導電塑料是將樹脂作為基材和導電添加劑混合，用塑料的加工成型方式進行加工的功能型高分子材料。一般來說，物體的導電性有四種形態：絕緣體、半導體、導體和超導體。導電塑料實現了從絕緣體到半導體再到導體的巨 大變化，是所有物質中能夠完成這種可能性變化跨度最大的。與傳統的材料相比，它具有重量輕、易成型、電阻率 可調節等特點，并可以方便地通過分子設計合成或復合成多種多樣結構的材料。導電塑料按照導電性能可分為：絕 緣體、防靜電體、導電體和高導電體；按制作方法可分為結構型導電塑料和復合型導電塑料；按用途可分為抗靜電材料、導電材料和電磁波屏蔽材料。

基材可以包括：PC/ABS、PC、ABS、PA、PPE等；

導電纖維主要有：鍍鎳碳纖維、不銹鋼纖維等；

導電塑料兼有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， 同時具有極好的熱、電傳導性，阻燃性能良好，熱膨脹系數極低，并且還有低輻射線吸收性、非磁性和不磁化、極 好的振動阻尼性、抗蠕變和抗疲勞性能及生物相容性。同時由碳纖維制備的電磁屏蔽復合材料由于成型加工和屏蔽 一次性完成，力學性能好，便于大批量生產，因此它是電磁屏蔽材料的一個重要發展方向。

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，吸收損耗很小或沒有。 其主要優點是：強度高、韌性好、導電、導磁、導熱 性能好、屏蔽效能高，但其致命的弱點也很突出：能 耗高，屏蔽性能不可調，密度大，易腐蝕，成型性差， 人體感覺差（尤其是制作屏蔽室時），在廣泛用于屏 蔽機殼時存在加工過程復雜的問題，致使成本過高， 因而逐漸被新型電磁屏蔽器件所代替。

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

它的優點突出：

• 可一次加工成型，加工工藝過程短，便于批 量生產；

• 當產品壽命結束時，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行昂貴 的脫模處理，徹底解決了回收問題；

• 是繼表層功能型屏蔽材料之后推向市場的新 型屏蔽材料，也是當前和未來最重要和最有 發展前途的高性能電磁屏蔽材料。

從20世紀80年代開始，導電塑料就受到了廣泛關 注，美國、英國、日本等國起步較早，發展較快，已 向市場推出了多個品種，并在多個領域（如汽車和電 子行業等）逐步取代常用的鋁及其合金。下面是關于 鋁及其合金與填充型屏蔽塑料材料的簡單對比。

導電塑料作為一類新型的電磁屏蔽復合材料，屏 蔽效能可在30-90dB 之間調節，且可用產品的厚度來調 節屏蔽效能，此類產品屬熱塑性塑料既有導電性，又 有順磁性，其EMI屏蔽級別超過規定的表面導電率測試 性能。零件的表面導電率測試結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。導電率、滲透性、厚度和頻率越大，吸 收所產生的衰減也越大。導電率越大，頻率越低，反 射損耗就越大。其滲透性遠遠超過常用EMI屏蔽材料。 鋁合金和鎂合金等常用材料根據其導電率進行屏蔽， 滲透性很小或沒有。EMI 屏蔽主要通過反射（特別是 10GHz 以下的）和透入深度引起的吸收來實現。此產品 的滲透性在所有頻率下都可以通過增強吸收來提高屏 蔽效力。吸收屏蔽增強比反射損耗降低更好，因此在 這類應用中，此產品是一個合適的選擇。

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

導電塑料常以高性能工程塑料（如ABS+PC 等） 為基材，具有非常優異的耐化學腐蝕性、可加工性和低的生產能耗。具有非常強的耐腐蝕性，使其成為惡 劣環境下戶外應用的理想選擇。經過360 小時的鹽霧曝光 （5% NaCl 溶液，35℃，95% 相對濕度 [ASTM B117]），電磁屏蔽有效性未發生任何變化。該性能其中采用的高穩定性 鍍鎳碳纖維和鍍鎳石墨粉本身具有耐腐蝕性的直接結果。 現在，導電塑料屏蔽罩不再需要進行昂貴的噴漆或電鍍二 次加工處理以實現在惡劣環境中的穩定性。

