TW201006872A - Electromagnetic wave absorber containing ferric powder and preparation method thereof - Google Patents
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201006872 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種電磁波吸收物及其製備方法，特別是指一種含鐵 粉之電磁波吸收物及其製備方法，其係應用於吸收電磁波之領域。 【先前技術】 中華民國專利469283中申明之介電性電磁波吸收材枓之製造方法是於 液態聚胺基甲酸脂(PU)樹脂中添加導電碳黑、碳粉、導電纖維及中空玻璃 參球(microballoons)，經兩階段特殊裝置混合成漿狀半成品，再將半成品以 適當模具製成電磁波吸收材，但該製造方法因混合後之藥漿(slurry)黏度 大首先以樹脂混合部份碳黑以特殊設計的3〇〇〇_6〇〇〇rpm高速研磨機分散， 再添加碳粉、導電纖維及中空球此時藥漿黏度大增，改用3〇〇_6〇〇rpm低速 高黏度攪拌機充分混合後再塗佈成試片，具有製程及設備較繁複之缺點。 中華民國專利567643中申明之改良型Salisbury Screen式電磁波吸收材 其中第一層為電性均質耗損材，第二層為低介電常數材以兩種材料複合成 再加上反射層組合成之電磁波吸收材，但由於其為三層材料，故在製作上 比單層材料之製程繁複。中華民國專利566077中申明以多層中空碳球含量 ❿ 5-50wt%混合樹脂製成電磁波吸收材，但目前多層中空碳球多為實驗室產 品’價格高，也不符合大量生產之需求。
且目前一些電磁波吸收材使用之鐵粉主要為球狀之羰基鐵粉，平均粒 徑約1-10 Microns，鐵粉比重高且球狀鐵粉的視密度大，在含球狀鐵粉的 電磁波吸收材配方裡鐵粉添加置要大於7〇%重量百分比才能做出具1〇册反 射損失的材料，因此造成電磁波吸收材單位面積重量太高，不人 技產業對材料輕、薄之需求。 Q 綜合上述，本發明人提供一種含鐵粉之電磁波吸收物及其製備方法， 其能解決習知技術製程及設備較繁複、價格高不符合大量生產之需求及電 磁波吸收材單位面積重量太高，不符合科技產業對材料輕、薄之需求的缺 201006872
【發明内容】 法 輕、薄之需求。 本發明之轉目的’在雜供—種含輸之電磁波魏滅其製備方 ’該含鐵粉之電磁波吸收物單位面積重量較低，故能敲科技產業材料 本發明之另-目的’在於提供—種含鐵粉之電磁舰㈣及其製備方 法，該含鐵粉之電磁波吸收物之製備方法具有製程及所需設備簡單之優點。 ❹
、土 之又一目的’在於提供一種含鐵粉之電磁波吸收物及其製備方 法，其價格較低，故能符合大量生產之需求。 本發明提供-種含麟之電雜做物及其製财法。該含鐵粉之 磁波吸收物’其包括：4G~7G重量百分率之樹脂；及別,重量百分 率之鐵粉；其中該鐵粉之視密度為0. 5〜0. 8 g/cc。 該含鐵粉之電磁波吸㈣之製備紐，脉驟包括：⑴紐態樹脂和 鐵粉混合均勻，及⑵熟化冷卻後，即得到含鐵粉之電磁波吸收物；其 中該鐵粉之視密度為〇. 5〜〇. 8 g/cc。 茲為使貴審查委員對本發明之技術特徵及所達成之功效更有進一步 之瞭解與涊識，謹佐以較佳之實施例圖及配合詳細之說明，說明如後： 【實施方式】 本發明含鐵粉之電磁波吸收物，其包括：4〇〜7〇重量百分率之樹 脂；及30〜60重量百分率之鐵粉。 