專利名稱：一種含銅水性電磁屏蔽涂料的制備方法
一種含銅水性電磁屏蔽涂料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及材料技術(shù)、化工涂料技術(shù)與電磁兼容技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種含銅水性電磁屏蔽涂料的制備方法。
背景技術(shù)：
電磁屏蔽涂料是一種特種功能涂料，根據(jù)其組成及導(dǎo)電原理可分為結(jié)構(gòu)型(亦稱本征型)導(dǎo)電涂料和添加型(亦稱摻合型)導(dǎo)電涂料。本征型的導(dǎo)電涂料主要有聚乙炔型、聚苯胺型和聚吡咯型等；摻合型導(dǎo)電涂料根據(jù)填料種類不同主要分為碳系、銀系、鎳系、 銅系和復(fù)合類。電磁屏蔽涂料由于其特殊的功能，可用于消除靜電、電磁屏蔽、電加熱和防腐蝕等，在現(xiàn)代電子、建筑、運(yùn)輸和軍事等各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。本征型導(dǎo)電涂料由于成本高、加工困難，目前主要還處于研究階段。摻合型導(dǎo)電涂料是目前研究和應(yīng)用最多的電磁屏蔽涂料。在摻合型導(dǎo)電涂料中，碳系導(dǎo)電涂料成本低，但導(dǎo)電性較差、電磁屏蔽性較低；銀系導(dǎo)電涂料穩(wěn)定、導(dǎo)電性能和電磁屏蔽性能優(yōu)異，但價(jià)格昂貴且存在銀的“遷移”問題；鎳系導(dǎo)電涂料的導(dǎo)電性、電磁屏蔽性都較好，但鎳的分散性不是太好，與銅比較，導(dǎo)電性較差、價(jià)格也較高；銅系導(dǎo)電涂料的導(dǎo)電性與銀系相當(dāng)，且價(jià)格相對(duì)較低，但銅存在分散性不是太好，且易被氧化的問題，對(duì)其導(dǎo)電性能和電磁屏蔽性能有較大影響。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種含銅水性電磁屏蔽涂料的制備方法，較好地解決了銅粉分散性不是太好且易被氧化的問題，使得本發(fā)明制造的含銅水性電磁屏蔽涂料具備以下特點(diǎn)由其制得的漆膜光滑、柔韌性較好，并具有良好的導(dǎo)電性和電磁屏蔽性。上述目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種含銅水性電磁屏蔽涂料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟1)、將硫酸銅水溶液與氫氧化鈉進(jìn)行反應(yīng)，生成氫氧化銅沉淀，反應(yīng)化學(xué)式如CuSO4 · 5H20+2Na0H — Cu (OH) 2 J, +Na2S04+5H20 ；2)、在步驟1)的溶液中直接加入葡萄糖溶液，進(jìn)行還原反應(yīng)，制得氧化亞銅沉淀， 反應(yīng)化學(xué)式如CH2OH (CHOH) 4CH0+2Cu (OH) 2 — Cu2O 丨 +CH2OH (CHOH) 4C00H+2H20 ；3)、將步驟2)的氧化亞銅沉淀表面的溶液抽去，并用去離子水將氧化亞銅洗凈， 再加入硫酸溶液，使氧化亞銅發(fā)生歧化反應(yīng)，生成等量的銅粉和二價(jià)銅離子，反應(yīng)化學(xué)式如Cu2CHH2SO4 — CuS04+Cu I +H2O ；4)、將步驟3)的銅粉表面的溶液抽去，用去離子水將銅粉洗凈后，加入抗氧化劑， 將銅粉保存在去離子水中；5)、將步驟4)制得的銅粉不經(jīng)分離干燥直接加至水性涂料基礎(chǔ)漆，均勻攪拌制得含銅水性電磁屏蔽涂料。在所述步驟幻還加入硅烷類偶聯(lián)劑，硅烷類偶聯(lián)劑在涂料中的含量按重量比為 1. 