專利名稱：抗電磁波微粒材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種抗電磁波微粒材料，特別是指一種可以添加于高分子 塑料材料/樹脂涂料，或者是紡織纖維、水泥粉體等基材中，使得任何以該 基材制成的物體或表面處理材料具有遮蔽和吸收寬帶的電磁波干擾的抗電 磁波微粒材料。
背景技術(shù)：
近年來電子科技發(fā)展迅速，科學(xué)技術(shù)一日千里，為追求生活的便利，
在現(xiàn)今社會(huì)各式各樣的電子產(chǎn)品3C整合系統(tǒng)設(shè)備雖然帶給人類生活無限 的方便，卻也造成各種不同電子設(shè)備產(chǎn)生的電磁波與磁場(chǎng)交互干擾的環(huán)境， 就是所謂的電磁波干擾(Electro-magnetic Interference, EMI)。
電磁波產(chǎn)生原因，主要來自于所有電子設(shè)備在操作時(shí)均會(huì)產(chǎn)生一定程 度的電磁場(chǎng)，尤其在電子組件密度過高或有高頻電路時(shí)。而電子設(shè)備在運(yùn) 作時(shí)所產(chǎn)生的電磁波則會(huì)干擾其它電子設(shè)備，使其無法正常運(yùn)作，因而若 無防制EMI的措施則不僅影響其它電子設(shè)備的運(yùn)作，本身也容易受到其它 電子設(shè)備的干擾。電磁波除對(duì)于電子設(shè)備的運(yùn)作有所影響外，對(duì)于人體健 康亦有重大影響，因此目前世界各國(guó)對(duì)于電子產(chǎn)品的電磁波防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)均有 越來越嚴(yán)格的限制。
不同波長(zhǎng)范圍的電磁波是由不同的方法、不同的輻射源產(chǎn)生的。波長(zhǎng) 最長(zhǎng)(頻率最低)的是無線電波，由電路系統(tǒng)產(chǎn)生。而波長(zhǎng)最短的是x射線， 由陰極射線管產(chǎn)生。放射性元素會(huì)射出Y(伽瑪)射線，是波長(zhǎng)最短(相對(duì)頻率 最高)的電磁波。人類由視網(wǎng)膜所能感覺到的即人類所能看到的電磁波，就 是可見光，其波長(zhǎng)范圍約在0.4到0.76pm之間。
一般而言，以可見光最短波長(zhǎng)0.4pm的紫外線為分界，波長(zhǎng)短于紫外線的電磁波均屬于短波長(zhǎng)的電磁波，越短波長(zhǎng)的電磁波能級(jí)越高，對(duì)于人
體細(xì)胞的傷害越直接，當(dāng)極短波長(zhǎng)的電磁波，如5C射線或Y(伽瑪)射線的能 級(jí)足以達(dá)到破壞細(xì)胞DNA的程度，因此會(huì)直接對(duì)人體產(chǎn)生傷害。
而較長(zhǎng)波長(zhǎng)的電磁波如無線電波、行動(dòng)電話電磁波，以及變電所、高 壓電塔產(chǎn)生磁場(chǎng)均屬于長(zhǎng)波長(zhǎng)的電磁波，其對(duì)于人體健康的影響到現(xiàn)在仍 未有定論，但基本上長(zhǎng)期暴露于高強(qiáng)度的電磁波中仍會(huì)產(chǎn)生病變，其產(chǎn)生 病變主要方式有
1、 電流通過細(xì)胞間質(zhì)，使細(xì)胞電位改變。
2、 類似微波爐，使人體組織的水分加熱破壞組織。
3、 磁場(chǎng)效應(yīng)使細(xì)胞改變。
4、 在生理上由于電磁波輻射對(duì)人體有抑制心血管、內(nèi)分泌、免疫、生 殖等系統(tǒng)功能及血小板與白血球降低、神經(jīng)衰弱，眼晶球混濁，甚至畸形 兒的誕生與癌細(xì)胞的加速擴(kuò)散有十分嚴(yán)重的影響。
由于電磁波種類相當(dāng)多，因此其防護(hù)技術(shù)也變得相當(dāng)復(fù)雜。目前由于 一般電子產(chǎn)品多數(shù)以工程塑料作為外殼材料，但因?yàn)樗芰贤鈿げ痪哂锌闺?磁波特性，因此必須通過其它技術(shù)手段來達(dá)到遮蔽和吸收電磁波的目的， 目前業(yè)界最常見的電磁波防護(hù)方法主要如下-
1、 金屬外殼利用具有鋁鎂合金等高導(dǎo)電性材料制造電子產(chǎn)品外殼， 通過金屬外殼的電磁波反射性來遮蔽電磁波。然而該方法主要缺點(diǎn)在于金 屬外殼制造成本為塑料外殼的數(shù)十倍以上，因此造成生產(chǎn)成本昂貴。此外 金屬材料僅有遮蔽電磁波的能力，電磁波碰觸導(dǎo)電材料后，還會(huì)產(chǎn)生反射、 繞射、爬行等現(xiàn)象，因此仍然會(huì)使電磁波無法消除而從其它方向泄露出去， 并無法達(dá)到全面有效的電磁波防護(hù)功效。
2、 金屬片遮蔽利用洋白銅、磷青銅等高導(dǎo)電材質(zhì)做成保護(hù)片，貼附
在塑料外殼的內(nèi)側(cè)，以達(dá)到遮蔽電磁波的目的。該方法成本雖低于金屬外 殼的成本，但會(huì)增加塑料外殼的厚度，且也同樣無法完全地消除電磁波的反射與繞射、爬行等現(xiàn)象。
.3、電鍍?cè)谒芰贤鈿け砻骐婂兩弦粚踊蚨鄬拥膶?dǎo)電金屬薄膜，使塑料 外殼表面具有導(dǎo)電性，此方法由于環(huán)保因素，在目前歐美先進(jìn)國(guó)家均已立 法規(guī)定禁止電鍍產(chǎn)品輸入。
4、 在塑料外殼涂上導(dǎo)電漆在塑料外殼上噴涂導(dǎo)電漆，該方法主要疑 慮在于導(dǎo)電漆的環(huán)保疑慮，且其良率低，且穩(wěn)定性差。
