電磁波禁止塗料是一種在化學溶劑中摻入導電顆粒，並能噴塗於 ABS 等工程塑膠、玻璃鋼、木材、水泥牆面等非金屬材料上，對電磁波進行禁止的功能性塗料。具有室溫固化、附著力強的優點，是手機，顯示器、印表機及各類儀表的非金屬殼體進行電磁禁止最為簡便的一種處理方式。
基本介紹
- 中文名：電磁波禁止塗料
- 外文名：Electromagnetic shielding coatings
- 背景：信息技術的飛速發展
- 定義：一種在化學溶劑中摻入導電顆粒
- 作用：噴塗於 ABS 等工程塑膠
簡介,發展現狀,開發套用,發展趨勢,
簡介
隨著信息技術的飛速發展，計算機網路、信息處理設備、電子通信設備及各種電器設備作為信息技術的載體已在各個行業廣泛套用，特別是電子元件小型化、高度集成化以及電子儀器儀表輕量化、高速化和數位化；電磁信號，由於其易受外界電磁干擾而出現動作失誤，從而帶來嚴重後果，因此必須採取各種有效防護措施，才能保障其不受干擾和癱瘓。從電磁信號泄露失密方面而言，無論軍事機密或是商業機密，通過電磁波的泄露，都會給相關單位造成極大的損失，為此必須採取相應的禁止措施，防止電磁信號泄露和被偵測，以防失密；從預防電磁波污染來講，對各種電磁污染危害的防護已引起環保部門和有關方面的高度重視，禁止電磁污染使其限定在一定區域，已成為環保領域最為活躍的研究課題之一。
電磁禁止塗料由合成樹脂、導電填料、溶劑配製而成，將其塗覆於基材表面形成一層固化膜，從而產生導電禁止效果。塗覆方法主要採用噴塗、刷塗、浸塗和輥塗等。導電塗料作為電磁禁止材料的最大優點是成本低，簡單實用且適用面廣，使用最多的是銀系導電塗料，也是開發最早的品種之一。
發展現狀
常用的電磁禁止塗料主要是以複合法製得的，它由樹脂、稀釋劑、添加劑以及導電性填料等所組成。樹脂具有粘接性，常用的有環氧樹脂、聚氨酯、酚醛、聚醯亞胺、丙烯酸等樹脂。使用時可根據其固化條件，耐溫、耐磨、硬度、撓曲等要求加以選擇，也可將各類樹脂混合使用以獲得綜合性能。稀釋劑和添加劑用以降低樹脂的粘度，浸潤填充物，常用的有甲基溶纖劑、松木油、乙二醇丁醚醋酸酯等，烯釋劑一般不採用溶劑型的，以避免發生氣泡而降低導電性和粘接性。添加劑用來改進導電膠的性能，如分散劑能使導電填料充分分散，補強劑能增大附著力等。
現有的電磁禁止塗料以導電塗料為主，導電塗料中加入的導電性填料一般是金、銀、銅、鎳等金屬粉末和炭黑、石墨等非金屬粉末。金粉的導電性最高，化學穩定性好，但價格昂貴，以致使用受到限制。銀粉的導電性也很優良，價格較金粉為低，雖然配膠後易沉澱，有“遷移”現象，但還是較為普遍採用。銅、鎳的性能與銀相近，價格比銀低得多，但易氧化，導電性不穩定，配膠的耐久性差。炭黑、石墨粉末作為導電填料，其分散性好，價格低廉，但導電性較差，用作電磁禁止是較為理想的材料。
開發套用
美國軍方早在 20 世紀 60 年代就將銀系導電塗料用作電磁禁止材料。銀系塗料性能穩定，禁止效果極佳 ( 可達 65dB 以上 ) ，但由於其成本太高，只能適合於某些特定的場合；鎳系塗料價格適中，禁止效果好，抗氧化能力比銅強，因而成為當前歐美等國電磁禁止用塗料的主流。其塗層厚度為 50 ～ 70 μ m 時體積電阻率為 10 -3 Ω· cm ，禁止效果可達 30 ～ 60dB(500 ～ 1000Hz) 。例如 TBA 公司開發的 ECP502X 和 ECP503 ， AchesonColloids 公司的 Elecotrody440S 以及 BEE 化學公司的 IsolesR65 等均為鎳系塗料，鎳系塗料在低頻區 (<30MHz) 的禁止效果不如銅系塗料。