其中該鐵粉為珊瑚狀或鹿角狀’該鐵粉之視密度為〇5〜〇.8 g/cc 及該鐵粉之平均粒徑為30〜60μηι。該鐵粉之較佳視密度為0.53 g/cc及 較佳之平均粒徑為43.0μιη。 其中該樹脂係選自環氧樹脂、聚胺基曱酸脂樹脂、聚甲基丙烯酸 酯樹脂、矽樹脂及聚酯樹脂所組成之群組之其中之一者。且鵁鐵粉較 201006872 佳之重量百分率為42〜50%。 ’其步驟包括(如第一 本發明含鐵粉之電磁波吸收物之製備方法 圖所示）： S11將液態樹脂和鐵粉混合均勻得到含鐵粉之電磁波吸收組成 物；及 S12熟化冷卻後，即得到含鐵粉之電磁波吸收物。 其中該鐵粉為珊瑚狀或鹿角狀。
❿ 其中該含鐵粉之電磁波吸收物包括4〇〜7〇重量百分率之樹脂及 30-60重量百分率之鐵粉。 其中步驟sn後更包括一灌入模具之步驟。 其中該含鐵粉之電磁波吸收物之厚度為0.5〜5.0_，且在2〜18GHZ 之頻率範圍具有10dB以上之反射損失。 其中該含鐵粉之電磁波吸收物之較佳厚度為 實施例及比較例 本發明使用之珊瑚狀鐵粉其SEM圖像如第二圖所示，製作方法為 以草酸鐵絲料於娜〜⑹此减氣_ 2〜4小_得，外觀形狀如珊 瑚或鹿角之長條多肖狀’視密度為0.5〜G.8gAx，以CGulterLS-230雷射 粒徑分析儀測量，平均粒徑為3〇〜6〇μιη。 本發明之較佳實施例於環氧樹脂中添加珊瑚狀鐵粉(本發明所製作 的原料產品，編號Τ2,視密度〇.53g/cc，平均粒徑43·0μπι)及比較例係 於環氧樹脂中添加羰基鐵粉作填料，再以一般三滾筒機（滾筒之間隙為 0· 1mm)來混料使藥漿混合均勻後，將藥漿倒入1 $ cmx 1 $ cm金屬模子中， 上下放鋁板，以夾子夾住，以80°C烘2小時後取出，冷卻後除去鋁板 將電磁波吸收材成品取出，經修飾後量測厚度、重量。 微波反射損失(Return Loss)量測方法採用自由空間(free space)測試 法’頻率範圍(2-18GHz)，使用微波網路分析儀Hp 8722ES及Damaskos 公司free space量測夹具’以相同試片大小15cmxl5cm金屬片$上待測 201006872 位置’先校正水平，調整天線入射角度(21。)測原始反射量，接著換試片 並以該金屬片當反射面再量測試片之反射損失衰減強度，反射損失愈大 代表電磁波吸收效果愈好。 為更詳細描述本發明，以下特舉幾個實施例及比較例說明如後。表 一為本發明實施例及比較例使用之磁性填充料的來源及規格： 表一本發明實施例及比較例使用之磁性填充料 品名 來源 規格 珊瑚狀鐵 粉 本發明所製作 平均粒徑:43.0 Microns 視密度:0.53 g/cc 羰基鐵粉 (S3700) 美 International Specialty Products 公司 平均粒徑：2.5 microns 視密度:2.5g/cc 實施例1 將50.0g液態環氧樹脂及珊瑚狀鐵粉5〇 〇g加入25〇ml混料容器 總配料量IGGg)，先以勝棒勝丨_2分鐘，再以—般三滾筒機來 此料5次使藥漿混合均勻後，取7〇 〇g藥聚，將藥聚倒入 ❿em金屬鮮巾’以8G°C供2小時後取$則，經修飾後量測重量為 6曰〇.〇g ’厚度為LW ’單位面積重量為2 7Kg/_，微波反射損失 里測如第二圖所不’兩峰值在1G()GH2，其反射損失為144册。 