5、 真空濺鍍法利用真空濺鍍方式于塑料外殼表面形成一個(gè)導(dǎo)電或電 磁波吸收微粒材料組合而成的鍍膜，其目前雖然為塑料產(chǎn)品抗電磁波處理 的熱門技術(shù)，但由于其必須利用特殊的低溫真空濺鍍?cè)O(shè)備，且此技術(shù)僅掌 握于少數(shù)廠商手中，因此在生產(chǎn)電子產(chǎn)品外殼的過程中還必須要委外加工， 造成工藝時(shí)間延長(zhǎng)，且加工成本提高。
6、 利用電磁波吸收微粒材料(ESD)吸收電磁波電磁波吸收微粒材料
為利用可使電磁波產(chǎn)生共振阻抗、介電、磁力等形式損失的介質(zhì)，使電磁 波的能量轉(zhuǎn)換為熱能，以達(dá)到消除電磁波的目的。但由于電磁波吸收微粒 材料不具有遮蔽電磁波穿透的功效，因此其必須要在電磁波吸收體的背面 貼附另一個(gè)金屬反射片，才能夠使得電磁波被反射回來后再被電磁波吸收 體所吸收，因此其并無法單獨(dú)達(dá)成全面性的電磁波防護(hù)功效。此外由于每 一種電磁波吸收微粒材料所能吸收的電磁波頻寬均有一定的范圍，因此常 用的電磁波吸收微粒材料并無法達(dá)到防護(hù)所有頻寬的電磁波的功效。
由以上說明可知，常用的電磁波防護(hù)技術(shù)主要缺點(diǎn)可以歸納為增加制 造成本、增加產(chǎn)品外殼厚度，以及僅有單純遮蔽電磁波功效，無法消除電 磁波反射、繞射、爬行等現(xiàn)象等幾項(xiàng)，因此其顯然有改進(jìn)的必要。本發(fā)明 人有鑒于此，乃苦思細(xì)索，積極研究，加以多年從事相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)的經(jīng)驗(yàn)， 并經(jīng)不斷試驗(yàn)及改良，終于發(fā)展出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明主要目的在于提供一種可以添加在高分子塑料材料/樹脂涂料，或者是紡織纖維、水泥粉體等基材中，使得任何以 該基材制成的物品或表面處理材料具有遮蔽和吸收寬帶的電磁波干擾能力 的抗電磁波微粒材料(也可以稱為復(fù)合式電磁波微粒材料)。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種抗電磁波微粒材料，其主要技術(shù) 特征在于該抗電磁波微粒材料包括至少一種能夠添加于基材中，使基材 具有吸收和遮蔽電磁波的特性的導(dǎo)電性微粒材料，其中，該導(dǎo)電性微粒材 料的至少一部分是呈現(xiàn)管狀/纖維狀的長(zhǎng)形結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電微粒所組成，前述呈 現(xiàn)長(zhǎng)形結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電微粒摻雜于前述基材之中(或基材內(nèi)部)，可產(chǎn)生相互煉 結(jié)而形成不規(guī)則交織的結(jié)構(gòu)，因此使得前述管狀/纖維狀的導(dǎo)電性微粒材料 產(chǎn)生跨電性，增加該導(dǎo)電性微粒材料遮蔽和吸收寬帶電磁波干擾的能力。 其中，長(zhǎng)形結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電微?？梢园{米碳管、活性炭纖維、碳纖維、納 米碳屑和其它具有導(dǎo)電性的碳系材料，和導(dǎo)電金屬絲等呈長(zhǎng)形結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電 性材料中的一種或兩種以上的組合。如無特殊說明，本發(fā)明所涉及的"/" 均為擇一選擇之意。
根據(jù)本發(fā)明的具體技術(shù)方案，前述導(dǎo)電性微粒材料也可由管狀/纖維狀 的導(dǎo)電性微?；旌项w粒狀的導(dǎo)電性微粒所組成；也可以通過管狀/纖維狀的 導(dǎo)電微粒材料、與不規(guī)則形狀的顆粒狀的導(dǎo)電微粒材料構(gòu)成相互交織的結(jié) 構(gòu)，產(chǎn)生并增加所述導(dǎo)電性微粒材料的跨電性，藉以增進(jìn)該導(dǎo)電性微粒材 料導(dǎo)電通道的密集度，而使得本發(fā)明的抗電磁波微粒材料具有吸收、遮蔽 和消除寬帶電磁波的特性。
根據(jù)本發(fā)明的具體技術(shù)方案，前述顆粒狀的導(dǎo)電性微粒材料可以為由 碳系材料制成的尺寸大小分布不一的球狀或不規(guī)則顆粒狀的微粒，該碳系 材料可以包括石墨、竹碳、碳黑、碳60、活性炭、納米碳球以及其它具有 導(dǎo)電性的碳系材料中的一種或多種材料的組合；另一方面，前述導(dǎo)電性微 粒材料也可以包括金、銀、銅、鋁、鐵、生鐵、鎳、錫、純硅和硅鐵等金 屬材料(導(dǎo)電性金屬材料)中的一種或多種材料的組合。上述導(dǎo)電性微粒材料還可以由上述碳系材料和導(dǎo)電性金屬材料的微粒混合而成。該導(dǎo)電性 微粒材料主要功效為使得添加有本發(fā)明的抗電磁波微粒材料的基礎(chǔ)材質(zhì)具 有導(dǎo)電性，而能夠?qū)⑷肷涞幕騼?nèi)部組件產(chǎn)生的電磁波導(dǎo)出，再利用一接地 裝置，導(dǎo)引電磁波接地，以消減電磁波而達(dá)到遮蔽電磁波的目的。
此外，本發(fā)明的抗電磁波微粒材料也可通過將導(dǎo)電性微粒材料與電磁 波吸收微粒材料相互混合的方式組成。前述電磁波吸收微粒材料可選用的 材質(zhì)主要包括有金屬氧化物、光觸媒材料、磁性粉體，以及碳酸鈣、水
泥、天然礦石、遠(yuǎn)紅外線礦石材料等材料；其主要作用為用以吸收被導(dǎo)電
