一种带有吸波功能的胶水及其制备方法

摘要

本发明涉及胶水的，特别涉及一种带有吸波功能的胶水及其制备方法，包括如下重量份数的原料：环氧树脂50‑80份，含氢硅油5‑10份，防腐剂2‑4份，溶剂5‑10份，固化剂3‑8份，吸波剂25‑40份；所述吸波剂的制备方法包括如下步骤：1)将羰基铁粉进行高剪切乳化分散，然后进行超声处理，干燥后制备成预处理羰基铁粉；2)将步骤1)中制得的预处理羰基铁粉与油胺混合，在550‑700℃下煅烧2‑3h，即得。本申请具有提高吸波胶水的吸波性能的优点。

权利要求

1.一种带有吸波功能的胶水，其特征在于：包括如下重量份数的原料：环氧树脂50‑80份，含氢硅油5‑10份，防腐剂2‑4份，溶剂5‑10份，固化剂3‑8份，吸波剂25‑40份；所述吸波剂的制备方法包括如下步骤：

1)将羰基铁粉进行高剪切乳化分散，然后进行超声处理，干燥后制备成预处理羰基铁粉；

2)将步骤1)中制得的预处理羰基铁粉与油胺混合，在550‑700℃下煅烧2‑3h，即得；

步骤2)中将所述预处理羰基铁粉与油胺进行混合前，将预处理羰基铁粉先放置3‑氨丙基三乙氧基硅烷中浸渍，取出干燥；

所述预处理羰基铁粉与3‑氨丙基三乙氧基硅烷的质量比为(7‑9):(1‑3)；

步骤2)中所述预处理羰基铁粉与油胺的质量比为(25‑35):(4‑8)。

2.根据权利要求1所述的带有吸波功能的胶水，其特征在于：所述吸波剂在使用前先在活化剂中浸渍5‑8min，所述活化剂由硫酸和硝酸中的至少一种和水按照质量比(6‑8):(1‑

3)组成。

3.根据权利要求1所述的带有吸波功能的胶水，其特征在于：所述吸波剂在使用前先在活化剂中浸渍5‑8min，所述活化剂由硫酸、硝酸和水按照质量比(4‑5):(2‑3):(1‑3)组成。

4.根据权利要求1所述的带有吸波功能的胶水，其特征在于：所述固化剂由甲基四氢邻苯二甲酸酐和叔胺2,4,6‑三(二甲氨基甲基)苯酚按照质量比(6‑9):(3‑4)组成。

5.一种根据权利要求1所述的带有吸波功能的胶水的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：将吸波剂与环氧树脂、含氢硅油、防腐剂、溶剂、固化剂共同混合，即得。

6.根据权利要求5所述的带有吸波功能的胶水的制备方法，其特征在于：所述吸波剂在与其他原料进行混合前，先进行改性处理，制备成改性吸波剂，所述改性吸波剂的制备方法包括如下步骤：将吸波剂与聚氨酯预聚体、1，4‑丁二醇共同混合均匀，即得；所述吸波剂与聚氨酯预聚体、1，4‑丁二醇的质量比为(10‑12):(5‑7):(1‑2)。

说明书

一种带有吸波功能的胶水及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及胶水的领域，特别涉及一种带有吸波功能的胶水及其制备方法。

背景技术

[0002] 随着现代社会的发展，科学技术和电子工业也在高速发展，各种数字化、高频化的电子电器设备在工作时产生了大量的不同波长和频率的电磁波，这些电磁波会产生电磁波干扰和放射频率干扰，这些干扰不仅会影响到电子产品的性能，而且电磁波污染还会对人类和其他生物体造成严重的危害；因此一些易受到电磁波辐射的电子产品在制备时需要采用吸波材料，对电磁波加以抑制，减少电磁波对这些电子产品的危害；现有的吸波材料在使用时需要裁切加工，增加了加工难度，因此吸波胶水应运而生，吸波胶水可以用于对基板的黏连，还可通过直接压制成型使用，减低了后续裁切加工的难度。

