一种水性电磁屏蔽涂料及其制备方法和应用与流程

本发明涉及导电涂料，尤其涉及一种水性电磁屏蔽涂料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、导电涂料可分为结构型导电涂料和掺合型导电涂料，掺合型具有很多优异的性能，应用比较广泛，目前仍是研究的重点。导电涂料主要是由成膜物质、溶剂、助剂、导电填料等原材料制成。成膜物质是使涂料牢固粘附与被涂物表面形成连续薄膜的主要物质，是构成导电涂层的基础。溶剂的则主要是改变涂料的粘度特性，能够提高施工性。助剂则能够提升涂层的导电性能、施工性能。因此，成膜物质和溶剂不具备导电性，导电性主要是通过具有优异导电性能的导电填料粒子均匀分散在体系中实现的。

2、目前，掺合型导电涂料的导电填料主要包括金属系和碳系，金属系导电填料主要包括银粉、镍粉、铜粉、银包铜粉等，碳系填料常用的有石墨、炭黑等，碳系导电涂料因其良好的导电性、低廉的价格得到了广泛地应用。

3、传统涂料制备过程中采用的是油性溶剂，其中的voc(挥发性有机化合物)在常温下就可以挥发，并且在阳光下与大气发生光化学反应，破坏环境同时给人类健康带来了危害。区别于油性体系，水性导电涂料制备及使用过程中voc挥发少，但是现有的水性导电涂料也存在一些不足：电磁屏蔽的能力特别是对低频率段的屏蔽效能较差，且存在固含量较低、电磁屏蔽效果差等问题。

4、鉴于此，有必要提供一种水性电磁屏蔽涂料，以解决上述不足。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种水性电磁屏蔽涂料及其制备方法和应用。本发明的水性电磁屏蔽涂料成膜后的膜层中，采用两种及以上的不同粒径电磁屏蔽填料，可充分的分散于涂料中，导电性能高；不同粒径电磁屏蔽填料克服了大粒径填料体之间的空间差异，在涂料中可形成有弱势互补的导电三维网格结构，使得涂料具有较高的电磁屏蔽效能，以及较宽的电磁屏蔽波段，电磁防护作用好。

2、本发明的目的是提供一种水性电磁屏蔽涂料。

3、本发明的另一目的是提供一种水性电磁屏蔽涂料的制备方法。

4、本发明的另一目的是还提供一种水性电磁屏蔽涂料的应用。

5、根据本发明具体实施方式提供的水性电磁屏蔽涂料，所述水性涂料由以下质量份数的原料组成：

6、成膜树脂20～40份、水性导电浆料55～70份、流平剂0.2～1.0份、增稠剂0.1～0.5份、抗流挂剂0.6～3.0份和酸碱调节剂0.1～1.0份。

7、根据本发明具体实施方式提供的水性电磁屏蔽涂料，所述成膜树脂为苯丙乳液、水性环氧树脂、水性聚氨酯树脂、水性纯丙乳液、水性硅丙乳液、水性醋酸乙烯-乙烯共聚乳液中的任意一种

8、根据本发明具体实施方式提供的水性电磁屏蔽涂料，所述水性导电浆料由以下质量份数的原料组成：

9、电磁屏蔽填料47～97份、水25～35份、分散剂10～20份和消泡剂0.2～0.5份。

10、根据本发明具体实施方式提供的水性电磁屏蔽涂料，所述电磁屏蔽填料选自石墨粉、鳞片石墨、导电炭黑、石墨烯和碳包镍粉中的任意两种或任意两种以上。

11、根据本发明具体实施方式提供的水性电磁屏蔽涂料，所述电磁屏蔽填料由以下质量份数的原料组成：

12、石墨粉0～25份、鳞片石墨0～25份、导电炭黑5～7份、石墨烯0～10份和碳包镍粉0～15份。

13、根据本发明具体实施方式提供的水性电磁屏蔽涂料，所述石墨粉的粒度为10～15μm；所述导电炭黑的粒度为20～40nm；所述鳞片石墨的粒度为1～5mm；所述碳包镍粉的粒度为20～200nm。