材料所攔阻后所反射、繞射的電磁波，使電磁波的能量消耗轉(zhuǎn)換為熱能， 以消除電磁波的反射、繞射等情形。其中，金屬氧化物包括氧化鋁、氧化
鋅、二氧化鈦、光觸媒材料和鐵氧化物等中的一種或多種材料的組合；磁 性粉體包括具有磁性的金屬材料和具有磁性的金屬氧化物材料；天然礦物 材料包括水泥、陶土、黏土、碳酸鈣和其它金屬礦石等天然礦物材料中的 一種或多種材料的組合。
本發(fā)明的抗電磁波微粒材料由于同時(shí)混合導(dǎo)電性微粒與電磁波吸收微 粒材料，其除了有遮蔽電磁波的功效外，更可通過電磁波吸收微粒材料消 除電磁波的反射、繞射和爬行等現(xiàn)象，而達(dá)到全面性的電磁波防護(hù)功效。
在本發(fā)明提供的抗電磁波微粒材料中，基材可以為高分子基材，所述 的高分子基材包括塑料/橡膠，并且可經(jīng)由塑料成形加工方法將該高分子基 材制成各種形狀或形式的塑料/橡膠制品；塑料成形加工方法可以包括射出 成形和其它塑料成形加工方法。
根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，抗電磁波微粒材料可以是在前述高分子 基材聚合過程中摻雜到高分子基材中。
根據(jù)本發(fā)明的具體技術(shù)方案，可以將抗電磁波微粒材料在高分子基材 聚合完成，且尚為原料粉狀態(tài)下?lián)诫s到高分子基材的粉體中，并加以混合， 再將高分子基材的粉體制成顆粒，以利于后續(xù)的塑料加工工藝進(jìn)行；該塑料加工工藝可以包括射出成形工藝。
根據(jù)本發(fā)明的具體技術(shù)方案，可以將高分子基材粉碎為粉體狀，再將 抗電磁波微粒材料摻雜到該高分子基材中，再將該高分子基材以塑料加工
方式加工為塑料制品；該塑料加工方式可以包括塑料射出。
根據(jù)本發(fā)明的具體技術(shù)方案，可以將超過正常摻雜濃度的抗電磁波微 粒材料與高分子基材混合制成高濃度母粒，再將高濃度母粒與未摻合本發(fā) 明的抗電磁波微粒材料的高分子材料的顆?；旌?，使得混合后的高分子基 材具有正常的摻雜濃度，再以塑料加工方式制成塑料成品；該塑料加工方 式包括射出成形。
例如將本發(fā)明的抗電磁波微粒材料與高分子基材摻雜的正常比例為 5wt%，則可以將一部分的高分子基材中摻入5倍濃度即25wt。/。的抗電磁波 微粒材料，并將其制成所述的"高濃度母粒"，然后再以"高濃度母粒"與 4倍重量的未添加抗電磁波微粒材料的高分子基材的顆粒相互混合后，再以 混合后的顆粒進(jìn)行后續(xù)的成形加工制成塑料成品，如此該塑料成品中所含 的抗電磁波微粒材料的摻雜濃度即為原本所設(shè)定的5wty。的比重。
根據(jù)本發(fā)明的具體技術(shù)方案，基材可以制成電子零件(電子產(chǎn)品)、電 子零件的外殼或者管狀或平板狀的電磁波遮蔽組件。
根據(jù)本發(fā)明的具體技術(shù)方案，基材可以為樹脂涂料，且該樹脂涂料可 以涂裝或印刷于電子產(chǎn)品、木材、水泥、玻璃、紙張、塑料、布料、建材 表面、金屬、管材的內(nèi)表面或外表面物品表面，而使涂敷有該樹脂涂料的 物品具有吸收和遮蔽電磁波的能力。
根據(jù)本發(fā)明的具體技術(shù)方案，基材也可以為人造紡織纖維材料，抗電 磁波微粒材料均勻分布于該人造紡織纖維材料之中或表面，并利用該人造 紡織纖維材料制成具有抗電磁波特性的紡織品。
根據(jù)本發(fā)明的具體技術(shù)方案，基材還可以為水泥材料，且可以以該水 泥材料制成具有抗電磁波能力的結(jié)構(gòu)物。本發(fā)明還提供了一種抗電磁波微粒材料，其中，該抗電磁波微粒材料 由至少一種導(dǎo)電性微粒材料和至少一種電磁波吸收微粒材料混合而成，且 能夠摻合于一基材之中，而使基材具有遮蔽電磁波穿透和吸收電磁波的特
性；其中導(dǎo)電性微粒材料用以使基材具有導(dǎo)電性，能夠遮蔽電磁波穿透； 電磁波吸收微粒材料用以吸收導(dǎo)電性材料粉體阻擋后產(chǎn)生的反射和繞射的 電磁波，并將電磁波的能量消耗轉(zhuǎn)換為熱能，達(dá)到消除電磁波的目的。
根據(jù)本發(fā)明的具體技術(shù)方案，導(dǎo)電性微粒材料包括前述的碳系材料中 的一種或多種材料的組合，以及前述的導(dǎo)電性金屬材料中的一種或多種材 料的組合。所述電磁波吸收微粒材料包括前述的金屬氧化物中的一種或多 種材料的組合，前述的磁性粉體中的一種或多種材料的組合，以及前述的 天然礦物材料中的一種或多種材料的組合。
根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，利用本發(fā)明所提供的抗電磁波微粒材料 與基材結(jié)合，可以得到不同類型的電磁波屏蔽材料，具有遮蔽電磁波穿透 和吸收電磁波等特性。
當(dāng)利用本發(fā)明的抗電磁波微粒材料添加入塑料或橡膠材料之中時(shí)，可 以利用該塑料材料以射出成形或其它塑料成形方式制造電子產(chǎn)品或者電子 產(chǎn)品的外殼，而不需再外加其它電磁波防護(hù)組件，于原本的加工工藝中便 可制造出具有良好的遮蔽與吸收寬帶或特定頻率電磁波的電子產(chǎn)品或者電 子產(chǎn)品外殼?；蛘呤菓?yīng)用此復(fù)合式功能性微粒材料制造成其它龜磁波防護(hù) 組件。
此外，亦可利用本發(fā)明的技術(shù)制造出具有抗EMI特性的涂料，可涂裝 或印刷于電子產(chǎn)品、木材、水泥、玻璃、塑料、布料、建材表面、紙張或 是管材的內(nèi)表面或外表面，而使得任何噴涂有該涂料的物品均具有遮蔽和 吸收寬帶電磁波的特性。或者是將前述涂料噴涂于紡織纖維、織品的表面， 或是直接將其添加到織品纖維中，藉以制造出具有遮蔽和吸收寬帶電磁波 的特性的紡織或纖維產(chǎn)品。