[0003] 上述相关技术中，发明人认为：现有的吸波胶水的吸波性能有待提高。

发明内容

[0004] 为了提高吸波胶水的吸波性能，本申请提供一种带有吸波功能的胶水及其制备方法。

[0005] 第一方面，本申请提供的一种带有吸波功能的胶水，采用如下的技术方案：

[0006] 一种带有吸波功能的胶水，包括如下重量份数的原料：环氧树脂50‑80份，含氢硅油5‑10份，防腐剂2‑4份，溶剂5‑10份，固化剂3‑8份，吸波剂25‑40份；所述吸波剂的制备方法包括如下步骤：

[0007] 1)将羰基铁粉进行高剪切乳化分散，然后进行超声处理，干燥后制备成预处理羰基铁粉；

[0008] 2)将步骤1)中制得的预处理羰基铁粉与油胺混合，在550‑700℃下煅烧2‑3h，即得。

[0009] 通过采用上述技术方案，环氧树脂制备的胶水具有毒性低，挥发性小，粘结性强，韧性好的特点，通过在环氧树脂制备成的胶水中添加吸波剂，使得制备的胶水具有良好的吸波性能；通过将羰基铁粉进行高剪切乳化分散，由于在这个过程中，羰基铁粉的粒径减小，使得羰基铁粉加入环氧树脂中后，在提高胶水的吸波性能的前提下，还不会影响环氧树脂制备的胶水的胶黏性能；但是羰基铁粉粒径的减小会促进羰基铁粉颗粒之间直接接触，使得羰基铁粉颗粒发生聚集，然后对经过高剪切乳化的羰基铁粉颗粒进行超声分散，制备成纳米级羰基铁粉；通过将油胺与预处理羰基铁粉混合，使得油胺覆盖在预处理羰基铁粉上，通过煅烧使得油胺在预处理羰基铁粉表面形成碳层，碳层的设置可对羰基铁粉进行保护，还可有效阻止羰基铁粉的团聚和氧化，同时碳层本身属于电阻形吸波材料，具有质轻、料薄、频带宽抗氧化性能好等特点，本身还具有宏观量子隧道效应和量子尺寸效应，使得碳粒子可以产生电子能级分裂，在微波场中，原子和电子运动会加剧，电子能转变为热能，同时产生磁滞损害、畴壁共振作用等衰减电磁波，因此具有良好的吸波效应；羰基铁粉属于磁介质吸波材料，可以通过共振和磁滞损耗达到吸波作用；通过碳层和羰基铁粉的共同配合，制成的吸波剂具有复合结构，同时还具有良好的吸波效果，同时配合其他原料，使得制备的胶水具有良好的胶黏性同时，还具有良好的吸波性能。

[0010] 可选的，步骤2)中所述预处理羰基铁粉与油胺的质量比为(25‑35):(2‑4)。

[0011] 通过采用上述技术方案，通过限定预处理羰基铁粉与油胺的质量比，当油胺质量较少时，对预处理羰基铁粉的包裹效果不足，影响制备的吸波剂的吸波性能；当油胺较多时，经过高温煅烧后，在羰基铁粉表面形成的包裹碳层厚度不均匀，并且易发生黏连，影响后续吸波剂的吸波性能，进而使得制备的胶水的吸波性能下降。

[0012] 可选的，步骤2)中将所述预处理羰基铁粉与油胺进行混合前，将预处理羰基铁粉先放置3‑氨丙基三乙氧基硅烷中浸渍，取出干燥。

[0013] 通过采用上述技术方案，羰基铁粉具有良好的磁导率、饱和磁化强度大和温度稳定性好等优点；但是羰基铁粉经过高速剪切乳化后，颗粒较小，比表面积较大，材料表面的活性较高，在与油胺混合、煅烧时，很容易与空气中的氧气发生氧化反应，从而使得羰基铁粉的吸波性能下降，通过将预处理羰基铁粉先放置3‑氨丙基三乙氧基硅烷中浸渍、干燥后，3‑氨丙基三乙氧基硅烷可以在羰基铁粉的表面形成致密的包覆层，使得羰基铁粉在高温煅烧中隔绝空气与羰基铁粉的接触，提高制备的吸波剂的吸波性能。

