所述电磁波屏蔽浆料的各原料按质量分数的构成为：

其中：

所述透明基底为PET薄膜、PC薄膜、PE薄膜、PP薄膜、PS薄膜或PVC薄膜。

所述银纳米线的直径为20nm～100nm，长度为10μm～200μm。

所述水性丙烯酸树脂为牌号S-20、S-70、S-90、S-120、S-160、S-812、S-820中的至少一种，优选牌号S-812的水性丙烯酸树脂。

所述水性聚氨酯树脂为拜耳水性聚氨酯树酯Bayhydrol B130、Bayhydrol F245中的至少一种，优选Bayhydrol B130。

所述固化剂为源禾水性固化剂SD 230、SD 220、SD 210中的至少一种，优选水性固化剂SD 230。

所述小分子分散剂为十二烷基苯磺酸钠、六偏磷酸钠、乙醇、异丙醇、丙三醇中的至少一种，优选十二烷基苯磺酸钠。

所述流平剂为Zonyl FSO、Zonyl FSJ、Zonyl FSA、Zonyl FS-520中的至少一种，优选Zonyl FSO。

所述消泡剂为德国迪高Foamex810、Foamex843中的至少一种，优选Foamex810。

本发明还公开了高度透明强电磁波屏蔽胶带，其是在透明基底的一面形成有上述的电磁波屏蔽膜，在另一面通过涂布粘结剂形成有胶粘层，在所述胶粘层表面粘贴有离型纸；

所述粘结剂为3M公司各类型粘结剂中的至少一种，优选EW2020。

上述高度透明强电磁波屏蔽胶带的制备方法，包括如下步骤：

(1)将银纳米线、PEDOT:PSS、石墨烯、水性丙烯酸树脂，水性聚氨酯树脂、固化剂、小分子分散剂、流平剂、消泡剂及水按比例混合均匀，得电磁波屏蔽浆料；

(2)将电磁波屏蔽浆料通过涂布机涂布在透明基底的一面，然后加热烘干，形成电磁波屏蔽膜；

(3)将粘结剂通过涂布机涂布在透明基底的另一面，形成胶粘层；

(4)将离型纸与胶粘层辊压成型，然后分切裁剪，即得到高度透明强电磁波屏蔽胶带。

优选的，步骤(2)所述烘干的温度在60～220℃。步骤(2)、(3)中的涂布工艺可以选择为凹版涂布、胶版涂布、口沫式涂布、狭缝式涂布、喷涂、镀覆法中的一种。

本发明所采用的材料为新型透明导电材料，银纳米线为纳米级直径、微米级长度，目前其长径比可以达到1000，同时银为自然界电导率最高的金属元素，在电磁波屏蔽方面表现出极高的使用价值。由于电磁波屏蔽膜使用了纳米级直径银线，因此可以有效的保证高度的透明性，同时其较大的长径比也可以有效的降低银的使用量、从而降低使用成本。本发明中采用的导电聚合物PEDOT:PSS具有优良的透过率和良好的电导率。本发明采用的片状石墨烯具有出色的导电性能，研究表明室温下载流子在石墨烯中的迁移率可达到15000cm²/(V·s)，相当于光速的1/300，远远超过其他半导体材料，如锑化铟、砷化镓、硅半导体等。本发明将水性丙烯酸树脂和水性聚氨酯复合使用，在于其高度透明性和优异的丰满度、光泽、硬度、耐溶剂性、耐候性、耐挠曲性、抗老化性。

本发明的有益效果体现在：

1、本发明的电磁波屏蔽胶带的可见光透过率可以达到90％以上，且屏蔽效能强、频率范围大；此外，本发明采用胶带的形式，使用方法简单方便，可以应用于室内外透明玻璃，以及避免影响外观的各种电磁设备。

2、本发明的电磁波屏蔽膜采用线性结构银纳米线、液态透明导电材料PEDOT:PSS和片状高导电石墨烯，有效的利用了不同导电材料的优势，提升了电磁屏蔽的效果，且有效降低了银的使用量，从而降低了成本。