圖1為一添加有本發(fā)明的第一實(shí)施例的抗電磁波微粒材料的基材的斷 面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為一添加有本發(fā)明的第二實(shí)施例的抗電磁波微粒材料的基材的斷 面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為一添加有本發(fā)明的第三實(shí)施例的抗電磁波微粒材料的基材的斷 面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為一添加有本發(fā)明的第四實(shí)施例的抗電磁波微粒材料的基材的斷 面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為一利用本發(fā)明技術(shù)制成的電子產(chǎn)品外殼的構(gòu)造示意圖。
圖6為一利用本發(fā)明技術(shù)制成的電磁波遮蔽板件的使用狀態(tài)示意圖。
圖7為一利用本發(fā)明技術(shù)制成的電磁波防護(hù)管體的使用狀態(tài)示意圖。
圖8為利用本發(fā)明的技術(shù)，以長(zhǎng)形結(jié)構(gòu)的納米微粒添加于塑料材料中 所形成的抗電磁波材料的組織結(jié)構(gòu)電子顯微鏡放大圖。
圖9為利用單純顆粒狀納米微粒材料添加于塑料材料中所制成的材料 組織結(jié)構(gòu)的電子顯微鏡放大圖。
主要組件符號(hào)說明
10長(zhǎng)形結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電性微粒材料
10B顆粒狀結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電性微粒材料
20電磁波吸收微粒材料
30 基材
40 外殼
41電路組件
50板片
60防護(hù)管
70電力/信息線路
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明為達(dá)成上述及其它目的，其所采用技術(shù)手段及其功效采用較佳 實(shí)施例詳細(xì)說明如下，但不能對(duì)本發(fā)明的可實(shí)施范圍形成任何限定。
如圖1所示，本發(fā)明的抗電磁波微粒材料提供一種可以摻合于塑料、 橡膠、樹脂涂料、水泥粉體和人造紡織纖維等基材之中，且具有吸收和遮 蔽寬帶電磁波特性的微粒材料，藉以使得添加有本發(fā)明的抗電磁波微粒材 料的基材具有抗電磁波特性，且能夠利用該基材進(jìn)一步制成電子零件外殼、 紡織品，或者是涂料等。
本發(fā)明的抗電磁波微粒材料由至少一種導(dǎo)電性微粒材料組合而成，該 導(dǎo)電性微粒材料可為管狀/纖維狀的長(zhǎng)形結(jié)構(gòu)，或是不規(guī)則顆粒狀的結(jié)構(gòu)， 或者是由長(zhǎng)形結(jié)構(gòu)與不規(guī)則顆粒狀結(jié)構(gòu)的混合。
前述導(dǎo)電性微粒材料主要功效為用以增進(jìn)該基材的導(dǎo)電性，并于基材 內(nèi)部形成密布交織的導(dǎo)電通道，而使得基材具有遮蔽和吸收寬帶電磁波干 擾的特性。此外，為進(jìn)一步消除導(dǎo)電性微粒材料攔阻電磁波之后產(chǎn)生的繞 射、折射、爬行等現(xiàn)象，該抗電磁波微粒材料中，可進(jìn)一步添加電磁波吸 收微粒材料，前述電磁波吸收微粒材料可選用的材質(zhì)主要包括有金屬氧 化物、光觸媒材料、磁性粉體，以及碳酸鈣、水泥、天然礦石、遠(yuǎn)紅外線 礦石等材料。其主要作用為用以吸收被導(dǎo)電材料所攔阻后所反射、繞射的 電磁波，使電磁波的能量消耗轉(zhuǎn)換為熱能，以消除電磁波的反射、繞射等 情形。
如圖1所示，為本發(fā)明的第一實(shí)施例，該實(shí)施例的抗電磁波微粒材料 是由至少一種呈管狀/纖維狀的長(zhǎng)形結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電性微粒材料IO所構(gòu)成，該長(zhǎng) 形結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電性微粒材料10由于其特殊的結(jié)構(gòu)，當(dāng)其添加于基材30之中
時(shí)，容易產(chǎn)生彼此頭尾相互連結(jié)，而形成交織網(wǎng)狀的組織結(jié)構(gòu)，所以能夠
通過各該長(zhǎng)形結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電性微粒材料10相互連結(jié)，使得基材30內(nèi)部的導(dǎo) 電通路增加，而提高其導(dǎo)電性，并且產(chǎn)生網(wǎng)狀的可以攔阻電li波的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，因此使得該基材30產(chǎn)生攔阻和遮蔽電磁波的特性。
前述的長(zhǎng)形結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電微粒材料主要可選用材料類型包括有1、碳系 材料，如納米碳管、碳纖維材料，以及纖維狀的納米碳屑，以及其它以具
有導(dǎo)電性的碳系材料所制成的長(zhǎng)形結(jié)構(gòu)材料所制成；或者是2、導(dǎo)電金屬絲:
