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导电涂料--导电漆

文字:[大][中][小] 2019-5-2    浏览次数:229    

导电涂料--导电漆

防电磁波干扰屏蔽涂料。俗称:导电漆。导电漆采用含铜、银等复合微粒作为导电颗粒,具有良好导电性能的一种油漆。

 

概述

导电涂料是伴随现代科学技术而迅速发展起来的特种功能涂料,约有半个世纪的发展历史。1948年,美国公布了将银和环氧树脂制成导电胶的专利,这是最早公开的导电涂料。我国也在20世纪50年代开始研究和应用导电涂料。近几十年来,导电涂料已在电子、电器、航空、化工、印刷等多种军、民用工业领域中得到应用。与此相应,导电涂料的理论研究也得到迅速发展,并促进了应用技术的日益成熟与完善。

 

功能

导电漆就是用导电金属粉末添加于特定的树脂原料中以制成能够喷涂的的油漆涂料,干燥后形成漆膜后能起到导电的作用,从而屏蔽电磁波干扰的功能。

屏蔽就是对两个空间区域之间进行金属的隔离,以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。具体讲,就是用屏蔽体将元部件、电路、组合件、电缆或整个系统的干扰源包围起来,防止干扰电磁场向外扩散;用屏蔽体将接收电路、设备或系统包围起来,防止它们受到外界电磁场的影响。

 

种类

根据应用特性分类:

1.作为导电体使用的涂料,如:混合式集成电路,印刷线路板,键盘开关,冬季取暖和汽车玻璃防霜的加热漆,船舶防污涂料等。

2.辐射屏蔽涂料,如无线电波,电磁波屏蔽。

3.抗静电涂料

4.其他,如电致变色涂层,光电导涂层。

对于导电涂层的导电性能,通常有三种表征:体积电阻率或电导率;表面电阻率;静电衰减率。

 

根据应用材料分类:

本征型

本征型导电涂料是指以本征型导电聚合物为成膜物质所制成的导电涂料。导电高分子用于导电涂料的制备方法大多集中在直接利用导电高分子作成膜树脂、导电高分子与其他树脂混合使用、导电高分子材料作为导电填料使用等方面,其中最典型的代表有聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚喹啉等是较为活跃的一个研究领域。本征型导电涂料主要应用于防腐抗静电涂料、吸波涂料、电磁屏蔽涂料等,国内已经研究出多种聚苯胺抗静电防腐涂料。

掺杂型

掺杂型导电涂料是指以高分子聚合物为基础加入导电物质,利用导电物质的导电作用,来达到涂层电导率在10-12S/m 以上。它既具有导电功能,同时又具有高分子聚合物的许多优异特性,可以在较大范围内根据使用需要调节涂料的电学和力学性能,并且成本较低,简单易行,因而获得较为广泛的应用。掺杂型导电涂料由高分子聚合物、导电填料、溶剂及助剂等组成。常用的导电填料有金属系填料、碳系填料、金属氧化物系填料、复合填料、新型纳米导电填料等。

1)碳系导电涂料

碳系导电涂料是用量较大的一种功能涂料,具有成本低、质轻、结构高、无毒无害等优点。用作碳系导电涂料的导电填料主要有石墨、石墨纤维、碳纤维、高温煅烧石油焦、各种炭黑以及碳化硅等。特别是炭黑填充导电聚合物已被广泛应用,因为导电炭黑具有价格便宜、密度小、不易沉降、耐腐蚀性强等优点,但导电性相对较差;同时由于表面含有大量的极性基团,存在难分散、易絮凝等缺点,最简便而有效的解决方法之一是加入分散剂降低炭黑粒子间的吸引力及凝聚力,从而使其能均匀稳定地分散在基质中。碳系导电涂料通常由导电填料、基体树脂、助剂和溶剂组成,经机械混合后将其涂覆于非导电体底材表面,形成一层特殊固化膜,从而产生导电效果。

2)石墨导电涂料

石墨是一种高导电层状材料,将其作为导电填料,并与导电聚合物复合可制备出导电性能优良的聚合物基复合材料。石墨涂料以其良好的导电性、低廉的价格及操作工艺简单的特点,在彩管玻壳内外涂敷方面具有不可替代的位置。为使涂料涂层有良好的导电性,须经深加工制备高纯超微细石墨,才能满足需要。

随着纳米技术的发展,将石墨纳米材料与基体复合制得导电高分子材料正日益兴起;膨胀石墨作为新型导电填料,具有导电性好、摩擦损耗小、污染小等优点,而且膨胀石墨的加入可以大大提高高分子材料的导电性,降低其导电渗域滤值,因此在防静电涂料及导电高分子复合材料中具有重要的应用价值。

3)金属系导电涂料

金属系导电涂料的导电性能取决于金属填料的种类、数量、金属纤维和金属粉末的种类、数量、填料的形状。金属系填料主要有银粉、镍粉和铜粉等,其中银粉的化学稳定性良好,防腐性能优异,导电性高,是较早被开发应用的导电填料。但由于银粉的价格比较昂贵,多应用于军事领域,在民用上应用较少。

镍粉化学稳定性能良好,具有有效的抗电磁干扰的性能,价格也比较适中,因此被广泛应用。铜粉具有低廉的价格,具有与银相近的导电性,其缺点是铜容易氧化,导电性也不稳定,但对其经过特殊表面处理,可获得稳定性的铜基导电涂料,随着铜粉防氧化技术的提高,铜系导电涂料的研究必将受到进一步的关注。

4)纳米管导电涂料

纳米管具有极大的长径比和优良的电性能,把它作为增强相加入到聚合物中,能极大地改善聚合物的力学性能、光电性能等,因此可把它用于制备功能性碳纳米管/聚合物导电涂料,应用在众多领域。纳米管导电材料与成膜材料以几乎同一数量级的粒径相互渗透,彼此无明显的界面,因此纳米管导电涂料的防腐性能比一般的防腐涂料性能要好。

5)金属氧化物导电涂料

金属氧化物由于其电性能优异、颜色浅,较好地祢补了金属导电颜料抗腐蚀性能差和碳系导电颜料装饰性能差等缺点。常用的复合填料有玻璃珠、铜粉和云母粉外包覆银粉以及炭黑外包覆镍粉等多种。金属氧化物导电颜料主要有掺杂氧化锡、氧化锌、二氧化锑等,其中以SnO2为代表,由于密度小、在空气中稳定性好、色浅并可制备透明涂层等优点而受到重视。

 

工作原理

导电漆通过喷涂、刷涂的方法,使完全绝缘的非金属或非导电表面具有像金属一样的吸收、传导和衰减电磁波的特征,从而起到屏蔽电磁波干扰的作用。导电漆的出现,有效的解决了非金属表面实现电联接的问题。

导电漆是电镀银粒子制成的防电磁波干扰油漆,单组份、省工、省时、便捷、附着力好、平整、内聚力强、无疏松粒子,可用于金属、复合材料为基材的手机、计算器、精密仪器等壳体内壁喷涂材料。干燥固化后漆层性能稳定,喷涂在工件表面细腻平滑和纯银导电漆一样有优良的导电性能、细腻的导电粒子保证了电子元器件的安全性。

为保证漆料与基面的附着能力,在常规情况下,导电漆料只建议使用在PC、ABS等非金属材料的表面,若使用在不常用表面,可能需要打底剂配合使用。

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