电磁屏蔽材料现状及其应用

通过改善碳纤维的电磁性能而使屏蔽性能得到进一步提高。这些方法主要包括碳纤维表面镀覆SiC、沉积超细石墨颗粒[141、涂敷聚苯胺(PANI) 、表面镀金属[16~2-等。如德围BASF公司研制了一种表面镀SiC的碳纤维，在频率500MHz时屏蔽效能可达48dB。表4为碳纤维的物理特性参数镀金属纤维填充材料是当前研究的一个热点，比用上述几种纤维表面处理技术得到的材料具有更好的导电性。可以用来镀金属的纤维除碳纤维外，还有玻璃纤维、木质纤维等[221。以前对镀金属纤维及其复合材料的研究开发主要以碳纤维为基材，高昂的成本使其在商品化的过程中受到制约，现在的镀铝玻璃纤维以其优越的性价比在工业化生产中得到广泛的应用。近年来国内外在镀铝玻璃纤维方面开展了大量的研究工作，取得大量研究成果。已经成功开发了改性的塑料导电材料、抗静电材料、电磁屏蔽材料以及特种导电混纺织物f 9等。

玻璃纤维与其他导电填料相比具有密度小、易成型、导电好、生产工艺简单、成本低、可大批量生产等优点，另外它和一般的玻璃纤维性状相同且与树脂的亲和性好、分散性好。镀铝玻璃纤维[一 J是一种新型复合材料，它是在玻璃纤维表面上镀覆一层薄薄的、致密的高导电金属—— 铝，在金属层上再进行表面处理，以提高其分散性及防止金属表面氧化。使玻璃由绝缘材料变为导电材料，由热的不良导体变为良导体。通过对玻璃纤维表面的金属化，使玻璃纤维在保留原有力学性能的基础上又具有了金属纤维良好的导电、导热等一系列新的性能。所以能使用以前的金属模具和成型设备进行挤压成型、注射成型，产品的外观非常好，可达到一般玻璃纤维增强的FRP、FRTP、ABS的表面效果，因而是一种性能非常优异的导电填料。镀铝玻璃纤维良好的传热性能，在模压成型的工艺中传热更快，能缩短周期，减少消除热点，减少成品的热应力，降低制品翘曲的几率。可以看出除具有优异的电磁屏蔽性能外，其还具有良好的力学特性，实现了结构功能一体化.

2．4 导电涂料类屏蔽材料

导电涂料是一种功能性涂料。根据其组成和导电机理，导电涂料可以分为本征型导电涂料和掺合型导电涂料两类。本征型导电涂料是以本征导电聚合物为成膜物质所制成的导电涂料，主要有聚乙炔、聚苯硫醚、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺等，但是由于这些导电聚合物难溶、难熔，加工困难，仅限于实验室研究，离实际应用尚有一定距离。目前的导电涂料主要是掺合型导电涂料，它一般以各种合成树脂为成膜剂，以具有良好导电性能的金属微粉或非金属微粒为导电填料，经混合分散后，制成可施工的涂料，喷涂或刷涂于塑料表面，在一定条件下固化成膜。

导电涂料最大的优点是成本低、简单实用、适用面广。根据掺合的导电填料的不同，导电涂料主要包括银系、铜系、镍系和碳系导电涂料。银系导电涂料是开发较早的一类屏蔽材料，美军早在20世纪60年代就已将其作为电磁屏蔽材料。银系导电涂料的导电性最好，体电阻P 可达10-4~10。Q•m，涂料性能稳定，屏蔽效果可达65dB以上，但其成本太高，还存在银容易向表面迁移等问题，只适合于某些特殊的场合下使用。铜系导电涂料 的导电性也很好，体电阻P 可达10 •m，但是由于铜抗氧化能力差，因而导电稳定性不佳，限制了它的应用。最近，随着抗氧化处理技术的发展，铜系涂料的开发与应用得到了新的发展。目前主要采取以下两种处理技术来防止铜粉的氧化，一是用抗氧化剂对铜粉进行表面处理，抗氧化剂包括有机胺、有机硅、有机钛、有机磷等化合物，或者用抗氧化性能较好的金属包覆铜的表面，如金属Ag、A1、sn等；二是在制备铜系涂料的过程中加入还原剂或其它添加剂等，阻止铜的氧化，从而获得具有一定抗氧化性的导电涂料。

镍系导电涂料幽的导电性也较好，其体电阻P 可达10_。～10一 •m，屏蔽性能也很好。镍的氧化问题比铜轻得多，稳定性完全可以满足一般的应用要求，成本也比较适中，目前已得到了广泛的应用，在电磁屏蔽涂料中占有较大的比重，是欧美等国家电磁屏蔽用涂料的主流。对金属系涂料屏蔽材料研究的关键在于如何更好地解决铜粉和镍粉的抗氧化性能，以及涂料在储运过程中金属填料的沉降问题。该领域的一个潜在的重要趋势就是水性涂料的开发。
碳系导电涂料相较于金属涂料的最大的优势在于耐候性好、密度小、成本低等。其不足在于导电性不是很好，体电阻率约在lfl•m，屏蔽效果不甚理想。碳系导电填料包括石墨、碳黑等，为了提高其导电性，碳素必须是高导电性、高结构性和超细化的。碳素系导电涂料研究工作的重点就是开发和利用高导电性和高结构性碳黑，以及在复合过程中如何在提高碳黑分散性的同时，保持其结构性等等。