將導(dǎo)電金屬制成極細(xì)的絲狀纖維后，再經(jīng)過細(xì)微化處理，使其成為可摻雜 于基材之中的微粒材料。
本發(fā)明第一實(shí)施例與現(xiàn)有技術(shù)相比較，由于前述呈現(xiàn)管狀/纖維狀的長(zhǎng)
形結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電性微粒材料io可相互連結(jié)，并且交織出不規(guī)則的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，
因此使得各個(gè)導(dǎo)電性微粒之間彼此產(chǎn)生跨電性，而使其產(chǎn)生的導(dǎo)電性，相 較于常用的單純粉體顆粒狀的導(dǎo)電性添加材料更能達(dá)到提高基材導(dǎo)電性，
并且在基材30內(nèi)形成由綿密的導(dǎo)電信道所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，因此可達(dá)到有效的 遮蔽電磁波干擾能力的目的。
如圖2所示，為本發(fā)明的第二實(shí)施例，該實(shí)施例是通過將管狀/纖維狀 的長(zhǎng)形結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電性微粒材料IO與顆粒結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電性微粒材料IOB相互混 合。其中該顆粒結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電性微粒材料10B為由不同直徑的不規(guī)則形狀的 導(dǎo)電性材料所制成的顆粒所組成，當(dāng)其與呈長(zhǎng)形結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電性微粒材料10 混合摻雜于基材30內(nèi)時(shí)，可通過長(zhǎng)條狀結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電性微粒材料10與顆粒 結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電性微粒材料10B相互連結(jié)交織，而達(dá)成增加基材30導(dǎo)電性與遮
蔽電磁波干擾的能力的目的。
本發(fā)明上述導(dǎo)電性微粒材料IO、 IOB可選用材質(zhì)主要分為1、碳系材
料主要包括石墨、碳六十、活性炭、竹碳、納米碳管、碳纖維或納米碳 球等材料。該類型材料為將含有碳元素材料經(jīng)由高溫反應(yīng)之后使其具有導(dǎo) 電性，然后再研磨成為超微細(xì)微粒，成為具有導(dǎo)電性的長(zhǎng)條狀或顆粒狀結(jié) 構(gòu)的微粒材料；2、導(dǎo)電金屬材料可選用金、銀、銅、鋁、鐵、生鐵、鎳、 錫、純硅、硅鐵等導(dǎo)電性金屬制成的微粒材料。
本發(fā)明通過上述的以長(zhǎng)條形結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電性微?；旌喜灰?guī)則顆粒狀結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電性微粒的技術(shù)手段所產(chǎn)生的功效可由圖8和圖9的電子顯微鏡放大 圖比較得知。
如圖8所示，為利用本發(fā)明的技術(shù)手段，將由納米管柱結(jié)構(gòu)、納米屑、 納米球狀結(jié)構(gòu)和不規(guī)則顆粒形狀的碳系微?；旌蠐诫s于塑料基材中所形成 的組織結(jié)構(gòu)的電子顯微鏡放大圖。圖中明顯可見由長(zhǎng)條狀結(jié)構(gòu)的碳系材料 微粒與顆粒狀的碳系材料微粒所形成的不規(guī)則交織結(jié)構(gòu)，而在塑料基材中 形成綿密的導(dǎo)電通道和遮蔽網(wǎng)，因此產(chǎn)生良好的遮蔽與攔阻電磁波的功效。
而圖9為單純以顆粒狀結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電微粒摻合于塑料基材的組織結(jié)構(gòu)的 電子顯微鏡放大圖。圖中可見由顆粒狀結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的導(dǎo)電通道較短(不綿密) 且所構(gòu)成的遮蔽區(qū)域較小，因此并無法產(chǎn)生如本發(fā)明第一、二實(shí)施例相同 的遮蔽和攔阻電磁波的功效。
前述導(dǎo)電性微粒材料IO、 10B是通過增加基材30的導(dǎo)電性，來達(dá)成攔
阻遮蔽電磁波防止電磁波直接穿透的功效，然而由于電磁波對(duì)導(dǎo)體具有反 射、繞射、爬行(creeping)等現(xiàn)象，其被導(dǎo)電性微粒材料10、 10B遮擋后并 不會(huì)消失無蹤，因此如圖3所示的第三實(shí)施例，本發(fā)明的抗電磁波微粒材 料中可進(jìn)一步添加混合有電磁波吸收微粒材料20，用以將被導(dǎo)電性微粒材 料10、10B所遮擋反射的電磁波能量轉(zhuǎn)換為熱能，以達(dá)到吸收電磁波的目的。 前述的電磁波吸收微粒材料20為具有高度的電磁波反射損失率的介 質(zhì)，其主要為使得電磁波穿透介質(zhì)時(shí)產(chǎn)生阻抗、磁性、共振、介電損失等 現(xiàn)象，而使得電磁波能量轉(zhuǎn)換為熱能。