2.2表面导电型电磁屏蔽材料
表面导电型电磁屏蔽材料是指采用喷涂、化学镀等工艺,在树脂基体表面涂覆一层较薄的导电金属层或导电涂料,提高导电率和磁导率,增强屏蔽效应;主要是以反射损耗为主,且屏蔽效果的大小取决于表面材料本身的屏蔽效果。具有成本低、屏蔽性好、制备简单且应用范围广。但金属表面导电型电磁屏蔽材料金属层存在容易脱落、二次加工性能较差、使用寿命短的缺点。
江南大学的徐文正等[19]在 PET 非织布表面采用直流磁控溅射技术沉积 Ag 膜,兼具 Ag 优异的导电性,极大提高了反射损耗,0.03~1.5 GHz 频率范围内,屏蔽效能达 39.37 dB,屏蔽性能中等。北京工商大学的温变英等[20]通过流延法制备了具有梯度分布结构的聚醚酰亚胺 PEI/Ni 电磁屏蔽膜,梯度结构提高了吸收损耗和多次反射衰减,电磁屏蔽性能达 40 dB 左右,屏蔽性能中等。北京国电富通科技发展有限责任公司的郑永立等[21]将硅烷偶联剂改性石墨烯涂料喷涂橡胶,兼具石墨烯优异的导电和导磁性能,制得电磁屏蔽材料,屏蔽效能达82 dB,屏蔽性能良好。
2.3填充复合型电磁屏蔽材料
填充型复合电磁屏蔽材料是以高分子树脂为基体,向其中加入一定量的导电填料,通过熔融共混、溶液共混、原位聚合和共沉淀法等制备而成,因而具有易于成型、抗腐蚀性良好、机械性能良好,适合大批量生产等优点。弥补了金属屏蔽体与表面敷层型复合屏蔽材料的不足,具有较好的应用前景,但同时仍存在一些不足。如对电磁波的屏蔽机理偏向于反射损耗,而不是吸收损耗,较难满足其在各个领域中的应用。基体树脂材料提供易加工成型性能和电磁波透过性,屏蔽效能主要取决于填料的电磁参数及频散特性。目前导电填料主要有碳系、金属系、复合系、高分子系填料。碳系主要为炭黑、石墨烯、碳纳米管、碳纤维;金属型主要为银、铜、镍、铝等;复合系主要镀银玻璃微珠、镀镍石墨烯、镀镍碳纤维等;高分子系主要为聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等[18],如表 2 所示。填充型聚合物导电性根据复合材料中导电填料的分布状况,有形成导电通路、电子隧道效益和场发射理论支持[18]。
碳纳米管和石墨烯等具有优良的导电性能,作为填料极大提高了电磁屏蔽材料的导电性、导热性和屏蔽效能。但容易出现团聚、分散不均的现象,降低屏蔽性能。可通过对导电填料进行表面改性处理提高分数性能,或加入金属导电填料或无机盐填料提高电磁屏蔽材料的综合性能,增大频率范围[22-25]。