一种导电、电磁屏蔽涂料及其应用制造技术

一种导电、电磁屏蔽涂料，其特征在于：该涂料为含有一维纳米炭材料材料和粘接剂的组合物，所述一维纳米炭材料为直径在５００纳米以下的纤维状的炭材料，包括纳米碳管和纳米碳纤维，加入量为０．１－５０％体积百分比。所述导电、电磁屏蔽涂料，涂覆于制品表面可以制备具有导电、电磁屏蔽功能的涂层，或注入模具中制备具有导电、电磁屏蔽功能的制品。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种导电、电磁屏蔽涂料及其应用
：本专利技术是关于一种采用一维纳米碳质材料以及其改性材料来制作导电涂料、电磁屏蔽涂料和电磁屏蔽功能结构一体化材料的方法。
技术介绍
：随着现代电子工业和信息产业的高速发展，产生电磁波干扰的电子设备急剧增加，使得电磁波干扰这一新的社会公害日趋严重，电磁辐射的环境污染已经成为大气污染、水污染、噪声污染之后新的第四大公害，为此一些国家和国际组织已经颁布了控制电磁波干扰的法规。为了有效地抑制电磁波的辐射、泄漏和干扰，改善电磁环境及降低电磁波辐射给人体带来的危害，电磁屏蔽材料还在诸如移动电话、计算机、电视机、微波炉、建筑物等方面都有着广阔的应用前景。电磁屏蔽材料越来越受到人们的重视，研究在不断的深入，应用领域逐步在拓宽。电子产品的壳体普遍采用质轻、易加工的高分子材料取代传统的易腐蚀金属，但是高分子材料对电磁波几乎是“透明”的，因此就需寻找相应的屏蔽材料来综合解决屏蔽问题。通过对电磁屏蔽材料的研究，可以采用以金属、炭黑为添加剂得到导电材料或涂料来达到电磁屏蔽效果，或者直接采用导电高分子材料来达到电磁屏蔽效果。采用金属(通常是银)作为复合材料的添加剂，虽然所得材料具有很好电磁屏蔽效能，但是也有重量大、价格昂贵、易于腐蚀、难于调节屏蔽效能及再生潜力差等缺点。同时，金属颗粒的粒度对导电性影响很大，所以一般加入金属颗粒的量很大，例如银基导电涂料加入量至少60-70％(重量百分比)，因此使这些材料的成本高昂，而大大地影响其使用范围。导电炭黑是另外一种采用的添加材料，但由于导电炭黑是依靠分散在高分子中导电炭黑相互接触形成导电-->通道，或者利用其中隧道效应达到导电目的，从而得到很好的电磁屏蔽效果。但由于所用聚合物是绝缘的，导电填料(炭黑)必须彼此接触或彼此靠得很近，才能实现连续的电子流动，所以必须添加足够多的量才能起到作用，但这常导致材料力学性能的下降。导电高分子材料由于加工性差、稳定性不好、导电性还不够高及价格昂贵，虽然研究工作较多，但没有在实际中得到应用。将导电纤维(如金属镍纤维等)添加到高分子材料中达到电磁屏蔽效果是近年电磁屏蔽研究的热点之一，但由于添加纤维直径较大，一般在微米数量，所以由于也存在着沉降、填加量高等问题。专利技术的
技术实现思路
：本专利技术的目的是提供一种导电涂料或者是电磁屏蔽涂料，其具有较低的成本及较高的导电性或电磁屏蔽性能。本专利技术提供了一种导电涂料，其特征在于：该涂料为含有一维纳米炭材料材料和粘接剂的组合物，所述一维纳米炭材料为直径在500纳米以下的纤维状的炭材料，包括纳米碳管和纳米碳纤维，加入量为0.1-50％体积百分比。本专利技术导电涂料中，所述一维纳米炭材料材料可以通过高温处理，或者通过外表面复合金属或者金属氧化物得到改性。本专利技术导电涂料中，所用粘接剂可以为各种有机或无机的粘接剂，如水玻璃，乙醇，塑性树脂如聚苯乙烯、聚丙锡、聚乙烯、聚氯乙烯、ABS、尼龙、聚碳酸酯、聚亚酰胺，和热固性树脂及其固化剂，如环氧树脂+聚酰胺、酚醛树脂、不饱和聚脂+过氧环己酮、硅橡胶、氯丁橡胶+氧化镁+氧化锌、丁氰橡胶+氧化锌+硫黄等。本专利技术导电涂料可以涂覆于制品表面制备具有导电功能的涂层，或注入模具中制备具有导电功能的制品。本专利技术还提供了一种电磁屏蔽用涂料，其特征在于：该涂料为含有一维纳-->米炭材料材料和粘接剂的组合物，所述一维纳米炭材料为直径在500纳米以下的纤维状的炭材料，包括纳米碳管和纳米碳纤维，加入量为0.1-50％体积百分比。本专利技术电磁屏蔽用涂料中，所述一维纳米炭材料材料通过高温处理，或者通过外表面复合金属或者金属氧化物得到改性。本专利技术电磁屏蔽用涂料中，所用粘接剂为塑性树脂或热固性树脂及其固化剂。本专利技术电磁屏蔽用涂料可以涂覆于制品表面制备具有电磁屏蔽功能的涂层，或注入模具中制备具有电磁屏蔽功能的制品。一维纳米炭材料具有独特的结构特征，如纳米尺度的结构、长径比大、结构缺陷少、比表面积大等，这使得一维纳米炭材料表现出优异的力学、电学及化学性质。随着纳米碳管大规模生产的逐步实现，其应用领域已经在不断拓宽。