該電磁波吸收微粒材料20可選用的 材料主要分為下列類型1、金屬氧化物粉體主要有氧化鋁、氧化鋅、氧 化銅、二氧化鈦、光觸媒材料等金屬氧化物粉體或鐵的氧化物，如四氧化 三鐵，該類型材料主要因?yàn)榫哂懈咦杩够蚋呓殡娤禂?shù)特性，因此可使得電 磁波產(chǎn)生阻抗損失或是介電損失，而達(dá)到使得電磁波能量損失的目的；2、 磁性粉體主要可分為具磁性的金屬粉體(例如釹、硼系合金等)，以及具 磁性的金屬氧化物(例如鐵氧磁體)，其可使電磁波產(chǎn)生磁性損失與共振損失，而達(dá)到消耗電磁波能量的目的；3、天然礦石該類型材料包括有水 泥粉體、陶土、黏土、碳酸鈣，或者是內(nèi)含硅、鐵、鋁、鎳、碳、鎂、錳、 鉻礦物等物質(zhì)的天然礦石，例如電氣石、麥飯石、石英、水晶、云母等， 該類的天然礦物材質(zhì)制成的粉體為具有高阻抗和高介電特性的材料，其添 加于本發(fā)明的抗電磁波粉體之中也可達(dá)吸收電磁波的功效。
除此之外，如圖4所示的第四實(shí)施例，本發(fā)明也可以通過將顆粒狀的 導(dǎo)電性微粒材料10B與電磁波吸收微粒材料20混合的方式加以運(yùn)用，該實(shí) 施例中，雖然不具有前述實(shí)施例中所使用的纖維狀或管狀的導(dǎo)電性微粒材 料，但其由于同時(shí)具有導(dǎo)電性的微粒材料和介電性的電磁波吸收微粒材料 相互混合，亦可達(dá)到較常用的單純由導(dǎo)電性或介電性材料單獨(dú)使用的抗電 磁波材料更佳的功效。
此外，由以往研究文獻(xiàn)可知導(dǎo)電性材料與電磁波吸收微粒材料的粉體 顆粒的直徑對(duì)于其所能夠遮蔽和吸收的電磁波波長(zhǎng)范圍均不相同，因此本 發(fā)明可通過混用不同直徑的顆粒狀結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電性微粒材料10B與電磁波吸 收微粒材料20的粉體的目的，來達(dá)到有效阻隔與吸收不同波長(zhǎng)的電磁波的 目的。而且為針對(duì)極短波長(zhǎng)的電磁波防護(hù)，前述顆粒狀結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電性微粒 材料10B與電磁波吸收微粒材料20是經(jīng)由微粒化加工，而使其最少一部分 的粉體直徑達(dá)到介于1-100納米之間，而成為納米級(jí)粉體顆粒的型態(tài)。
本發(fā)明的抗電磁波微粒材料可添加于多種型態(tài)的基材30之中，而使得 基材30具有吸收和消除寬帶電磁波的能力。該基材30的范圍包括有塑 料/橡膠等高分子基材、樹脂涂料、紡織纖維材料或水泥等。
當(dāng)前述基材30為高分子基材時(shí)(如PC、 PE、 POLYESTER、 PP、 PVC、 ABS、 PET、 PT、 PU、尼龍、壓克力樹脂、橡膠、泡棉、硅膠等)，可以直 接以射出成形或其它塑料成形加工方式將其制造成為電子產(chǎn)品或電子產(chǎn)品 的外殼，或者是遮蔽板、穿線管、電線包覆材等組件，因此其夷有相當(dāng)廣 泛的應(yīng)用類型。其具體應(yīng)用實(shí)例如圖5所示，可將該基材制作成電子產(chǎn)品
17的外殼40，使得該外殼具有遮蔽和吸收電磁波的功效，因此可以用于遮蔽 和吸收電路組件41產(chǎn)生的電磁波；或者是如圖6所示將該基材制作成為各 種形狀的板片50，然后利用該板片作為電磁波遮蔽板；或者是如圖7所示 將其做成一個(gè)防護(hù)管60，該防護(hù)管60中央可穿設(shè)電力/信息線路70，以保 護(hù)該電力/信息線路70不受外界電磁波干擾，或者是隔絕該電力/信息線路 70的電磁波外泄。
此外，前述基材也可以為樹脂涂料。當(dāng)其為樹脂涂料的型態(tài)時(shí)，可以 將其制作成為涂料或顏料，而能夠廣泛應(yīng)用于塑料、布料、金屬、木材、 建筑物墻板、玻璃、塑料管體等各種材料的涂裝或表面處理，而使得各種 材質(zhì)均能夠具有遮蔽和吸收電磁波的功效。
當(dāng)該基材30為塑料高分子材料時(shí)，其將前述抗電磁波微粒材料摻合添 加于該基材的方法主要有下列幾種1、在高分子基材聚合過程中，將本發(fā) 明的抗電磁波微粒材料加入；2、因一般高分子基材聚合完成后，多數(shù)為粉 體狀態(tài)，然后再將粉體融塑成顆粒狀，以利于塑料射出成形設(shè)備使用，因 此本發(fā)明可在前述高分子基材聚合完成，且尚為粉體狀態(tài)時(shí)，將本發(fā)明的 抗電磁波微粒材料添加到該高分子基材的粉末中，再將該混合后的高分子 基材的粉體制造成顆粒材料，以利于后續(xù)塑料射出成形或其它塑料成形加 工；3、若高分子基材為塑料粒的狀態(tài)時(shí)，可將該塑料粒打碎后再加入本發(fā) 明的抗電磁波微粒材料，或者是直接將本發(fā)明的抗電磁波微粒材料直接混 入到塑料母粒中，直接進(jìn)行射出成形或以其它塑料成形加工程序加以成形 為最后成品；4、另本發(fā)明可先將超過正常摻合濃度的份量將該抗電磁波微 粒材料添加到高分子基材之中，制造成"高濃度母粒"，然后將該高濃度的 塑料母?；旌系揭话愕乃芰夏噶Ｖ?，再以一般的射出成形或其它塑料成形 程序制造成為電子產(chǎn)品外殼或其它成品；例如將本發(fā)明的抗電磁波微粒 材料與高分子基材摻雜的正常比例為5wt%,則可以將一部分的fe分子基材 中摻入5倍濃度即25wty。的抗電磁波微粒材料，并將其制成所述的"高濃度母粒"，然后再以"高濃度母粒"與4倍重量的未添加抗電磁波微粒材料 的高分子基材的顆粒相互混合后，再以混合后的顆粒進(jìn)行后續(xù)的成形加工 制成塑料成品，如此該塑料成品中所含的抗電磁波微粒材料的摻雜濃度即 為原本所設(shè)定的5wty。的比重。