5% -2. 5%。所述硅烷類偶聯(lián)劑在涂料中的含量按重量比為2%。所述銅粉在所述含銅水性電磁屏蔽涂料中的含量按重量比為51. 6% -70%。所述銅粉在所述含銅水性電磁屏蔽涂料中的含量按重量比為60% -70%。由上述技術(shù)方案可知，在步驟2)中選擇還原能力適中的葡萄糖作為還原劑相當(dāng)于延長了 Cu2O中間體的生長過程和在步驟5)中用去離子水洗凈后的銅粉不經(jīng)分離干燥直接加至水性涂料基礎(chǔ)漆中，因此，本發(fā)明較好地解決了銅粉分散性不是太好且易被氧化的問題，由于銅粉在水性涂料基礎(chǔ)漆中的分散性和穩(wěn)定性好，使得本發(fā)明制造的含銅水性電磁屏蔽涂料相比于目前的電磁屏蔽涂料具備以下特點(diǎn)由其制得的漆膜光滑、柔韌性較好， 并具有良好的導(dǎo)電性和電磁屏蔽性。
具體實(shí)施方式
實(shí)施一本發(fā)明采取以下方法制備含銅水性電磁屏蔽涂料一、制備高純度、高分散性的銅粉1)、將硫酸銅水溶液與氫氧化鈉進(jìn)行反應(yīng)，生成氫氧化銅沉淀，反應(yīng)化學(xué)式如CuSO4 · 5H20+2Na0H — Cu (OH) 2 J, +Na2S04+5H20 ；2)、在步驟1)的溶液中加入直接加入葡萄糖溶液，進(jìn)行還原反應(yīng)，制得氧化亞銅沉淀，反應(yīng)化學(xué)式如CH2OH (CHOH) 4CH0+2Cu (OH) 2 — Cu2O 丨 +CH2OH (CHOH) 4C00H+2H20 ；3)、將步驟2)的氧化亞銅沉淀表面的溶液抽去，并用去離子水將氧化亞銅洗凈， 再加入硫酸溶液，使氧化亞銅發(fā)生歧化反應(yīng)，生成等量的銅粉和二價(jià)銅離子，反應(yīng)化學(xué)式如Cu2CHH2SO4 — CuS04+Cu J, +H2O ；4)、將步驟3)的銅粉表面的溶液抽去，用去離子水將銅粉洗凈后，加入抗氧化劑， 將銅粉保存在去離子水中；二、將步驟一制得的銅粉不經(jīng)分離干燥直接和去離子水加至水性涂料基礎(chǔ)漆，均勻攪拌制得含銅水性電磁屏蔽涂料。本實(shí)施例中，步驟二所述的水性涂料基礎(chǔ)漆是采用從市面購得的水性丙烯酸乳液作為基礎(chǔ)漆。上述制備方法具有以下特點(diǎn)及效果1、在步驟2)中，選擇還原能力適中的葡萄糖，用其作還原劑相當(dāng)于延長了 Cu2O中間體的生長過程，從而可通過改變氫氧化鈉的濃度和反應(yīng)溫度來調(diào)控氧化亞銅顆粒的粒徑和分布，進(jìn)而影響銅粉的粒徑及粒徑分布；在步驟幻中，通過調(diào)整硫酸的濃度和加料速度來控制歧化反應(yīng)的速度，進(jìn)一步調(diào)控銅粉的粒徑及粒徑分布；由此制得高純度、高分散性的銅粉。2、在步驟二中將用去離子水洗凈后的銅粉不經(jīng)分離干燥直接和去離子水加至水性涂料基礎(chǔ)漆中，避免了銅粉在分離和干燥過程中出現(xiàn)的團(tuán)聚和氧化問題。3、由于在上述1和2兩點(diǎn)的作用，使得銅粉在水性涂料基礎(chǔ)漆中的分散性和穩(wěn)定性好，因此，由本發(fā)明制造的含銅水性電磁屏蔽涂料相比于目前的電磁屏蔽涂料具備以下特點(diǎn)由其制得的漆膜光滑、柔韌性較好，并具有良好的導(dǎo)電性和電磁屏蔽性。4、在制備銅粉過程中，只在還原反應(yīng)制氧化亞銅步驟產(chǎn)生的廢水需處理，在歧化反應(yīng)制銅粉步驟產(chǎn)生的廢水可加入一定量的硫酸銅后全部回用；因此，本制備方法生產(chǎn)污染少。按照以上方法制得的含銅水性電磁屏蔽涂料，一般情況下，銅粉在涂料中的含量按重量比為51. 6% -70%，其中，最佳含量按重量比為60% -70%。如表1所示，其提供一些數(shù)據(jù)來表明銅粉在含銅水性電磁屏蔽涂料中的含量對(duì)漆膜(漆膜厚度為125μπι)電阻率的影響，其中，含銅水性電磁屏蔽涂料的水性涂料基礎(chǔ)漆采用珠海吉力化工企業(yè)有限公司生產(chǎn)的水性丙烯酸乳液WA-2005。表 權(quán)利要求
