電子信息設(shè)備在工作時不可避免地存在電磁波，這些電磁輻射猶如一把雙刃劍，一方面它實現(xiàn)了信息的無線、高速和遠距離傳播；另一方面它也存在負(fù)面效應(yīng)，如電磁干擾、電磁環(huán)境污染和電磁信息泄密等等。

具體利用電磁波能做什么，在軍事上最出名的例子莫過于抓捕薩達姆事件——在當(dāng)時，正是由于薩達姆與妻子手機通話時產(chǎn)生了電磁泄露，導(dǎo)致電磁信息被美軍情報部門監(jiān)聽并捕捉，而被鎖定了藏身之地。

2003年12月15日，美國士兵移除了薩達姆所藏身的“蜘蛛洞”洞口的聚苯乙烯泡沫塑料

為了不讓“雙刃劍”的劍刃指向使用者，就需要減輕電子輻射帶來的危害，進行電磁屏蔽——即采用低電阻的導(dǎo)體材料，利用電磁波在屏蔽導(dǎo)體表面的反射和導(dǎo)體內(nèi)部的吸收以及傳輸過程中的損耗而產(chǎn)生屏蔽作用。

傳統(tǒng)屏蔽電磁波的方法是使用金屬及金屬復(fù)合物材料，但它們存在不易加工、笨重、環(huán)境穩(wěn)定性不好、屏蔽波段不宜控制等缺點，應(yīng)用范圍有限。相比之下，電磁屏蔽涂料具有易于加工、施工方便、成本低廉等優(yōu)點，已成為目前國內(nèi)外應(yīng)用最為廣泛的電磁屏蔽材料。

電磁屏蔽示意圖

一、導(dǎo)電涂料的類型

按照電磁屏蔽導(dǎo)電涂料組成成分的不同，將其分為本征型（亦稱結(jié)構(gòu)型）電磁屏蔽導(dǎo)電涂料和摻雜型（亦稱復(fù)合型）電磁屏蔽導(dǎo)電涂料兩種類型，其中摻雜型電磁屏蔽導(dǎo)電涂料是目前應(yīng)用的主要類型，也是本文的主要解說對象。

①本征型電磁屏蔽導(dǎo)電涂料是指涂料中的聚合物大分子鏈本身就具有一定的導(dǎo)電性，分子鏈之間相互搭接在一起，形成導(dǎo)電通路網(wǎng)絡(luò)而導(dǎo)電，從而對電磁波具有屏蔽作用。其研制主要集中在：聚苯胺、聚乙炔、聚苯硫醚、聚吡咯、聚噻吩、聚喹啉等。

②摻雜型電磁屏蔽導(dǎo)電涂料是指在本身不具有導(dǎo)電性的涂料中摻入具有導(dǎo)電性的導(dǎo)電填料，是導(dǎo)電填料粒子在體系內(nèi)部相互連接成導(dǎo)電通路而導(dǎo)電。

根據(jù)導(dǎo)電填料的類型，摻雜型電磁屏蔽導(dǎo)電涂料還可繼續(xù)分類。常用的導(dǎo)電填料主要有各種金屬及金屬氧化物粉末、各種碳系導(dǎo)電材料以及各種復(fù)合導(dǎo)電材料等。

二、摻雜型導(dǎo)電涂料的分類

一般來說，金屬系填料導(dǎo)電涂料的導(dǎo)電性能要強于碳系填料導(dǎo)電涂料。導(dǎo)電填料的選擇，主要是根據(jù)需要選擇合適的導(dǎo)電填料的種類、形狀和用量。選擇的填料的性質(zhì)也會是影響最終導(dǎo)電涂層性能的重要因素。

例如：若導(dǎo)電填料粒子的粒徑過大，會導(dǎo)致填料粒子之間的間隙較大，不易形成導(dǎo)電的三維立體網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，并且易受重力影響沉降加劇；相反，若導(dǎo)電填料粒子粒徑過小，會發(fā)生填料粒子絮凝現(xiàn)象，電導(dǎo)率反而會降低，同時還會加快金屬類導(dǎo)電填料的氧化。

1.金屬粉導(dǎo)電填料

常見的金屬的體積電導(dǎo)率

2.碳系導(dǎo)電填料

各種填料各有優(yōu)劣，炭黑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，表面不易氧化，在高聚物中易于形成導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)，受到結(jié)構(gòu)、比表面積和表面化學(xué)性能的影響，添加量較大，這樣雖然導(dǎo)電性提高了，但是涂層的附著力、外觀、使用穩(wěn)定性差，容易造成裂紋和剝落現(xiàn)象，而且只能制備深色的涂料。用貴金屬可獲導(dǎo)電性優(yōu)異的材料，但會大大增加制品成本，且金屬離子在聚合物中的遷移會使表層電導(dǎo)率下降，造成材料導(dǎo)電性不穩(wěn)定。