此外若該高分子基材為橡膠或泡棉等類形的高分子材料時(shí)，可在橡膠 材料發(fā)泡過程中將該抗電磁波微粒材料添加到發(fā)泡中的橡膠材料中。
此外，前述基材30為紡織纖維時(shí)，可以在該紡織纖維母粒材料聚合過 程中加入本發(fā)明的抗電磁波微粒材料，以制造出包含有該抗電磁波微粒材 料的纖維母粒，或者是在纖維母粒抽制成絲的階段，將該抗電磁波微粒材 料加入，以制成具有抗電磁波特性的紡織纖維。
另外前述基材30也可為水泥，當(dāng)本發(fā)明的抗電磁波微粒材料混入水泥 型態(tài)的基材30內(nèi)時(shí)，可使得該水泥型態(tài)的基材具有抗電磁波特性，因此可 利用該水泥型態(tài)的基材30制作成墻壁，或構(gòu)成建筑物隔間的材料，以使得 建筑物的結(jié)構(gòu)物具有抗電磁波特性。
本發(fā)明通過以上技術(shù)手段，利用本發(fā)明的抗電磁波微粒材料可添加于 各種型態(tài)的基材之中，而使得基材具有吸收和消除寬帶的電磁波干擾的特 性。本發(fā)明與習(xí)知技術(shù)相較下，由于其采用特殊結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電性微粒材料來 達(dá)到增加導(dǎo)電性的目的，再加上其能夠同時(shí)混合導(dǎo)電微粒材料和電磁波吸 收微粒材料，來達(dá)到完全消除電磁波的反射、繞射、爬行等現(xiàn)象，因此可 以達(dá)到有效且完全吸收寬帶電磁波干擾的目的。
且利用本發(fā)明的技術(shù)，可以將基材30直接制造電子產(chǎn)品外殼，或者是 其它電磁波防護(hù)組件，其不需要再附加其它電磁波防護(hù)組件，且加工程序 與傳統(tǒng)的塑料材料加工程序完全相同，因此可以有效降低電子產(chǎn)品外殼生 產(chǎn)的成本。再者可利用本發(fā)明技術(shù)制造成各種涂料，而使其能雙廣泛應(yīng)用 于各種產(chǎn)品的電磁波防護(hù)，更使本發(fā)明的應(yīng)用層面拓展至各裔日常生活用 品的電磁波防護(hù)。
19
權(quán)利要求
1、一種抗電磁波微粒材料，包含至少一種能夠添加于基材中，使基材具有吸收和遮蔽電磁波的特性的導(dǎo)電性微粒材料；其特征在于該導(dǎo)電性微粒材料中的至少一部分是呈管狀/纖維狀的長(zhǎng)形結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電性微粒材料，添加于所述基材內(nèi)部時(shí)，所述呈長(zhǎng)形結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電性微粒材料相互煉結(jié)形成不規(guī)則形狀交織的結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生跨電性，使所述基材內(nèi)部的導(dǎo)電性提高，具有吸收和遮蔽電磁波的特性。
2、 如權(quán)利要求l所述的抗電磁波微粒材料，其中，所述長(zhǎng)形結(jié)構(gòu)的導(dǎo) 電性微粒材料為呈長(zhǎng)形結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電性材料，包括納米碳管、碳纖維、活性 炭纖維、納米碳屑、其它具有導(dǎo)電性的碳系材料和導(dǎo)電金屬絲中的一種或 兩種以上的組合。
3、 如權(quán)利要求1所述的抗電磁波微粒材料，其中，所述導(dǎo)電性微粒材 料是由管狀/纖維狀的長(zhǎng)形結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電性微粒材料與顆粒狀的導(dǎo)電性微粒材 料混合，通過所述長(zhǎng)形結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電性微粒材料與顆粒狀的導(dǎo)電性微粒材料 相互煉結(jié)形成以不規(guī)則形狀交織的結(jié)構(gòu)，增加所述導(dǎo)電性微粒材料的跨電 性。
4、 如權(quán)利要求3所述的抗電磁波微粒材料，其中，所述顆粒狀的導(dǎo)電 性微粒材料為由碳系材料制成的尺寸大小分布不一的球狀或不規(guī)則顆粒狀 的顆粒狀微粒，所述碳系材料包括石墨、碳六十、活性炭、竹碳和其它具 有導(dǎo)電性的碳系材料中的一種或多種材料的組合。
5、 如權(quán)利要求3所述的抗電磁波微粒材料，其中，所述顆粒狀的導(dǎo)電 性微粒材料為由導(dǎo)電性金屬材料制成的不規(guī)則顆粒狀微粒，所述導(dǎo)電性金 屬材料包括金、銀、銅、鐵、生鐵、鋁、鎳、錫、純硅和硅鐵中的一種或 多種材料的組合。
6、 如權(quán)利要求3所述的抗電磁波微粒材料，其中，所述導(dǎo)電性微粒材 料由碳系材料與導(dǎo)電性金屬材料的微?；旌隙?，所述碳系材料包括石墨、 碳六十、活性炭、竹碳和其它具有導(dǎo)電性的碳系材料中的一種或多種材料 的組合，所述導(dǎo)電性金屬材料包括金、銀、銅、鐵、生鐵、鋁、鎳、錫、 純硅和硅鐵中的一種或多種材料的組合。
7、 如權(quán)利要求1所述的抗電磁波微粒材料，其中，該抗電磁波微粒材 料進(jìn)一步包含電磁波吸收微粒材料，用以吸收所述導(dǎo)電性微粒材料阻擋后 產(chǎn)生的反射和繞射的電磁波，并將電磁波的能量消耗轉(zhuǎn)換為熱能，以消除 電磁波。
8、 如權(quán)利要求7所述的抗電磁波微粒材料，其中，所述電磁波吸收微 粒材料為金屬氧化物的微粒的組合，所述金屬氧化物包括氧化鋁、氧化鋅、 二氧化鈦、光觸媒材料和鐵氧化物中的一種或多種材料的組合。