14、根据本发明具体实施方式提供的上述水性屏蔽涂料的制备方法，包括以下步骤：

15、取水性导电浆料55～70份、成膜树脂20～40份、流平剂0.2～1.0份、抗流挂剂0.6～3.0份混合，研磨分散后加入增稠剂0.1～0.5份和酸碱调节剂0.1～1.0份，制成水性涂料。

16、根据本发明具体实施方式提供的上述水性屏蔽涂料的制备方法，所述研磨的时间为100～150mi n，所述研磨的转速为1700～2000rpm。

17、根据本发明具体实施方式提供的上述水性屏蔽涂料的制备方法，所述水性涂料的条件粘度为110～130s，所述水性涂料的ph值为7.5～9。

18、根据本发明具体实施方式提供的上述水性电磁屏蔽涂料在电磁屏蔽切断电磁波传播的改进中的应用，电磁屏蔽的应用场景包括但不限于电子产品、建筑物等需电磁防护环境，以刷涂、擦涂、滚涂、刮涂、喷涂、浸涂、电泳涂等方式充分、均匀涂布于应用场景的表面上。

19、本发明的原理是：

20、成膜树脂：使涂料牢固粘附于被涂物表面，并且形成连续薄膜状，构成导电涂层的基础；

21、水性导电浆料：分散于成膜树脂中，提供优异的导电和电磁屏蔽性能；

22、导电炭黑：由于具有密度小、稳定性好、结构度高的特性，因而具有优秀的导电性，纳米级粒度的导电炭黑，单位体积内炭黑粒子数高，增加了接触点并减少了分散体系内的粒子间距，减少电阻，增加导电性；

23、石墨粉和鳞片石墨：均为片状，但粒度相差较大，均提供了导电性；

24、石墨烯：导电性优异，并且提升了电磁屏蔽性能；

25、碳包镍粉：为碳粒子包覆镍粒子，起到协同作用，由于镍粉具有优异的抗氧化性能和导电导磁性，可以提升涂料的导电性和导磁性，但单独采用镍粉成本较大，因此在镍粒子外包覆碳粒子，可降低成本，同时保持优良的导电导磁性能，且包覆结构具有更好的分散性能；

26、分散剂：促进电磁屏蔽填料中各导电粒子均质分散；

27、消泡剂：优选为聚二甲基硅氧烷，型号为d-129，降低电磁屏蔽填料的表面张力，消除电磁屏蔽填料中的气泡，提升电磁屏蔽填料的导电、导磁作用；

28、流平剂：优选为聚醚改性二甲基硅氧烷，型号为byk-333，促使涂料在干燥成膜过程中形成平整、光滑、均匀的涂膜，能有效降低涂料的表面张力，提高涂料的流平性、均匀性和渗透性，能减少刷涂时产生斑点和斑痕的可能性，增加覆盖性，使成膜均匀、自然；

29、增稠剂：优选为疏水改性聚氨酯，提高涂料的粘度，使涂料保持均匀稳定的悬浮状态或乳浊状态，或形成凝胶；

30、抗流挂剂：优选型号为byk-420，有效成分为改性脲，溶剂为n-甲基吡咯烷酮，提升涂料的粘度，阻止流挂。

31、酸碱调节剂：优选为异丁醇胺(2-氨基-2-甲基-1丙醇)，型号为amp-95,调节涂料的酸碱度。

32、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

33、1、本发明的水性电磁屏蔽涂料成膜后的膜层中，采用两种及以上的不同粒径电磁屏蔽填料，可充分的分散于涂料中，导电性能高；不同粒径电磁屏蔽填料克服了大粒径填料体之间的空间差异，在涂料中可形成有优势互补的导电三维网格结构，使得涂料具有较高的电磁屏蔽效能，以及较宽的电磁屏蔽波段，电磁防护作用好。

34、2、本发明的水性电磁屏蔽涂料应用于具有涉密需求的建筑物内墙时，可以加强建筑物对电磁波的防护性能，保护建筑物的信息安全。

35、3、本发明的水性电磁屏蔽涂料以水为分散介质，不含有油性溶剂，降低了voc排放，利于环保和人体健康。