[0014] 可选的，所述预处理羰基铁粉与3‑氨丙基三乙氧基硅烷的质量比为(7‑9):(1‑3)。

[0015] 通过采用上述技术方案，调节3‑氨丙基三乙氧基硅烷与预处理羰基铁粉的质量比，使得3‑氨丙基三乙氧基硅烷可以预处理羰基铁粉上形成均匀致密的硅烷包裹层；但是当3‑氨丙基三乙氧基硅烷用量过多时，3‑氨丙基三乙氧基硅烷在预处理羰基铁粉上形成的硅烷包裹层为多层，多层硅烷包裹层之间易发生互相滑动，影响后续油胺对预处理羰基铁粉的包裹效果，进而使得制备的吸波剂的吸波性能下降。

[0016] 可选的，所述吸波剂在使用前先在活化剂中浸渍5‑8min，所述活化剂由硫酸和硝酸中的至少一种和水按照质量比(6‑8):(1‑3)组成。

[0017] 通过采用上述技术方案，利用硫酸或者硝酸对吸波剂进行浸渍，由于硫酸和硝酸均具有刻蚀的作用，可以在制备的吸波剂表面刻蚀出丰富的孔结构，电磁波可以在这些孔结构中反复被反射、散射从而消耗电磁波能量，从而提高吸波剂对电磁波的消耗效果，使得制备的胶水具有更好的吸波效果。

[0018] 可选的，所述吸波剂由硫酸、硝酸和水按照质量比(4‑5):(2‑3):(1‑3)组成。

[0019] 通过采用上述技术方案，硝酸在对吸波剂进行刻蚀的同时，还可除去吸波剂表面的无机成分和灰分，在吸波剂的表面形成羧基官能团，使得吸波剂表面的羧基和酚基含量提高，提高后续吸波剂与环氧树脂及其其他原料的结合力；硫酸相对于硝酸，刻蚀效果更强也更迅速；通过将硫酸、硝酸和水进行复配制备成活化剂，对吸波剂表面的碳层进行刻蚀，同时提高吸波剂后续与环氧树脂和其他原料进行结合时的稳定性，使得制备的胶水具有更好的吸波性能。

[0020] 可选的，所述固化剂由甲基四氢邻苯二甲酸酐和叔胺2,4,6‑三(二甲氨基甲基)苯酚按照质量比(6‑9):(3‑4)组成。

[0021] 通过采用上述技术方案，将甲基四氢邻苯二甲酸酐和叔胺2,4,6‑三(二甲氨基甲基)苯酚复配组成固化剂，叔胺2,4,6‑三(二甲氨基甲基)苯酚先和甲基四氢邻苯二甲酸酐进行反应，生成碳鎓阴离子，碳鎓阴离子可以与环氧树脂的环氧基团发生反应，生成烷氧阴离子，烷氧阴离子会和甲基四氢邻苯二甲酸酐中的酸酐进行反应，继续生成碳鎓阴离子，如此反应，使得环氧树脂得到固化；通过调节甲基四氢邻苯二甲酸酐和叔胺2,4,6‑三(二甲氨基甲基)苯酚的质量比，共同促进环氧树脂的固化，提高环氧树脂的固化速率，使得制备的胶水具有较快的干燥速度，同时也有利于将吸波剂快速固定在环氧树脂中，减少吸波剂的沉降，提高制备的胶水的吸波性能。

[0022] 第二方面，本申请提供的一种带有吸波功能的胶水的制备工艺：

[0023] 一种带有吸波功能的胶水的制备工艺，包括如下步骤：将吸波剂与环氧树脂、含氢硅油、防腐剂、溶剂、固化剂共同混合，即得。

[0024] 通过采用上述技术方案，将吸波剂与其他原料进行混合，制备成胶水涂抹后，在加热和固化剂的固化作用下，使得环氧树脂交联成网络结构，同时吸波剂穿插在网络结构中，对网络结构起到增强作用的同时，还使得制备的胶水具有良好的胶黏性质和良好的吸波性能。

[0025] 可选的，所述吸波剂在与其他原料进行混合前，先进行改性处理，制备成改性吸波剂，所述改性吸波剂的制备方法包括如下步骤：将吸波剂与聚氨酯预聚体、1，4‑丁二醇共同混合均匀，即得；所述吸波剂与聚氨酯预聚体、1，4‑丁二醇的质量比为(10‑12):(5‑7):(1‑2)。

