新型碳系复合导电导磁涂料制备及表征

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1、DOI：10。3969／j．issn．1672-4011．2013．04．007新型碳系复合导电导磁涂料制备及表征梁实1’2，桂其迹1，马林1，魏延田2，薛俊1，曹宏1’2(1．武汉工程大学材料科学与工程学院，湖北武汉430073；2．重庆暄洁环保产业(集团)股份有限公司，重庆400039)摘要：本文制备了一种新型碳系复合导电导磁涂料，研究了其机械常规性能；通过电导测试，对比了新型涂料和石墨基涂料的导电性能；对其磁学性能进行了表征，并通过理论计算得出其电磁屏蔽效果。实验结果表明：所制备涂层机械常规性能与国标相比均已达标；其导电性能优于同等条件下刺备出的石墨基涂料；在常温常压新型碳系

2、复合导电导磁涂料的涂层体电导>108·m～，并且表现出明显的宏观磁性，在一定的假定基础上。经理论计算结果表明，其对1MI-Iz一1GI-Iz的电磁波辐射表现出极好的屏蔽效果(SE为80dB以上)。关键词：石墨；导电；导磁；涂料；电磁屏蔽中圈分类号tTQ637．1文献标志码：B文章编号：1672—4011(2013)04—0016—030前言一般认为，导电涂料是电导率在1—108-cmq以上，具有半导体性能的涂科uJ。掺合型导电涂料是目前常用的导电涂料，其基本原理是将导电粉体作为填料添加到涂料中从而使涂料整体具有导电性。1972年F．Bueehe提出掺合型导电聚合物导电无限网链理论，

3、认为在含有导电微粒的高聚物体系中，当导电微粒的浓度达到一定临界值后，体系中的导电微粒便会“列队”形成一种导电无限网链，实际上这种导电微粒。列队”的作用如同桥的作用，使载流电子从高聚物的一端经过桥达到另一端，从而使绝缘体变成半导体或导体呤】。当前主要的填料有银系、铜系、镍系、磁性金属氧化物和复合型”】。大量研究表明，金属导电填料易氧化，进而影响涂料储存稳定性已引起国内外广泛重视”。J。石墨碳系填料因其在涂料体系中良好的稳定性而广泛用作电子产品的导电涂料m1，但鉴于其所制涂料导电性相对于逊色金属系导电涂料，因此其应用面相当窄。本文以自制的即有类似石墨表面性质又兼具导电、导磁性能的非金属

4、粉体作为填料，制备了电磁屏蔽涂料，并对其性质进行了研究。l实验部分1．1原料、仪器实验原料及仪器列于表1。作者篝介：莱实(1987一)，男，项士研究生。主要研究方向：新型碳材料。通信作者：薛傻(1976一)，女，博士，副教授，主要研究方向：新型无机功瞧对料。表I实验原料夏仪器名称规格生产厂家天津市科密欧化十六烷基二甲基氯化铵分析纯学试剂开发中心导窀导磁性石墨一re,仉复合250目自箭粉体环氧树脂岳阳石化天津市科密欧化环己酮分析纯学试剂开发中心I-IX一3010工业用溶剂型涂料用工业纯华夏助剂有机硅流平剂钛酸脂偶联卉町上海衡平仪器仪涂4杯表厂行星式球磨机南京大学仪器厂国家标准涂层检测

5、用马口铁板、981727五79自箭玻璃板1．2涂井稍备及性能测试按照导电填料49％、钛酸酯偶联剂2％、环氧树脂32％、环己酮16％、HX3010流平剂l％(上述含量均为质量分数)称取原料，将上述原料倒入烧杯调配成漆料，之后倒入行星球磨机研磨罐中充分研磨0．5h(球磨转速为580r／rain)取出，再用适量的稀释剂调整涂料粘度到涂一4杯35-458，涂刷于经过表面处理过的玻璃片及马口铁板上，常温固化，待用。采用GBl727规定的玻璃板、马口铁板作为底材，将板用己二醇与二甲苯1：3的混合液反复洗净、烘干。采用喷涂方法将所制备涂料喷到底材上，待充分干燥后按照相应国家标准进行涂料的常规性能

6、测试。用四探针法测试涂层的电阻率(苏州市电讯仪器厂生产的SXl934型数字式四探针测试仪)。考虑到涂层表面粗糙将使其与试探针接触时产生接触电阻而使测量结果失真，在测量前必须将涂层表面进行平整处理。2结果与讨论2．1涂层常规性能所制备涂层的常规性能如表2所示。从表中可以看出。所制备涂层的附着力、耐冲击强度、柔韧性、耐水性、耐热试验、涂膜硬度均符合国标的要求。2．2新型碳系涂层电导与石墨基涂层电导性能对比如表3所示，为新型碳系复合导电导磁涂料涂层电阻测量统计结果，表4为在相同填料含量配比下，以石墨作为填料在同等条件下配制环氧导电涂料电阻测量统计结果。裘2溶剂型涂料检测项目报告检验项耳检

7、验结果检验方法表观深灰色目视附着力1级GB1720一79耐冲击强度≥50Kg·cmGB／T1732—93柔韧性2级GB／T1731—93耐水性无变化GB／T1733—1993耐热试验无变化GB1735-79(89)铅笔硬度3BGB／T6739—19916表3新型碳系复合导电导磁涂料涂层电阻测量统计报告测试测量电阻／Q·cm平均方向Dot1Dot2Dot3DogDot5Dot6／Q·c扭方差标准差A1．991．0Q1．811．451．671．571．59O．11O．33