比較例1 將6〇.〇g液態環氧樹脂及幾基鐵粉M〇 〇g加入25編混料容器中(總配 =量200g) ’先以麟棒赫μ2分鐘伽一般三滾筒機來混料$次使藥 漿混合均勻後，取130.0g藥聚，將藥聚倒入15 ·ΐ5⑽金屬模子中，以 8〇 C烘2小時後取出試片，經修飾後量剛重量為ii3 〇g，厚度為2力麵，單 位面積重量為5.GKg/mxm，微波反射損失量測如第四_示，高峰值在 10-lGHz，其反射損失為15 6dB。 201006872 _ 實施例2 將58.0g液態環氧樹脂及珊瑚狀鐵粉42 〇g加入25〇ml混料容器中(總 配料量100g) ’先以攪拌棒攪拌1-2分鐘，再以一般三滾筒機來混料5次使 藥漿混合均勻後’取500g藥漿’將藥漿倒入15 cmxl5 cm金屬模子中，以 8〇°C供2小時後取出試片，經修飾後量測重量為44.0g，厚度為l.lmm，單 位面積重量為2.0Kg/mxm，微波反射損失量測如第五圖所示，高峰值在 14.4GHz，其反射損失為16 4dB。 比較例2 φ 將30.0g液態環氧樹脂及羰基鐵粉7〇.〇g加入250ml混料容器中(總配 料量100g)，先以攪拌棒攪拌丨_2分鐘，再以一般三滾筒機來混料5次使藥 漿混合均勻後，取85.0g藥漿，將藥漿倒入丨5 cmx 15 cm金屬模子中，以8〇t>c 烘2小時後取出試片，經修飾後量測重量為75 〇g ,厚度為12mm，單位面 積重量為3.3Kg/mxm，微波反射損失量測如第六圖所示，高峰值在 15.2GHz，其反射損失為15.ldB。 實施例3 將100.〇g液態環氧樹脂及珊蝴狀鐵粉lOO.Og加入250ml混料容器中(總 配料量200g)，先以攪拌棒攪拌丨_2分鐘，再以一般三滾筒機來混料$次使 φ 藥漿混合均勻後，取130.〇g藥漿，將藥漿倒入15 cm><15 cm金屬模子中，以 80°C烘2小時後取出試片，經修飾後量測重量為113 〇g，厚度為2 5mm , 單位面積重量為5.0Kg/mxm，微波反射損失量測如第七圖所示，高峰值在 6.0GHz，其反射損失為23.8dB。 比較例3 將60.0g液態環氧樹脂及羰基鐵粉14〇 〇g加入25〇ml混料容器中(總配 料量200g)，先以攪拌棒攪拌丨_2分鐘，再以一般三滚筒機來混料5次使藥 漿混合均勻後，取185.0g藥漿，將藥漿倒入15 cmxl5 cm金屬模子中，以 80°C烘2小時後取出試片，經修飾後量測重量為178 〇g，厚度為3 〇mm， 單位面積重量為7.9Kg/mxm，微波反射損失量測如第八圖所示，高峰值在 201006872 6.0GHz ’其反射損失為11 9dB。 實施例4 將l〇〇.〇g液態環氧樹脂及珊蝴狀鐵粉lOO.Og加入250ml混料容器中(總 配料量20〇g)，先以攪拌棒攪拌1-2分鐘，再以一般三滚筒機來混料5次使 藥漿混合均勻後’取194.0g藥漿，將藥漿倒入15 cmx 15 cm金屬模子中，以 80°C烘2小時後取出試片，經修飾後量測重量為1804g，厚度為44mm， 單位面積重量為8.0Kg/mxm，微波反射損失量測如第九圖所示，高峰值在 3.0GHz，其反射損失為i4.5dB。 比較例4 將120.0g液態環氧樹脂及羰基鐵粉28〇.