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CN113388303A - 一种应用于5g消费电子设备上的防屏蔽导电涂料 - Google Patents

一种应用于5g消费电子设备上的防屏蔽导电涂料 Download PDF

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CN113388303A CN202110742568.0A CN202110742568A CN113388303A CN 113388303 A CN113388303 A CN 113388303A CN 202110742568 A CN202110742568 A CN 202110742568A CN 113388303 A CN113388303 A CN 113388303A
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卢永康
宋卫平
王明中
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Abstract

本发明属于涂料领域。一种应用于5G消费电子设备上的防屏蔽导电涂料，包括以下按质量百分比计算的组分：环氧改性羟基丙烯酸树脂10‑40％、脂肪族异氰酸酯类固化剂5‑10％、覆银铜粉10‑20％、超导电银浆0.1‑1％、过盐素酸锂盐类导电剂1‑5％、稀土改性纳米超导无机材料1‑5％、高分子聚合物导电材料1‑5％以及余量的有机溶剂。本发明涂料具有良好的基材附着力、耐候、耐化学品和耐腐蚀性能，覆银铜粉用量少，成本低，导电材料导电性能稳定持久。

Description

一种应用于5G消费电子设备上的防屏蔽导电涂料
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种应用于5G消费电子设备上的防屏蔽导电涂料。
背景技术
单机用量的提升和技术工艺的升级，推动了市场空间的持续增长和5G消费电子零部件的升级，5G消费电子的传输速率、频率、信号强度等性能显著提升，从核心芯片到射频器件、从机身材质到内部结构，对5G消费电子零部件的电磁屏蔽和导电性能提出了更高要求，电磁屏蔽和导电产品呈现出多元化、工艺升级和单机用量提升的发展趋势。
传统的防屏蔽导电材料为金属导体，不同金属导电性不同，金属银的导电性能最好，其次是铜和银。金价格昂贵，一般选用银和铜作为导电材料。但铜属于过渡金属元素，化学性质活波，在空气中常温下极易氧化，特别是比表面积大的铜粉，氧化速度快。铜粉氧化机理为2Cu+O2＝2CuO或4Cu+O2＝2Cu2O，所生成的铜氧化物不具有导电性，这样就使得铜的导电能力大大降低。因此，需要将铜系金属粉作为导电介质，需对其进行表面处理。铜粉的抗氧化处理是在铜粉表面形成一层保护性的覆盖层，覆盖层性质稳定、不易氧化，可避免铜粉与腐蚀介质接触，防止铜粉氧化，同时要保证材料在使用过程中具有良好的导电性能。在铜粉表面包裹金属银，可使材料不易氧化且导电性能良好。覆银铜粉作为一种传统的导电材料，存在比重大，在涂料中不易分散，易沉降。如在生产和使用的过程中包裹银层被破坏，则铜粉氧化，材料导电性下降。磁屏蔽导电涂料是在涂料中添加具有磁屏蔽性能的填料而得。通常所添加的填料颗粒大、填充密度高，导电材料的耐久性和稳定性差，制备的磁屏蔽导电涂料力学性能、导电性能和耐腐蚀性能差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种应用于5G消费电子设备上的防屏蔽导电涂料，该涂料具有良好的基材附着力、耐候、耐化学品和耐腐蚀性能，覆银铜粉用量少，成本低，导电材料导电性能稳定持久。
本发明的技术方案如下：
一种应用于5G消费电子设备上的防屏蔽导电涂料，包括以下按质量百分比计算的组分：环氧改性羟基丙烯酸树脂10-40％、脂肪族异氰酸酯类固化剂5-10％、覆银铜粉10-20％、超导电银浆0.1-1％、过盐素酸锂盐类导电剂1-5％、稀土改性纳米超导无机材料1-5％、高分子聚合物导电材料1-5％以及余量的有机溶剂。
进一步的，所述覆银铜粉中含银量为1-5％。相比于银含量高的覆银铜粉，含银量低的覆银铜粉的生产成本低，但抗氧化性能和导电性能较差。
进一步的，所述超导电银浆粒径为20-50nm。超导电银浆采用单质银为原料，经过纳米分散技术加工为粒径较小的纳米银浆，纳米银离可在极性溶剂中较好分散，具有良好的稳定性、导电性和耐腐蚀性，少量添加即可赋予涂料极强的导电效果。涂料涂布于基材后可通过纳米银离子在液固界面上的量子尺寸效应和表面效应，提高涂料对基材的润湿性，提高漆膜的基材附着力、抗刮耐磨性能、抗冲击性能和耐腐蚀性能。
进一步的，所述过盐素酸锂盐类导电剂由聚合物与高铝酸锂在存在无水溶剂的条件下复合而成。过盐素酸锂盐类导电剂是一种具有离子传导性导电功能的助剂，高氯酸盐在无水或存在溶剂的条件下，阴离子与阳离子结合，以固体盐的状态存在，直接与混合物混合时没有离子传导性。
进一步的，所述聚合物为聚二醇(PAG)。聚合物聚二醇(PAG)与高铝酸锂复合生成具有离子传导性的导电功能助剂，高铝酸锂的阳离子通过聚二醇(PAG)中的醚氧溶剂化进行离解，解离后的离子通过聚二醇(PAG)分子振动呈现容易移动的状态，在外部电场的作用下向相应电极移动，产生离子传导性。此机理与季铵盐类表面活性剂系列的导电助剂不同，不需要空气中水分帮助离子传导，在低湿度条件下也能保证良好的导电性。
进一步的，所述稀土改性纳米超导无机材料为镧改性纳米银铜合金粉末。银铜合金粉末通过稀土镧改性，具有不易氧化、耐腐蚀、性能稳定、导电性能良好的特点，延长了导电涂料的使用寿命，增强了导电涂料的抗老化能力。
进一步的，所述高分子聚合物导电材料为聚噻吩/多壁碳纳米管复合材料。聚噻吩/多壁碳纳米管复合材料在涂料中可稳定均匀分散，不易聚团，电磁性能好，导电率高。
进一步的，所述有机溶剂包括芳烃溶剂和酯类溶剂，芳烃溶剂包括苯、二甲苯，酯类溶剂包括乙酸乙酯。
本发明具有如下有益效果：
选用的环氧改性羟基丙烯酸树脂含有强极性的醚键和羟基基团，提高了涂料的基材附着力、耐热、耐老化、耐化学品和耐腐蚀性能，提高了导电材料的耐久性和稳定性，保证了涂料的磁屏蔽性能和导电性能稳定持久。粒径较小的导电材料，可填充于粒径较大的覆银铜粉间隙中，起到嫁接桥梁的作用，减少了覆银铜粉的添加量，降低了生产成本，提高了涂料的导电性能。有机导电材料和高分子导电材料具有良好的稳定性，赋予了涂料持久稳定的导电性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实施方式，不是对本发明的限定。
下表为本发明应用于5G消费电子设备上的防屏蔽导电涂料3个实施例和3个对比例的配方表(单位：％),制备方法为本领域常规的混合搅拌：
Figure BDA0003143232180000031
Figure BDA0003143232180000041
其中，过盐素酸锂盐类导电剂由聚二醇(PAG)与高铝酸锂按质量比1:10复合而成。
测试本发明防屏蔽导电涂料3个实施例和3个对比例的各项性能，测试结果见下表：
Figure BDA0003143232180000042
Figure BDA0003143232180000051
可见，本发明涂料具有良好的导电性、耐热性、耐化学品性和耐老化性能，对基材附着力好，冲击强度高。
实施例2通过含银量低的覆银铜粉与有机导电材料和高分子导电材料复配，减少了覆银铜粉的添加量，其导电性能与覆银铜粉含银量高且添加量大的对比例2相同，计算二者的生产成本，银价格约为5000元/kg，30％银含量的覆银铜粉价格约为2000元/kg，5％银含量的银铜导电粉价格约为800元/kg，实施例2成本相比对比例2减少了30％，本发明覆银铜粉汉阴两低，用量少，生产成本低，且导电性能好。