1.一種含銅水性電磁屏蔽涂料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟1)、將硫酸銅水溶液與氫氧化鈉進(jìn)行反應(yīng)，生成氫氧化銅沉淀，反應(yīng)化學(xué)式如CuSO4 · 5H20+2Na0H — Cu (OH) 2 丨 +Na2S04+5H20 ；2)、在步驟1)的溶液中直接加入葡萄糖溶液，進(jìn)行還原反應(yīng)，制得氧化亞銅沉淀，反應(yīng)化學(xué)式如CH2OH (CHOH) 4CH0+2Cu (OH) 2 — Cu2O J, +CH2OH (CHOH) 4C00H+2H20 ；3)、將步驟2)的氧化亞銅沉淀表面的溶液抽去，并用去離子水將氧化亞銅洗凈，再加入硫酸溶液，使氧化亞銅發(fā)生歧化反應(yīng)，生成等量的銅粉和二價(jià)銅離子，反應(yīng)化學(xué)式如Cu2CHH2SO4 — CuS04+Cu J, +H2O ；4)、將步驟3)的銅粉表面的溶液抽去，用去離子水將銅粉洗凈后，加入抗氧化劑，將銅粉保存在去離子水中；5)、將步驟4)制得的銅粉不經(jīng)分離干燥直接加至水性涂料基礎(chǔ)漆，均勻攪拌制得含銅水性電磁屏蔽涂料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，在所述步驟幻還加入硅烷類偶聯(lián)劑， 硅烷類偶聯(lián)劑在所述含銅水性電磁屏蔽涂料中的含量按重量比為1. 5% -2. 5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述硅烷類偶聯(lián)劑在所述含銅水性電磁屏蔽涂料中的含量按重量比為2%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，所述銅粉在所述含銅水性電磁屏蔽涂料中的含量按重量比為51.6^-70 ^
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述銅粉在所述含銅水性電磁屏蔽涂料中的含量按重量比為60% -70%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含銅水性電磁屏蔽涂料的制備方法，包括以下步驟1)將硫酸銅水溶液與氫氧化鈉進(jìn)行反應(yīng)，生成的氧化銅沉淀；2)再加入葡萄糖，進(jìn)行還原反應(yīng)，制得氧化亞銅沉淀；3)用去離子水將氧化亞銅洗凈，再加入硫酸溶液，使氧化亞銅發(fā)生歧化反應(yīng)，生成等量的銅粉和二價(jià)銅離子；4)用去離子水將銅粉洗凈后，加入抗氧化劑，將銅粉保存在去離子水中；5)將制得的銅粉不經(jīng)分離干燥直接加至水性涂料基礎(chǔ)漆，均勻攪拌制得含銅水性電磁屏蔽涂料。本發(fā)明較好地解決了銅粉分散性不是太好且易被氧化的問題。
文檔編號(hào)C09D5/00GK102344709SQ20101024619
公開日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2010年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月5日
發(fā)明者尹庚明, 康思琦 申請(qǐng)人:廣東科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院