導(dǎo)電塑料是將樹(shù)脂作為基材和導(dǎo)電添加劑混合，用塑料的加工成型方式進(jìn)行加工的功能型高分子材料。一般來(lái)說(shuō)，物體的導(dǎo)電性有四種形態(tài)：絕緣體、半導(dǎo)體、導(dǎo)體和超導(dǎo)體。導(dǎo)電塑料實(shí)現(xiàn)了從絕緣體到半導(dǎo)體再到導(dǎo)體的巨 大變化，是所有物質(zhì)中能夠完成這種可能性變化跨度最大的。與傳統(tǒng)的材料相比，它具有重量輕、易成型、電阻率 可調(diào)節(jié)等特點(diǎn)，并可以方便地通過(guò)分子設(shè)計(jì)合成或復(fù)合成多種多樣結(jié)構(gòu)的材料。導(dǎo)電塑料按照導(dǎo)電性能可分為：絕 緣體、防靜電體、導(dǎo)電體和高導(dǎo)電體；按制作方法可分為結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電塑料和復(fù)合型導(dǎo)電塑料；按用途可分為抗靜電材料、導(dǎo)電材料和電磁波屏蔽材料。

基材可以包括：PC/ABS、PC、ABS、PA、PPE等；

導(dǎo)電纖維主要有：鍍鎳碳纖維、不銹鋼纖維等；

導(dǎo)電塑料兼有EMI屏蔽功能和接地功能。

與其它纖維相比，鍍鎳碳纖維（NCF）強(qiáng)度大、模量高、密度小，和碳素材料一樣具有很好的耐高溫、耐腐蝕性， 同時(shí)具有極好的熱、電傳導(dǎo)性，阻燃性能良好，熱膨脹系數(shù)極低，并且還有低輻射線吸收性、非磁性和不磁化、極 好的振動(dòng)阻尼性、抗蠕變和抗疲勞性能及生物相容性。同時(shí)由碳纖維制備的電磁屏蔽復(fù)合材料由于成型加工和屏蔽 一次性完成，力學(xué)性能好，便于大批量生產(chǎn)，因此它是電磁屏蔽材料的一個(gè)重要發(fā)展方向。

圖 鍍鎳碳纖維（纖維表面金屬化）

金屬材料仍然是至今使用最廣泛的電磁屏蔽材料， 其屏蔽方式主要是反射損耗，吸收損耗很小或沒(méi)有。 其主要優(yōu)點(diǎn)是：強(qiáng)度高、韌性好、導(dǎo)電、導(dǎo)磁、導(dǎo)熱 性能好、屏蔽效能高，但其致命的弱點(diǎn)也很突出：能 耗高，屏蔽性能不可調(diào)，密度大，易腐蝕，成型性差， 人體感覺(jué)差（尤其是制作屏蔽室時(shí)），在廣泛用于屏 蔽機(jī)殼時(shí)存在加工過(guò)程復(fù)雜的問(wèn)題，致使成本過(guò)高， 因而逐漸被新型電磁屏蔽器件所代替。

導(dǎo)電塑料是采用導(dǎo)電填料與聚合物填充復(fù)合而成 的復(fù)合材料，是目前研究最廣泛的新型電磁屏蔽材料， 其屏蔽主要通過(guò)反射（特別是10GHz 以下）損耗和透 射引起的吸收損耗來(lái)實(shí)現(xiàn)。

它的優(yōu)點(diǎn)突出：

• 可一次加工成型，加工工藝過(guò)程短，便于批 量生產(chǎn)；

• 當(dāng)產(chǎn)品壽命結(jié)束時(shí)，主要成分可以回收，而 不像涂層或鍍有金屬層的物品需要進(jìn)行昂貴 的脫模處理，徹底解決了回收問(wèn)題；

• 是繼表層功能型屏蔽材料之后推向市場(chǎng)的新 型屏蔽材料，也是當(dāng)前和未來(lái)最重要和最有 發(fā)展前途的高性能電磁屏蔽材料。

從20世紀(jì)80年代開(kāi)始，導(dǎo)電塑料就受到了廣泛關(guān) 注，美國(guó)、英國(guó)、日本等國(guó)起步較早，發(fā)展較快，已 向市場(chǎng)推出了多個(gè)品種，并在多個(gè)領(lǐng)域（如汽車(chē)和電 子行業(yè)等）逐步取代常用的鋁及其合金。下面是關(guān)于 鋁及其合金與填充型屏蔽塑料材料的簡(jiǎn)單對(duì)比。