銅系塗料導電性好，但抗氧化性差。隨著近年抗氧化技術的發展，銅系塗料的開發與套用也逐漸增多。如日本昭和電工公司的銅/丙烯酸樹脂 ( 牌號為 Copalexl00) 由於對銅進行了特殊處理，導電性能比較穩定，其用量僅為鎳系塗料的一半。由於銅的體積電阻率比鎳小，因此在塗層厚度相同時，銅系塗料的表面電阻率比鎳系塗料低。銅系塗料的其它產品如 TBA 公司的 ECP510 ， AchesonColloids 公司的 Elecotmdy437 ， BEE 化學公司的 IsolexR73 以及化成工業公司的 ES3000 等。
對於石墨和炭黑等碳素系導電塗料，需要用高電導性和高結構性的炭黑作填料才能使其體積電阻降至 10 Ω· cm 以下，最低可達 10 -2 Ω· cm 左右。由於碳系塗料的導電性相對較差，用作電磁禁止材料的效果比其他金屬填料要差一些。但碳系塗料具有耐環境性好，密度小，價格低等優點。
複合型導電塗料的導電機理比較複雜，其導電性受導電填料的種類、大小、形狀、含量、成膜樹脂的種類以及固化條件的影響。當前，對金屬系電磁禁止導電塗料的研究關鍵在於如何更好地解決銅粉和鎳粉的抗氧化性和塗料在儲存過程中的金屬填料的沉降問題。另外，該領域的一個潛在的重要趨勢就是水性塗料的開發，在這方面已經出現了許多性能優異的以金屬鎳作為填料的配方，因為這種金屬在很大的 pH 值範圍內都具有優良的防腐性能。
電磁禁止塗料以複合型導電塗料為主要發展方向，尤其是美國和日本都很重視複合型禁止塗料的開發和套用。國外先進已開發國家，特別是美國、英國、日本等國已經形成生產各種類別和系列規格的禁止塗料產業。對於禁止塗料的研究發展，日本始終走在世界的前列。其中，海爾茲化學株式會社就是日本有名的企業，該會社生產的波魯斯系列禁止塗料在世界各國都享有極高的聲譽。 80 年代末，美國生產禁止塗料的公司己超過 25 家，年銷售額以每年 50 %的增長率增長。在西方，禁止材料特別是電磁禁止塗料的消耗量也是快速增加，特別是在計算機等行業。
我國對於電磁禁止塗料方面的研究 80 年代末才開始起步，國內一些單位在這方面已取得了一定的研究成果，如四川大學研究出的系列電磁禁止塗料，已通過鑑定並得到套用；北京市印刷技術研究所也研製出了性能穩定的銅系導電塗料，具有良好的電磁禁止效果。但是，我國在電磁禁止塗料領域中的研發仍較為落後，研究大於 1GHz 以上的微波隱身材料的單位較多，而開展頻率在 10kHz ～ 1GHz 範圍的電磁波禁止塗料的研究剛剛起步，研究單位少，研究的品種單一，電磁禁止性能低，未形成產品的系列化和產業化，因而國產電子設備及產品在防護電磁波輻射標準上大大落後於已開發國家產品，也是難以躋身於進口名牌產品行列的重要因素之一。
發展趨勢
由於電磁禁止塗料大多只能在某一頻帶範圍內起作用，並且還存在面密度高、柔韌性差、附著力低等問題，限制了禁止塗料的推廣套用。此外，提高吸波塗層的維修性與耐腐蝕性，增加可維護性和使用壽命也是未來吸波塗層發展中需要解決的問題。迅猛發展的信息社會對電磁禁止塗料的性能提出了更高的要求。因此，研究高性能、寬頻帶的電磁禁止塗料以展寬有效頻帶、實現多頻譜禁止，這是電磁禁止塗料未來發展的一個主要方向。禁止塗料要有更佳的導電性，更寬的禁止頻寬，更好的電磁兼容性；同時，低厚度、高附著力、優異的耐候性、低密度、低成本、無公害等特性也是新型電磁禁止塗料的發展方向。