〇g加入500m卜混料容器中(總 配料量40〇g) ’先以攪拌棒攪拌1-2分鐘’再以一般三滚筒機來混料5次使 藥漿混合均勻後，取360.0g藥漿，將藥漿倒入15 cmxl5 cm金屬模子中，以 80°C烘2小時後取出試片，經修飾後量測重量為344 〇g，厚度為62mm， 單位面積重量為15_3Kg/mxm ’微波反射損失量測如第十圖所示，高峰值在 3*0GHz ’其反射損失為14.2dB。 表二至表五為本發明上述之實施例與比較例及英國BAE公司產品在 X(8-12GHz)，Ku(12-18GHz)，C(4-8GHz)，S(2-4GHz)相同頻段^的比較 表’由表中發現在相同的頻段下實施例試片之反射損失近似或大於比較 例試片之反射損失，顯示本發明含鐵粉之電磁波吸收物具有較佳的電磁 波吸收效果，且實施例試片的厚度及單位面積重皆較比較例試片小許 夕，又，本發明實施例試片和BAE公司產品比較除s頻段厚度稍大外其 餘厚度及單位面積重皆優於BAE公司產品。 201006872 ❿
表二實施例1與吃整里丄及BAE公司產品比較表 實施例1 比較例1 BAE公司型號WMX3 厚度(mm) 1.5 2.0 2.3 單位面積重(Kg/mxm) 2.7 5.0 7.3 反射損失高峰值 (GHz/dB) 10.0/14.4 —------ 10.1/15.6 — 頻段 ------__ X X 表三實施例2與比較例2及BAE公司產品比較表 實施例1 比較例1 BAE公司型號WMX3 厚度(mm) 1.1 1.2 2.0 單位面積重(Kg/mxm) 2.0 3.3 6.0 反射損失高峰值 (GHz/dB) 14.4/16.4 —-一 ·_. — · 15.2/15.1 — 頻段 Ku Ku Ku 表四實施例3 J 3^BAE公司產品比較表 實施例1 比較例1 BAE公司型號WMX3 厚度(mm) 2.5 〜 3.0 3.3 單位面積重(Kg/mxm) 5.0 7.9 15.5 反射損失高峰值 (GHz/dB) 6.0/23.8 ^' 6.0/11.9 — 頻段 C C C 表五實施例4 J 契比較例4及BAE公司產r 右比較表 貫施例1 比較例1 BAE公司型號WMX3 厚度(mm) 4.4 6.2 3.8 單位面積重(Kg/mxm) 8.0 15.3 17.0 反射損失高每值 (GHz/dB) 頻段 3.0/14.5、^ 3.0/14.2 ~S ~ S 綜上所述，本發明具有以下之優點： 本發明含鐵粉之電磁奴收物單位面積重低，缝騎·科技產業材 201006872 料輕、薄之需求。 2·:輪饱祕㈣驗細伽嫩備簡單之 價格低i鐵電磁波魏物及其製備方法，*紐财线球，故其 價格低廉，能符合大量生產之需求。 國車!為—具雜酿、進步性料供«上桐者，應符合我 准專利，至感為3要件無疑，轰依法提出發明專利申請，祈均局早曰賜
"淮以上所述纟’僅為本發明較佳實施例而已，並非用來限定本發明實 範圍故舉凡依本發明申請專利範圍所述之特徵及精神所為之均等變 化與修飾，均應包括於本發明之憎專纖圍内。 【圖式簡單說明】 第-圖為本發明含鐵粉之電磁波魏物之製備方法之步驟流程圖。 第二圖本發明鐵粉呈珊瑚狀之SEM圖。 第三圖為本發明實關丨之麵粉之電磁纽收物樣波反射損失 特性圖。 第四圖為本發_較例1之含縣鐵粉之電磁波吸收物之微波反射 損失特性圖。 第五圖為本發明實施例2之含鐵粉之電磁波吸收物之微波反射損失 特性圖。 第六圖為本發明比較例2之含羰基鐵粉之電磁波吸收物之微波反射 損失特性圖。 第七圖為本發明實施例3之含鐵粉之電磁波吸收物之微波反射損失 特性圖。 第八圖為本發明比較例3之含羰基鐵粉之電磁波吸收物之微波反射 損失特性圖。 12 201006872 第九圖為本發明實施例4之含鐵粉之電磁波吸收物之微波反射損失 特性圖。 第十圖為本發明比較例4之含羰基鐵粉之電磁波吸收物之微波反射 損失特性圖。 【主要元件符號說明】 無 ❹