[0026] 通过采用上述技术方案，将聚氨酯预聚体与1，4‑丁二醇先与吸波剂进行混合，使得聚氨酯预聚体和1，4‑丁二醇先对吸波剂进行包裹，然后与环氧树脂以及其他原进行混合，在胶水的固化过程中，聚氨酯预聚体在1，4‑丁二醇的扩链作用下生成聚氨酯网络结构，对吸波剂进行更加紧密的包裹，进一步提高对吸波剂的防护作用；同时在固化剂的固化和加热作用下，环氧树脂中的环氧基团和羟基可以与聚氨酯体系中的异氰酸酯基发生反应，交联结合生成互穿网络结构，利用聚氨酯的高弹性、耐磨性与环氧树脂的高粘性进行结合，达到对制备的胶水增韧和增强粘结力的作用，同时配合其他原料，提高制备的胶水对吸波剂的固定效果，也提高吸波剂在胶水中的稳定性，使得制备的胶水具有更好的吸波性能。

[0027] 综上所述，本申请具有以下有益效果：

[0028] 通过将羰基铁粉通过高剪切乳化，制备成细小颗粒，然后通过超声分散，减少细小颗粒的聚集，然后通过油胺与预处理羰基铁粉的混合，在高温煅烧中使得油胺在预处理羰基铁粉上生成碳层，碳层对预处理羰基铁粉进行保护的同时，还可以有效阻止羰基铁粉的团聚和氧化，并且使得碳层与羰基铁粉配合生成具有复合结构的吸波剂，在碳层的电阻吸波作用下和羰基铁粉的磁介质吸波作用下，共同提高制备的胶水的吸波作用。

具体实施方式

[0029] 以下结合实施例对本申请作进一步详细说明；

[0030] 本申请实施例及对比例的原料除特殊说明以外均为普通市售。

[0031] 本申请所用溶剂为乙二醇乙醚醋酸酯；

[0032] 所用聚氨酯预聚体的制备方法包括如下步骤：将二羟基聚醚和甲苯二异氰酸酯共同放入烧瓶中，在80℃下持续反应4h，即得；所用二羟基聚醚中‑OH与甲苯二异氰酸酯中‑NCO的摩尔比为1:2；

[0033] 本申请中所用环氧树脂为双酚A环氧树脂；

[0034] 制备例

[0035] 吸波剂制备例1

[0036] 本制备例中吸波剂的制备方法包括如下步骤：

[0037] 1)取羰基铁粉，将羰基铁粉放入高剪切乳化机中进行高剪切乳化分散40min，然后取出，放入超声机中进行超声分散20min，取出，干燥，制备成预处理羰基铁粉；

[0038] 2)将步骤1)中制得的预处理羰基铁粉与油胺混合，在650℃下煅烧2.5h，即得；所用预处理羰基铁粉与油胺的质量比为25:8。

[0039] 吸波剂制备例2

[0040] 本制备例中吸波剂的制备方法与吸波剂制备例1中的不同之处在于，步骤2)中所用预处理羰基铁粉与油胺的质量比为35:4。

[0041] 吸波剂制备例3

[0042] 本制备例中吸波剂的制备方法与吸波剂制备例1中的不同之处在于，步骤2)中所用预处理羰基铁粉与油胺的质量比为30:6。

[0043] 吸波剂制备例4

[0044] 本制备例中吸波剂的制备方法包括如下步骤：

[0045] 1)取羰基铁粉，将羰基铁粉放入高剪切乳化机中进行高剪切乳化分散40min，然后取出，放入超声机中进行超声分散20min，取出，干燥制备成预处理羰基铁粉；

[0046] 2)将步骤1)中制得的预处理羰基铁粉放入3‑氨丙基三乙氧基硅烷中浸渍，取出，干燥后与油胺混合，在650℃下煅烧2.5h，即得；所用预处理羰基铁粉与油胺的质量比为30:6；所用预处理羰基铁粉与3‑氨丙基三乙氧基硅烷的质量比为7:3。