導(dǎo)電塑料作為一類(lèi)新型的電磁屏蔽復(fù)合材料，屏 蔽效能可在30-90dB 之間調(diào)節(jié)，且可用產(chǎn)品的厚度來(lái)調(diào) 節(jié)屏蔽效能，此類(lèi)產(chǎn)品屬熱塑性塑料既有導(dǎo)電性，又 有順磁性，其EMI屏蔽級(jí)別超過(guò)規(guī)定的表面導(dǎo)電率測(cè)試 性能。零件的表面導(dǎo)電率測(cè)試結(jié)果并不能代表其整體 屏蔽性能。任何EMI屏蔽的總屏蔽效能都等于反射和吸 收損耗之和。導(dǎo)電率、滲透性、厚度和頻率越大，吸 收所產(chǎn)生的衰減也越大。導(dǎo)電率越大，頻率越低，反 射損耗就越大。其滲透性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)常用EMI屏蔽材料。 鋁合金和鎂合金等常用材料根據(jù)其導(dǎo)電率進(jìn)行屏蔽， 滲透性很小或沒(méi)有。EMI 屏蔽主要通過(guò)反射（特別是 10GHz 以下的）和透入深度引起的吸收來(lái)實(shí)現(xiàn)。此產(chǎn)品 的滲透性在所有頻率下都可以通過(guò)增強(qiáng)吸收來(lái)提高屏 蔽效力。吸收屏蔽增強(qiáng)比反射損耗降低更好，因此在 這類(lèi)應(yīng)用中，此產(chǎn)品是一個(gè)合適的選擇。

與表面涂層（如真空沉積Al、Ni/Cu 金屬鍍層或?qū)?電性涂料）相比，較高級(jí)別的導(dǎo)電塑料可以提供同樣 的導(dǎo)電率，反射損耗也差不多。因?yàn)闈B透性和厚度而 引起的屏蔽吸收明顯要高得多。用作結(jié)構(gòu)元素，其厚 度至少大于涂層。而吸收屏蔽與厚度成正比，所以此 產(chǎn)品要優(yōu)于表面涂層。導(dǎo)電塑料產(chǎn)品的鎳、石墨和碳 素纖維成分本身都具有損耗屬性。

導(dǎo)電塑料常以高性能工程塑料（如ABS+PC 等） 為基材，具有非常優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕性、可加工性和低的生產(chǎn)能耗。具有非常強(qiáng)的耐腐蝕性，使其成為惡 劣環(huán)境下戶外應(yīng)用的理想選擇。經(jīng)過(guò)360 小時(shí)的鹽霧曝光 （5% NaCl 溶液，35℃，95% 相對(duì)濕度 [ASTM B117]），電磁屏蔽有效性未發(fā)生任何變化。該性能其中采用的高穩(wěn)定性 鍍鎳碳纖維和鍍鎳石墨粉本身具有耐腐蝕性的直接結(jié)果。 現(xiàn)在，導(dǎo)電塑料屏蔽罩不再需要進(jìn)行昂貴的噴漆或電鍍二 次加工處理以實(shí)現(xiàn)在惡劣環(huán)境中的穩(wěn)定性。

導(dǎo)電塑料產(chǎn)品最重時(shí)不足常用金屬零件的四分之一。 其密度為 1.2 至 1.4g/cm3，是鋁密度 (2.7g/cm3) 的一半，并 且遠(yuǎn)小于其它常用金屬的密度。重量輕，加上能夠成型的 壁厚薄至1.0mm 或?yàn)殇X壓鑄件的一半，從而使得零件的 重量減輕 75%。雖然由于密度大幅降低，但它壁厚必須大 于沖彎不銹鋼金屬零件，但其重量可以比不銹鋼零件輕 50%。對(duì)于重敏運(yùn)輸或手持設(shè)備應(yīng)用，可以幫助減輕重量 和節(jié)省成本。