導電塑料產品最重時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 或為鋁壓鑄件的一半，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%。對于重敏運輸或手持設備應用，可以幫助減輕重量 和節省成本。

對于相同體積的零部件而言，導電塑料比鋁合金的原 料成本價略高，而從加工成本看，由于鋁合金的加工工藝 流程較為復雜（金屬原料→熱處理→鑄造→精密鍛造（冷 擠壓、冷鍛、熱鍛壓）→機械加工→精密切削→拋光→噴 砂→拉絲→激光雷射雕刻→陽極氧化上色→多次二次氧化 上色），而導電塑料加工工藝較為簡單（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 備要求較低，加工周期短，生產效率高，工藝成本相對較低。 綜合比較原料與加工成本，當零部件形狀簡單時，導電塑料零部件與鋁合金的價格相當，當零部件形狀復雜時， 導電塑料零部件的價格要低于鋁合金。

ABS/PC 等工程塑料生產時的能耗（包括原材料）遠低 于鋁合金材料的能耗。

雖然在30-1680MHz 范圍內導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計性。例如，在低 頻范圍內鋁合金的屏蔽性能達不到設計要求，而包括導電 塑料在內的復合材料的主要特點之一就是具備可設計性， 換言之，通過摻入特殊的組分可以對導電塑料的組成進行 調配，從而可在各個頻段對其屏蔽性能進行調節，以滿足 不同的使用要求。

通過以上多個方面的比較可知，導電塑料具有輕質、 高強度、抗腐蝕、耐高溫、成本低、易加工等特點，應用 領域廣泛。其在性能、成本（尤其是復雜零部件）等方面 有著鋁合金材料不可替代的優勢，將會在電子行業及其它 方面都有著非常廣泛和樂觀的應用前景，由導電塑料替代 目前電子行業廣泛應用的金屬機殼及零部件將成為未來市 場的發展趨勢。

導電塑料不含任何違禁成分，遵守全球各地的環境保護法規，例如“歐盟有害物質限制法規”（RoHS）、“瑞 典專業雇員聯盟”（TCO）和“化學品注冊、評估、許可和限制，是歐盟對進入其市場的所有化學品進行預防性管理的法規”（REACH）等，符合相關環保規定。

如果操作設備時導電塑料會長時間接觸皮膚，用戶也不必擔心，因為導電塑料符合 EN1811 關于鎳提取物的規定， 可用于手持設備。歐洲標準委員會根據皮膚對鍍鎳珠寶的反應制定了規格，規定在物品會與汗水混合的情況下，鎳 瀝取的最大值為 0.50μg/cm2/周。我們的導電塑料遠遠低于此限制。

當產品壽命結束時，導電塑料可以回收，用粉碎機再次研磨，符合嚴格的廢品處理規定。它不像油漆過或鍍有 金屬層的物品需要進行昂貴的脫模處理，徹底解決了回收問題。在運行、啟動、關機等正常生產過程中可能會產 生廢料，但這些廢料可以重新研磨和使用，從而避免了生產過程中的浪費。重新研磨的導電塑料重量最高可增加 15%，但性能不受影響。導電塑料能夠以非常經濟的方式達到媒介物使用壽命結束 (EoVL)、TCO 以及歐盟的“電力和 電子廢料處理”（WEEE）法規。

本文來源：FRD飛榮達

現艾邦建有汽車材料技術交流群，長城、一汽、長安、東風、大陸、敏實、庫爾茲、日寫、東麗、科思創、巴斯夫、LG、帝斯曼等企業均已加入，歡迎產業鏈上下游的朋友入群探討，共謀進步。

活動推薦：

主要議題：

報名方式：

方式1：長按下方二維碼在線報名

方式2：添加負責人微信報名

阮小姐：18312560351；ruanjiaqi@polytpe.com；

江先生：18666186648；jyg@polytpe.com

閱讀原文，即可報名#標簽#材料,汽車#

始發于微信公眾號： 艾邦高分子