Claims (8)

1.一种应用于5G消费电子设备上的防屏蔽导电涂料，其特征在于，包括以下按质量百分比计算的组分：环氧改性羟基丙烯酸树脂10-40％、脂肪族异氰酸酯类固化剂5-10％、覆银铜粉10-20％、超导电银浆0.1-1％、过盐素酸锂盐类导电剂1-5％、稀土改性纳米超导无机材料1-5％、高分子聚合物导电材料1-5％以及余量的有机溶剂。
2.根据权利要求1所述的防屏蔽导电涂料，其特征在于，所述覆银铜粉中含银量为1-5％。
3.根据权利要求1所述的防屏蔽导电涂料，其特征在于，所述超导电银浆粒径为20-50nm。
4.根据权利要求1所述的防屏蔽导电涂料，其特征在于，所述过盐素酸锂盐类导电剂由聚合物与高铝酸锂复合而成。
5.根据权利要求4所述的防屏蔽导电涂料，其特征在于，所述聚合物为聚二醇(PAG)。
6.根据权利要求1所述的防屏蔽导电涂料，其特征在于，所述稀土改性纳米超导无机材料为镧改性纳米银铜合金粉末。
7.根据权利要求1所述的防屏蔽导电涂料，其特征在于，所述高分子聚合物导电材料为聚噻吩/多壁碳纳米管复合材料。
8.根据权利要求1所述的防屏蔽导电涂料，其特征在于，所述有机溶剂包括芳烃溶剂和酯类溶剂。
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