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 電磁屏蔽材料的開(kāi)發(fā)（特別是輕量化產(chǎn)品）具有十分重要的意義。吸波型電磁屏蔽涂料以其涂敷方便、導(dǎo)電性能和吸波性能好、工藝簡(jiǎn)單和容易調(diào)節(jié)而受到重視，并已取得長(zhǎng)足進(jìn)展，正向著質(zhì)地輕薄，寬頻帶吸波，可噴涂、熱性能、穩(wěn)定性能良好的方向發(fā)展。增加碳纖維含量和鍍鎳，可以提高屏蔽紙的屏蔽效果，但是此種屏蔽效果的提高必然導(dǎo)致屏蔽紙力學(xué)性能的下降，為此考慮用涂布的方式來(lái)提高其屏蔽效能。

1 涂層對(duì)碳纖維屏蔽紙屏蔽性能的影響 

電磁屏蔽涂料的屏蔽效果主要取決于體積電阻率，即涂層的導(dǎo)電性越好，涂層的電磁波屏蔽性能也越好。因此須對(duì)影響電磁波屏蔽涂料的導(dǎo)電性的因素進(jìn)行研究。

1.1 填料含量的影響

根據(jù)高分子基體中的導(dǎo)電填料粒子之間實(shí)現(xiàn)電子傳輸而導(dǎo)電的隧道效應(yīng)機(jī)制，作為單純的共混體系，導(dǎo)電填料的用量必須增大到足夠的填充量或某一臨界值即“滲濾閾值”時(shí)，才能形成接觸間隔，涂層的導(dǎo)電率才能急劇增加而發(fā)生突變，形成導(dǎo)電通路。由圖1可以看出，填料含量為65%左右時(shí)，涂層的導(dǎo)電性最好，相應(yīng)的其電磁屏蔽效能也好。

圖1 填料含量與體積電阻率的關(guān)系

1.2 成膜樹(shù)脂的影響

由圖2可以看出，當(dāng)丙烯酸樹(shù)脂含量在1.0g時(shí)，電阻率最低，導(dǎo)電效果最好。由此可知，對(duì)于本體系來(lái)說(shuō)，當(dāng)填料與基料樹(shù)脂的比在3:1左右時(shí)，達(dá)到了滲濾閾值的極限，超過(guò)此質(zhì)量比值，導(dǎo)電性不會(huì)有提高，反而呈下降趨勢(shì)，影響涂層的其他物理和機(jī)械性能。

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 圖2 丙烯酸樹(shù)脂用量與體積電阻率的關(guān)系

1.3 偶聯(lián)劑表面處理的影響

注：偶聯(lián)劑的用量是相對(duì)于填料的質(zhì)量

圖3 偶聯(lián)劑用量與體積電阻率之間的關(guān)系

由圖3可以看出，用偶聯(lián)劑處理填料，制成的涂料的電阻率隨著加入量的增加而降低，這說(shuō)明了偶聯(lián)劑的加入使得金屬填料粉和高分子樹(shù)脂相互結(jié)合在一起，增加了二者的凝聚力，同時(shí)偶聯(lián)劑的加入也有分散填料的作用，因此增加了涂料的導(dǎo)電性能。從圖中還可以看出，最佳的偶聯(lián)劑用量為2.5%。

1.4 固化工藝的影響

由涂層的形成過(guò)程可知，固化溫度和時(shí)間對(duì)涂層中填料接觸狀態(tài)有很大的影響。針對(duì)本涂料體系，確定固化溫度為50℃。圖4可知，最佳固化時(shí)間為在40min。

圖4 固化時(shí)間對(duì)體積電阻率的影響

1.5 涂層厚度的影響

按照上述最佳條件制備導(dǎo)電涂料，考察不同厚度對(duì)涂層性能的影響。結(jié)果如圖5所示。從導(dǎo)電性、附著力及成本方面考慮，本體系的涂層在110μm比較合適。

圖5 涂層厚度對(duì)體積電阻率的影響

2 涂料的屏蔽性能測(cè)試

從圖6中可以看出，鐵硅鋁粉的屏蔽效果較好，可以達(dá)到25dB。隨著頻率的升高，屏蔽效能逐漸提高，當(dāng)在800MHz～1GHz的頻段范圍時(shí)，屏蔽效果基本上處于較佳階段。鐵硅鋁粉的電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率都較高，在600 MHz～1.2 GHz頻段的屏蔽效能比其他頻率段的效果好，達(dá)到20dB以上。這說(shuō)明了對(duì)于電導(dǎo)率高、磁導(dǎo)率也較高的電磁屏蔽材料來(lái)說(shuō)其反射損耗和吸收損耗都較高。

圖6 硅鋁粉涂料的屏蔽性能