[0047] 吸波剂制备例5

[0048] 本制备例中吸波剂的制备方法与吸波剂制备例4中的不同之处在于，步骤2)中所用预处理羰基铁粉与3‑氨丙基三乙氧基硅烷的质量比为9:1。

[0049] 吸波剂制备例6

[0050] 本制备例中吸波剂的制备方法与吸波剂制备例4中的不同之处在于，步骤2)中所用预处理羰基铁粉与3‑氨丙基三乙氧基硅烷的质量比为8:2。

[0051] 实施例

[0052] 实施例1

[0053] 本实施例中带有吸波功能的胶水的制备原料包括：双酚A环氧树脂50kg，含氢硅油5kg，防腐剂2kg，溶剂5kg，固化剂3kg，吸波剂25kg，所用吸波剂由吸波剂制备例1中制备而成；所用固化剂由甲基四氢邻苯二甲酸酐和叔胺2,4,6‑三(二甲氨基甲基)苯酚的质量比为
6:4组成；

[0054] 本实施例中带有吸波功能的胶水的制备方法包括如下步骤：

[0055] 将上述重量份数的吸波剂与环氧树脂、含氢硅油、防腐剂、溶剂、固化剂共同放入搅拌桶内进行混合均匀，即得。

[0056] 实施例2

[0057] 本实施例中带有吸波功能的胶水的制备工艺与实施例1中的不同之处在于，所用带有吸波功能的胶水的制备原料包括：双酚A环氧树脂80kg，含氢硅油10kg，防腐剂4kg，溶剂10kg，固化剂8kg，吸波剂40kg。

[0058] 实施例3

[0059] 本实施例中带有吸波功能的胶水的制备工艺与实施例1中的不同之处在于，所用带有吸波功能的胶水的制备原料包括：双酚A环氧树脂60kg，含氢硅油8kg，防腐剂3kg，溶剂7kg，固化剂5kg，吸波剂30kg。

[0060] 实施例4

[0061] 本实施例中带有吸波功能的胶水的制备工艺与实施例3中的不同之处在于，所用吸波剂在与其他原料进行混合前，先在活化剂中浸渍6min，取出干燥；所用活化剂由硫酸和水按照质量比6:3组成。

[0062] 实施例5

[0063] 本实施例中带有吸波功能的胶水的制备工艺与实施例4中的不同之处在于，所用活化剂由硫酸和水按照质量比8:1组成。

[0064] 实施例6

[0065] 本实施例中带有吸波功能的胶水的制备工艺与实施例4中的不同之处在于，所用活化剂由硫酸和水按照质量比7:2组成。

[0066] 实施例7

[0067] 本实施例中带有吸波功能的胶水的制备工艺与实施例4中的不同之处在于，所用活化剂由硝酸和水按照质量比7:2组成。

[0068] 实施例8

[0069] 本实施例中带有吸波功能的胶水的制备工艺与实施例4中的不同之处在于，所用活化剂由硫酸、硝酸和水按照质量比4.5:2.5:2组成。

[0070] 实施例9

[0071] 本实施例中带有吸波功能的胶水的制备工艺与实施例8中的不同之处在于，所用吸波剂在与其他原料进行混合前，先进行改性处理，改性处理包括如下步骤：将吸波剂与聚氨酯预聚体、1，4‑丁二醇共同放入混合桶内混合均匀，即得；所用吸波剂与聚氨酯预聚体、1，4‑丁二醇的质量比为11:6:1.5。

[0072] 实施例10

[0073] 本实施例中带有吸波功能的胶水的制备工艺与实施例9中的不同之处在于，所用固化剂由甲基四氢邻苯二甲酸酐和叔胺2,4,6‑三(二甲氨基甲基)苯酚按照质量比9:3组成。

[0074] 实施例11

[0075] 本实施例中带有吸波功能的胶水的制备工艺与实施例10中的不同之处在于，所用固化剂由甲基四氢邻苯二甲酸酐和叔胺2,4,6‑三(二甲氨基甲基)苯酚按照质量比7:3组成。