對(duì)于相同體積的零部件而言，導(dǎo)電塑料比鋁合金的原 料成本價(jià)略高，而從加工成本看，由于鋁合金的加工工藝 流程較為復(fù)雜（金屬原料→熱處理→鑄造→精密鍛造（冷 擠壓、冷鍛、熱鍛壓）→機(jī)械加工→精密切削→拋光→噴 砂→拉絲→激光雷射雕刻→陽(yáng)極氧化上色→多次二次氧化 上色），而導(dǎo)電塑料加工工藝較為簡(jiǎn)單（纖維表面金屬化 →塑料包覆→造粒→注塑→成形→上色等工藝），加工設(shè) 備要求較低，加工周期短，生產(chǎn)效率高，工藝成本相對(duì)較低。 綜合比較原料與加工成本，當(dāng)零部件形狀簡(jiǎn)單時(shí)，導(dǎo)電塑料零部件與鋁合金的價(jià)格相當(dāng)，當(dāng)零部件形狀復(fù)雜時(shí)， 導(dǎo)電塑料零部件的價(jià)格要低于鋁合金。

ABS/PC 等工程塑料生產(chǎn)時(shí)的能耗（包括原材料）遠(yuǎn)低 于鋁合金材料的能耗。

雖然在30-1680MHz 范圍內(nèi)導(dǎo)電塑料的屏蔽性很難超越 鋁合金，但后者的屏蔽性能不具有可設(shè)計(jì)性。例如，在低 頻范圍內(nèi)鋁合金的屏蔽性能達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，而包括導(dǎo)電 塑料在內(nèi)的復(fù)合材料的主要特點(diǎn)之一就是具備可設(shè)計(jì)性， 換言之，通過(guò)摻入特殊的組分可以對(duì)導(dǎo)電塑料的組成進(jìn)行 調(diào)配，從而可在各個(gè)頻段對(duì)其屏蔽性能進(jìn)行調(diào)節(jié)，以滿足 不同的使用要求。

通過(guò)以上多個(gè)方面的比較可知，導(dǎo)電塑料具有輕質(zhì)、 高強(qiáng)度、抗腐蝕、耐高溫、成本低、易加工等特點(diǎn)，應(yīng)用 領(lǐng)域廣泛。其在性能、成本（尤其是復(fù)雜零部件）等方面 有著鋁合金材料不可替代的優(yōu)勢(shì)，將會(huì)在電子行業(yè)及其它 方面都有著非常廣泛和樂(lè)觀的應(yīng)用前景，由導(dǎo)電塑料替代 目前電子行業(yè)廣泛應(yīng)用的金屬機(jī)殼及零部件將成為未來(lái)市 場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。

導(dǎo)電塑料不含任何違禁成分，遵守全球各地的環(huán)境保護(hù)法規(guī)，例如“歐盟有害物質(zhì)限制法規(guī)”（RoHS）、“瑞 典專(zhuān)業(yè)雇員聯(lián)盟”（TCO）和“化學(xué)品注冊(cè)、評(píng)估、許可和限制，是歐盟對(duì)進(jìn)入其市場(chǎng)的所有化學(xué)品進(jìn)行預(yù)防性管理的法規(guī)”（REACH）等，符合相關(guān)環(huán)保規(guī)定。

如果操作設(shè)備時(shí)導(dǎo)電塑料會(huì)長(zhǎng)時(shí)間接觸皮膚，用戶也不必?fù)?dān)心，因?yàn)閷?dǎo)電塑料符合 EN1811 關(guān)于鎳提取物的規(guī)定， 可用于手持設(shè)備。歐洲標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)根據(jù)皮膚對(duì)鍍鎳珠寶的反應(yīng)制定了規(guī)格，規(guī)定在物品會(huì)與汗水混合的情況下，鎳 瀝取的最大值為 0.50μg/cm2/周。我們的導(dǎo)電塑料遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于此限制。

當(dāng)產(chǎn)品壽命結(jié)束時(shí)，導(dǎo)電塑料可以回收，用粉碎機(jī)再次研磨，符合嚴(yán)格的廢品處理規(guī)定。它不像油漆過(guò)或鍍有 金屬層的物品需要進(jìn)行昂貴的脫模處理，徹底解決了回收問(wèn)題。在運(yùn)行、啟動(dòng)、關(guān)機(jī)等正常生產(chǎn)過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn) 生廢料，但這些廢料可以重新研磨和使用，從而避免了生產(chǎn)過(guò)程中的浪費(fèi)。重新研磨的導(dǎo)電塑料重量最高可增加 15%，但性能不受影響。導(dǎo)電塑料能夠以非常經(jīng)濟(jì)的方式達(dá)到媒介物使用壽命結(jié)束 (EoVL)、TCO 以及歐盟的“電力和 電子廢料處理”（WEEE）法規(guī)。

本文來(lái)源：FRD飛榮達(dá)

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