此外，若使用單一導(dǎo)電填料制備的屏蔽涂料屏蔽效能不夠理想，還對導(dǎo)電填料進行改性，一般是在價格低廉、質(zhì)輕的材料顆粒表面通過各種方法包覆一層或是幾層電導(dǎo)率高、環(huán)境穩(wěn)定性好、耐腐蝕的導(dǎo)電材料，制成核殼結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電填料，從而研制出導(dǎo)電性更好的復(fù)合型導(dǎo)電填料。

鍍銀銅粉導(dǎo)電涂層的SEM照片

三、導(dǎo)電涂料的應(yīng)用

1.抗靜電涂料

如今高分子材料得到越來越廣泛的應(yīng)用，但是由于其本身的不良導(dǎo)電性，高分子材料殼體表面會產(chǎn)生靜電荷甚至發(fā)生放電現(xiàn)象，影響使用。導(dǎo)電涂料可以使得本身不具備導(dǎo)電性的高分子材料表面金屬化，及時排除靜電荷，避免危害。

抗靜電涂料在管道運輸中也有著廣泛的應(yīng)用。石油運輸過程中石油會與運輸石油的管道或儲存的油罐之間不斷摩擦產(chǎn)生靜電荷，如果積蓄的靜電荷得不到排除，就會有爆炸的危險，在它們的表面涂覆導(dǎo)電涂料后，便可起到良好的防范作用。

2.電磁波屏蔽導(dǎo)電涂料

導(dǎo)電涂料實現(xiàn)電磁波屏蔽主要體現(xiàn)有兩點：一是防止內(nèi)部的電磁波輻射出去，防止信息泄露；而是屏蔽外部電磁波的干擾。電子設(shè)備內(nèi)部都有微電流，很容易受電磁波的干擾，若它們的外殼采用的是塑料凳材料，便需要導(dǎo)電涂料的幫助才能具備對電磁波的屏蔽效能。

導(dǎo)電涂料能夠?qū)﹄姶挪ㄟM行吸收、反射和折射，不斷削弱電磁波，使電磁波的能量降到不能干擾儀器正常工作的程度。軍事上，當(dāng)導(dǎo)電涂料應(yīng)用于飛機雷達罩表面時，可以很好地解決天空中各種電磁波干擾的問題，增強飛機的綜合性能。

飛機的“大鼻子”——雷達罩

3.電加熱涂料

利用導(dǎo)電涂料可以實現(xiàn)電能到熱能的轉(zhuǎn)換，可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬電熱絲生產(chǎn)多種多樣的電加熱設(shè)備，廣泛應(yīng)用于飛機、輪船、動車、汽車玻璃的除霧、除霜以及嚴(yán)寒地區(qū)的防寒等。利用導(dǎo)電涂料的熱性能，可以改變被涂目標(biāo)的電磁波輻射特性，抵抗紅外探測技術(shù)的偵測，被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代軍事領(lǐng)域。

4.在電子電路中的應(yīng)用

利用導(dǎo)電涂料直接在電路板上涂覆出相應(yīng)的線路來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬片傳導(dǎo)電流，可大大地節(jié)省金屬材料，同時由于導(dǎo)電涂料占用的空間較小，還可節(jié)省空間，滿足較小空間下的使用需求，如利用碳系導(dǎo)電涂料制作超薄開關(guān)，可以滿足在狹小空間安置開關(guān)的需求。

5.耐高溫防腐導(dǎo)電涂料

電力系統(tǒng)接地網(wǎng)的金屬接地極直接埋入地下，接地極與土壤中的水分和微生物的長期接觸，必然會發(fā)生氧化腐蝕現(xiàn)象，通過在接地極的表面涂覆耐腐蝕性導(dǎo)電涂料，可避免接地極與土壤的直接接觸，解決腐蝕問題。

6.充當(dāng)反光涂料

某些金屬系導(dǎo)電涂料，由于其添加的導(dǎo)電金屬粒子本身的高亮度，使得導(dǎo)電涂料具有很高的光澤感，可以用在汽車的前大燈燈罩等處，實現(xiàn)反光功能，這也是金屬涂料除導(dǎo)電功能的另一個用途。

資料來源：

導(dǎo)電涂料的研制與應(yīng)用，王道明。

導(dǎo)電涂料的制備與性能，李紅達。

摻雜型電磁屏蔽導(dǎo)電涂料研究進展，周雙喜，黃水梅，鄧文武，徐青，汪衛(wèi)東。

粉體圈 作者：小榆