一维纳米炭材料具有很好的导电性和电磁性能，不仅可以象普通炭纤维一样对电磁波进行电损耗，而且其尺度所引起的小尺寸效应、界面效应及小尺寸效应等也可能使得它具有与常规材料不同的特殊性能，如在微波场的辐射下原子、电子运动加剧而促使磁化，使它可能兼具电损耗和磁损耗达到电磁屏蔽的目的。理论计算表明，为了产生趋肤效应达到良好的电磁屏蔽效果，要求导电材料尺度小。为了有效利用屏蔽填料的整个截面，填料尺度应低于穿透深度或与穿透深度相当，通常要求填料尺度≤1μm，最佳电磁屏蔽的颗粒尺寸在7nm-3μm之间，具有片状或管状微观形貌，通常对于大多数填料，不易达到这么小的尺度，研究也发现具有空心结构的材料屏蔽性能高于实心材料。这些结果表明电磁屏蔽材料的尺寸在纳米级和具有中空结构是改善屏蔽材料性能的有效途径，一维纳米炭材料同时具有这两个特点，其一维结构有利于降低有效介电常数而使电磁参数趋近于匹配，而一维纳米炭材料由于其小尺寸效应、界面效应等特性也可能使得它具有特殊的电磁屏蔽性能，并由于其一维中空结构有利于降低-->有效介电常数而使电磁参数趋近于匹配，从而可以大大提高材料的屏蔽性能，同时一维纳米炭材料能够使外场的电磁波能量感应成耗散电流能量，而添加介质则使电流能量转化成热能，构成材料对电磁波的衰减与吸收，且通过控制一维纳米炭材料长径比，可以得到的很高长径比，因而一维纳米炭材料容易形成导电网络。由于只需要形成网络，而不同于颗粒状导电添加剂(如炭黑)必须颗粒接触或距离很近(十几纳米)才能导电，所以添加量也较炭黑降低很多。由于一维纳米炭材料的直径较小，电磁屏蔽效果比添加同样体积分数短碳纤维好得多，这对于保持聚合物基复合材料的柔软性和弹性是很有益的，柔软性和弹性都随填料分数的增加而降低。另外，降低填料分数也有利于降低原料成本，改善复合物的加工性。同时，一维纳米炭材料还具有低密度、高比强度和高比模量等性质，不仅可以制备成重量轻、厚度薄导电涂料和表面导电材料，达到电磁屏蔽的效果，而且可以制备优异力学性能的复合屏蔽材料，得到结构/功能一体化材料，由于一维纳米炭材料比重小，所以制备成的电磁屏蔽涂料不会发生沉降现象，而且形成的涂膜质量轻。此外，一维纳米炭材料还具有稳定性好以及在一般环境下不易腐蚀，对环境无毒、无污染等优点，可以制成导电胶、带、涂层用于各种电磁屏蔽场合。为了进一步提高一维纳米炭材料电磁屏蔽效果，可以采用高温处理和在其外表面复合金属或者金属氧化物，得到改性的一维纳米炭材料，提高其导电性能。由于经过高温处理以后一维纳米炭材料，其在轴向具有良好石墨层状结构，因此沿轴方向的电子迁移率可以与良导体相媲美，而且电子沿着一维纳米炭材料材料的外壁流动，因此只要形成互相搭接的网络，导电性就非常好，从而表现良好的电磁屏蔽性能。如果通过化学镀、化学沉积-还原、物理沉积、溅射等方法一维纳米炭材料表面形成金属、氧化物以及官能团等复合层结构，不仅可以极大提高其导电特性，而且使其分散更加均匀，因而可以获得更好的电磁屏-->蔽效果，可以开发针对性强的电磁屏蔽涂料。具体实施方式：采用专利96115390.3方法通过控制实验参数得到了不同结构的一维纳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导电涂料，其特征在于：该涂料为含有一维纳米炭材料材料和粘接剂的组合物，所述一维纳米炭材料为直径在５００纳米以下的纤维状的炭材料，包括纳米碳管和纳米碳纤维，加入量为０．１－５０％体积百分比。

【技术特征摘要】
1、一种导电涂料，其特征在于：该涂料为含有一维纳米炭材料材料和粘接剂的组合物，所述一维纳米炭材料为直径在500纳米以下的纤维状的炭材料，包括纳米碳管和纳米碳纤维，加入量为0.1-50％体积百分比。2、按照权利要求1所述导电涂料，其特征在于：所述一维纳米炭材料材料通过高温处理。3、按照权利要求1或2所述导电涂料，其特征在于：所述一维纳米炭材料材料通过外表面复合金属或者金属氧化物得到改性。4、按照权利要求1所述导电涂料，其特征在于：所述涂料中添加其它导电性粉末。5、按照权利要求1或4所述导电涂料，其特征在于：所述涂料中添加其它功能性材料粉末。6、权利要求1、2、3、4或5所述导电涂料，涂覆于制品表面制备具有导电功能的涂层，或注入模具中制备具有导电功能的制品。7、一种电磁屏蔽用涂料，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李洪锡，成会明，李峰，杜金红，英哲，
申请(专利权)人：沈阳金纳新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]