9、 如權(quán)利要求7所述的抗電磁波微粒材料，其中，所述電磁波吸收微 粒材料為磁性粉體，所述磁性粉體包括具有磁性的金屬材料和具有磁性的 金屬氧化物材料中的一種或多種材料的組合。
10、 如權(quán)利要求7所述的抗電磁波微粒材料，其中，所述電磁波吸收 微粒材料為天然礦物材料，所述天然礦物材料包括水泥、陶土、黏土和碳 酸鈣中的一種或多種材料的組合。
11、 如權(quán)利要求1所述的抗電磁波微粒材料，其中，所述基材為高分 子基材，所述的高分子基材包括塑料/橡膠，并且經(jīng)由塑料成形加工方法將 該高分子基材制成各種形狀或形式的塑料/橡膠制品，所述塑料成形加工方 法包括射出成形和其它塑料成形加工方法。
12、 如權(quán)利要求ll所述的抗電磁波微粒材料，其中，該抗電磁波微粒 材料是在所述高分子基材聚合過程中摻雜到所述高分子基材中。
13、 如權(quán)利要求ll所述的抗電磁波微粒材料，其中，所述高分子基材 先被粉碎為粉體狀，然后再將所述抗電磁波微粒材料摻雜到所述高分子基材中，再將所述高分子基材以塑料加工方式加工為塑料制品，所述塑料加 工方式包括塑料射出。
14、 如權(quán)利要求ll所述的抗電磁波微粒材料，其中，將所述抗電磁波 微粒材料在所述高分子基材聚合完成且尚處于粉體狀態(tài)下?lián)诫s到所述高分 子基材中，并加以混合，再將所述高分子基材的粉體制成顆粒，以利于后 續(xù)的塑料加工工藝進(jìn)行，所述塑料加工工藝包括射出成形。
15、 如權(quán)利要求ll所述的抗電磁波微粒材料，其中，將超過正常摻雜 濃度的抗電磁波微粒材料與所述高分子基材混合制成高濃度母粒，再將所 述高濃度母粒與未摻雜所述抗電磁波微粒材料的高分子基材的顆?；旌?后，再以塑料加工方式制成塑料成品，所述塑料加工方式包括射出成形。
16、 如權(quán)利要求ll所述的抗電磁波微粒材料，其中，所述基材制成電 子零件或電子零件的外殼。
17、 如權(quán)利要求ll所述的抗電磁波微粒材料，其中，所述基材制成管 狀或平板狀的電磁波遮蔽組件。
18、 如權(quán)利要求1所述的抗電磁波微粒材料，其中，所述基材為樹脂 涂料，且可利用該添加有所述抗電磁波微粒材料的樹脂涂料，涂裝或印刷 于電子產(chǎn)品、木材、水泥、玻璃、紙張、塑料、布料、建材表面、金屬、 管材的內(nèi)表面或外表面，使得所述樹脂涂料涂敷的物品具有吸收和遮蔽電 磁波的功能。
19、 如權(quán)利要求1所述的抗電磁波微粒材料，其中，所述基材為人造 紡織纖維材料，所述抗電磁波微粒材料均勻分布于所述人造紡織纖維材料 之中或表面，并利用所述人造紡織纖維材料制成具有抗電磁波特性的紡織1=1叩o
20、 如權(quán)利要求1所述的抗電磁波微粒材料，其中，所述基材為水泥 材料。
21、 一種抗電磁波微粒材料，由能夠摻合于一基材之中，而使所述基_材具有遮蔽電磁波穿透和吸收電磁波的特性的至少一種導(dǎo)電性微粒材料和 至少一種電磁波吸收微粒材料混合而成；其中，所述導(dǎo)電性微粒材料用以使所述基材具有導(dǎo)電性，能夠遮蔽電磁波穿透；所述電磁波吸收微粒材料用以吸收所述導(dǎo)電性微粒材料阻擋后產(chǎn)生的反射和繞射的電磁波，并將電 磁波的能量消耗轉(zhuǎn)換為熱能，以消除電磁波。
22、 如權(quán)利要求21所述的抗電磁波微粒材料，其中，所述導(dǎo)電性微粒 材料包括碳系材料，所述碳系材料包括石墨、碳六十、活性炭、竹碳和其 它具有導(dǎo)電性碳系材料中的一種或多種材料的組合。
23、 如權(quán)利要求21所述的抗電磁波微粒材料，其中，所述導(dǎo)電性微粒 材料包括導(dǎo)電性金屬材料，所述導(dǎo)電性金屬材料包括金、銀、銅、鐵、生 鐵、鋁、鎳、錫、純硅和硅鐵中的一種或多種材料的組合。
24、 如權(quán)利要求21所述的抗電磁波微粒材料，其中，所述電磁波吸收 微粒材料包括金屬氧化物材料，所述金屬氧化物包括氧化鋁、氧化鋅、二 氧化鈦、光觸媒材料和鐵氧化物中的一種或多種材料的組合。
25、 如權(quán)利要求21所述的抗電磁波微粒材料，其中，所述電磁波吸收 微粒材料包括磁性粉體材料，所述磁性粉體為具有磁性的金屬材料和具有 磁性的金屬氧化物材料中的一種或多種材料的組合。
26、 如權(quán)利要求21所述的抗電磁波微粒材料，其中，所述電磁波吸收 微粒材料包括天然礦物材料，所述天然礦物材料包括水泥、陶土、黏土和 碳酸鈣中的一種或多種材料的組合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種抗電磁波微粒材料，其特征在于該抗電磁波微粒材料是由至少一種導(dǎo)電性微粒材料所構(gòu)成，該導(dǎo)電性微粒材料可為管狀/纖維狀的長(zhǎng)形結(jié)構(gòu)導(dǎo)電微粒所組成，或是由長(zhǎng)形結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電微?；旌项w粒狀的導(dǎo)電微粒所組成；此外可進(jìn)一步于該抗電磁波微粒材料中摻雜部分電磁波吸收微粒材料，以增進(jìn)其吸收和消除電磁波的能力。
文檔編號(hào)C09D7/12GK101605447SQ20081011016
公開日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2008年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月13日
發(fā)明者張仁鴻 申請(qǐng)人:張仁鴻