3、本发明制备的电磁屏蔽膜具有大曲面弯曲的能力和良好的抗弯曲疲劳性能，具有弯折90°、弯曲次数1000次无不良影响的优秀性能。

附图说明

图1为本发明电磁波屏蔽胶带的结构示意图，图中标号：1为电磁屏蔽膜，2为透明基底，3为粘结层，4为离型纸。

具体实施方式

下面通过实施例和附图来对本发明的技术方案做清晰的阐述说明。

下述实施例所用原料型号、厂家如下：

银纳米线，通过醇还原方法制备，长度20-40μm，直径30-50nm；

石墨烯，来自合肥微晶材料科技有限公司，可市场购得；

PEDOT:PSS，购买自上海莼源植物化学有限公司；

水性丙烯酸树脂S-812，购买自韩国韩华集团；

水性聚氨酯树脂Bayhydrol B130，购买自上海源禾化工有限公司；

水性固化剂SD 230，购买自上海源禾化工有限公司；

小分子分散剂十二烷基苯磺酸钠，购买自合肥美丰化工有限公司；

流平剂Zonyl FSO，购买自广州和氏璧化工材料有限公司；

消泡剂Foamex810，购买自上海凯茵化工有限公司；

粘结剂EW2020，购买自上海常详实业有限公司。

实施例1

如图1所示，本实施例的强电磁波屏蔽胶带是在透明基底2的一面通过涂布电磁波屏蔽浆料形成有电磁波屏蔽膜1，在另一面通过涂布粘结剂形成有胶粘层3，在胶粘层表面粘贴有离型纸4。

本实施例电磁波屏蔽浆料所用各原料的质量配比见表1，余量为水，制备步骤如下：

(1)将银纳米线、PEDOT:PSS、石墨烯、水性丙烯酸树脂S-812，水性聚氨酯树脂Bayhydrol B130、小分子分散剂十二烷基苯磺酸钠、流平剂Zonyl FSO、消泡剂Foamex810、固化剂SD 230及水按比例混合均匀，得电磁屏蔽浆料；

(2)将电磁波屏蔽浆料通过涂布机涂布在透明基底PET的一面，然后120℃加热30min烘干，形成电磁波屏蔽膜；

(3)将粘接剂EW2020通过涂布机涂布在PET的另一面，形成胶粘层；

(4)将离型纸与胶粘辊压成型，然后分切裁剪，即得到高度透明强电磁波屏蔽胶带。

实施例2～6所用原料及制备方法与实施例1相同，区别仅在于制备电磁屏蔽浆料所用的各原料的质量配比不同，余量为水，各组分总合为100％，见表1。

表1

实施例银纳米线石墨烯PEDOT:PSS水性丙烯酸水性聚氨酯小分子分散剂流平剂消泡剂固化剂10.2％0.01％0.05％10％10％0.01％0.01％0.01％0.01％20.2％0.01％0.05％15％15％0.01％0.01％0.01％0.01％30.2％0.01％0.05％20％20％0.01％0.01％0.01％0.01％41％0.01％0.05％15％15％0.01％0.01％0.01％0.01％53％0.01％0.05％15％15％0.01％0.01％0.01％0.01％65％0.01％0.05％15％15％0.01％0.01％0.01％0.01％71％0010％10％0.01％0.01％0.01％0.01％

采用GJB6190-2008标准测量上述各实施例所得电磁屏蔽膜的屏蔽效能，测试频率为1GHz。采用弯折试验机WJJ-6C进行抗弯折实验，弯折角度90°，制样长×宽×高为150×50×1(mm)，弯折次数为1000次，定义弯折后对通电前后的透过率不发生改变为良好，发生改变为差。同时，采用申光牌型号为WGW的光电雾度测试仪测量各实施例所得电磁屏蔽膜的可见光透过率和雾度。具体结果见表2。

表2

指标实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6实施例7电磁波屏蔽效果(dB)72.5686580889072可见光透过率(％)93.593.493.592.391.591.292雾度值1.11.21.21.52.23.11.5弯折1000次良好良好良好良好良好良好良好

对比实施例1～7可知，将银纳米线、石墨烯、PEDOT:PSS复合使用，可以有效的降低银材料的使用含量，且可以达到与仅采用银纳米线相似的电磁屏蔽效果。

上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。