[0076] 实施例12

[0077] 本实施例中带有吸波功能的胶水的制备工艺与实施例6中的不同之处在于，所用吸波剂由吸波剂制备例2中制得。

[0078] 实施例13

[0079] 本实施例中带有吸波功能的胶水的制备工艺与实施例6中的不同之处在于，所用吸波剂由吸波剂制备例3中制得。

[0080] 实施例14

[0081] 本实施例中带有吸波功能的胶水的制备工艺与实施例6中的不同之处在于，所用吸波剂由吸波剂制备例4中制得。

[0082] 实施例15

[0083] 本实施例中带有吸波功能的胶水的制备工艺与实施例6中的不同之处在于，所用吸波剂由吸波剂制备例5中制得。

[0084] 实施例16

[0085] 本实施例中带有吸波功能的胶水的制备工艺与实施例6中的不同之处在于，所用吸波剂由吸波剂制备例6中制得。

[0086] 对比例

[0087] 对比例1

[0088] 本对比例中带有吸波功能的胶水的制备工艺与实施例1中的不同之处在于，所用吸波剂为羰基铁粉。

[0089] 对比例2

[0090] 本对比例中带有吸波功能的胶水的制备工艺与实施例1中的不同之处在于，所用吸波剂为碳纳米管。

[0091] 对比例3

[0092] 本对比例中带有吸波功能的胶水的制备工艺与实施例1中的不同之处在于，所述吸波剂的制备方法包括如下步骤：将羰基铁粉与油胺混合，在550‑700℃下煅烧2‑3h，即得。

[0093] 检测方法

[0094] 按照实施例1‑16与对比例1‑3中的带有吸波功能的胶水的制备工艺分别制备出带有吸波功能的胶水，取相同质量的胶水，在80℃下模压2h，制得厚2mm，120mm*120mm的矩形片，在1GHz频率下测试其屏蔽效果，记录数据得到表1；

[0095] 表1实施例1‑16与对比例1‑3中带有吸波功能的胶水的屏蔽效能

[0096]

[0097]

[0098] 结合实施例1‑8和表1可以看出，通过油胺对在羰基铁粉的表面形成碳层，碳层和羰基铁粉复合生成核壳结构的吸波剂，并将硝酸、硫酸和水按照4.5:2.5:2进行配比制备成活化剂，通过硝酸对吸波剂进行刻蚀，增加吸波剂表面的羧基和酚基，并通过硫酸对吸波剂进行快速刻蚀，使得生成的吸波剂表面具有丰富的孔结构，使得电磁波在这些孔结构中反复被反射、散射从而消耗电磁波能量，增大对电磁波的消减效果，也增大吸波剂与其他材料的结合性能，使得制备的胶水具有更加良好的吸波作用；

[0099] 结合实施例9‑11和表1可以看出，将聚氨酯预聚体和1，4‑丁二醇与吸波剂进行混合，设置吸波剂与聚氨酯预聚体、1，4‑丁二醇的质量比为11:6:1.5，在后续加热固化的过程中，1，4‑丁二醇可以对聚氨酯预聚体进行扩链，生成聚氨酯网络体系对吸波剂进行包裹，并且同时与环氧树脂发生交联反应，并通过调节固化剂中甲基四氢邻苯二甲酸酐和叔胺2,4,6‑三(二甲氨基甲基)苯酚的质量比，使得生成的胶水在干燥固化过程中生成互穿网络结构，提高胶水的粘性，同时也对吸波剂具有良好的固定效果，使得吸波剂可以稳定对胶水起到吸波作用；结合实施例12‑16、对比例1‑3和表1可以看出，通过调节羰基铁粉与油胺的质量比，使得吸波剂在制备过程中，油胺可以在羰基铁粉的表面形成碳层，生成的吸波剂具有复合结构，可通过复合结构的配合对电磁波进行消耗；在对羰基铁粉进行包裹的同时，还防止油胺过多使得生成的碳层厚度不均匀，造成吸波剂的黏连，影响制备的吸波剂的吸波性能；并在吸波剂的制备过程中，通过3‑氨丙基三乙氧基硅烷对预处理羰基铁粉进行浸渍，调节预处理羰基铁粉与3‑氨丙基三乙氧基硅烷的质量比，使得3‑氨丙基三乙氧基硅烷对预处理羰基进行均匀包裹，阻止预处理羰基铁粉在后续煅烧中的氧化，同时也避免3‑氨丙基三乙氧基硅烷形成的包裹层过厚，使得后续油胺与羰基铁粉之间连接的不够紧密，影响制备的吸波剂的吸波性能，进而使得制备的胶水的吸波性能下降。

[0100] 本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。