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Claims (1)
- 201006872 十、申請專利範圍： 1.—種含鐵粉之電磁波吸收物，其包括： 40〜70重量百分率之樹脂；及 30〜60重量百分率之鐵粉； 其中該鐵粉之視密度為0.5〜0.8 g/cc。 2.=請專利範圍第i項所述之含鐵粉之電磁波吸收物，其中該鐵 私為珊埤狀或鹿角狀。 ❹3. 如申請專利範圍第1項所述之含鐵粉之電磁波吸收物，其中該鐵 私之平均粒控為30〜60μιη。 4. 如申請專利範圍第i項所述之含鐵粉之電磁波吸收物，其中該鐵 粉較佳之該視密度為0.53 g/cc 5.如申請專利棚第2項所狀含鐵粉之電磁波吸收物，其中該鐵 粉較佳之該平均粒徑為43.0μιη。 6. 如申請專利範圍第i項所述之含鐵粉之電磁波吸收物，其中該樹 脂係選自環氧樹脂、聚胺基甲酸脂樹脂、聚曱基丙烯酸酯樹脂、 石夕樹脂及聚醋樹脂所組成之群組之其中之一者。 7. 如申請專利範圍第1項所述之含鐵粉之電磁波吸收物，其中該鐵 粉較佳之重量百分率為42〜50%。 8. —種含鐵粉之電磁波吸收物之製備方法，其步驟包括： (1) 將液態樹脂和鐵粉混合均勻；及 (2) 熟化冷卻後’即得到含鐵粉之電磁波吸收物； 其中該鐵粉之視密度為0.5〜0.8 g/cc。 9·如申請專利範圍第8項所述之含鐵粉之電磁波吸收物之製備方 法，其中步驟(2)中該含鐵粉之電磁波吸收物包括40〜70重量百分 率之樹脂及30〜60重量百分率之鐵粉。 10.如申請專利範圍第9項所述之含鐵粉之電磁波吸收物之製備方 法，其t該鐵粉較佳之重量百分率為42〜50%。 14 201006872 • π·如巾料概_ 8賴述之含鋪之電磁波魏物之製備方 法’其中步驟(1)後更包括一灌入模具之步驟。 12.如申请專利範圍第8項所述之含鐵粉之電磁波吸收物之製備方 法其中步驟（2)中該含鐵粉之電磁波吸收物之厚度為 〇·5〜5.0mm’且在2〜18GHz之頻率範圍具有1〇dB以上之反射損失。 13·如申請專利範圍第U項所述之含鐵粉之電磁波吸收物之製備方 法’其中該含鐵粉之電磁波吸收物之較佳厚度為Μ 5_。 14. 如申請專利範圍第8項所述之含鐵粉之電磁波吸收物之製備方 法’其中步驟(1)中該鐵粉之較佳視密度為0.53 g/cc及該鐵粉之平 _ 均粒徑為30〜60μπι。 15. 如申請專利範圍第14項所述之含鐵粉之電磁波吸收物之製備方 法，其中該鐵粉較佳之平均粒徑為43·0μπι。 16. 如申請專利範圍第8項所述之含鐵粉之電磁波吸收物之製備方 法’其中步驟(1)中該液態樹脂係選自環氧樹脂、聚胺基甲酸腊樹 脂、聚甲基丙烯酸酯樹脂、矽樹脂及聚酯樹脂所組成之群組之其 中之一者。 、 17. 如申請專利範圍第8項所述之含鐵粉之電磁波吸收物之製備方 法，其中步驟(1)中該鐵粉為珊瑚狀或鹿角狀。 15
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