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导电塑料的国内外发展概况


http://www.iianews.com 电子 2006年04月12日

(1)与集成电路相关的领域 集成电路块、场效应管、晶体管等电子元器件在加工、装配、包装、运输等生产过程中,常常会因震动、摩擦产生的静电而损坏,甚至造成整台机器的报废。这些电子元器件对静电的敏感程度小至100伏,大至上万伏不等。几百伏以至上千伏的静电是非常容易产生的,有实验表明:人在低温度环境中的干燥地毯上行走时,可产生5000伏的静电,戴着橡胶手套与塑料容器接触时,可产生6000伏的静电,即使是不戴手套用手直接与塑料容器接触,也会产生200伏的静电。由此可见,在这一领域中防静电、除静电措施的重要。炭黑填充型导电塑料的电阻值可在102-109Ω间调节,完全可以满足这类材料的防静电、除静电需求。其主要产品有:电子元器件在周转、保管、搬运过程中使用的周转箱、托盘、支架、封装等。


(2)医疗、煤矿、纺织等洁净、易爆环境  导电塑料在这些场合用作电器设备的外壳或结构件。


(3)高压电缆、通讯电缆领域  近年来,随着用电量的增加,使电缆朝着高压化的方向发展。为使制造工程简化,需要新的被覆构造,即用导电塑料作半导电层。这是为了缓和导体表面电位梯度,防止导体与半导体问的部分放电。这类材料的体积电阻为100-104Ω?cm。


(4)面状发热体  导电塑料还可以作为热源被利用。这是利用在导电塑料上施加电压,电流通过后电阻产生焦尔热量的原理,这类材料的体积电阻为100-104Ω?cm。


在国外,碳系填充型导电塑料已经形成为一个十分成熟的市场,较大的生产厂商有美国的卡伯特公司、原联碳公司、GE公司、3M公司等,日本的东芝化学、住友酚醛塑料是主要厂商,还有东丽、东洋油墨制造、东京油墨、日本合成橡胶、神户制钢所等,芬兰的PREMIX,韩国的LG公司。


与工程塑料相比,导电塑料是一个很小的品种。关于电子设备用导电塑料的市场用量,据一份日文资料显示,日本1996年用于便携电子机器(笔记本电脑、手机等)的工程塑料为3500t,约为20亿日元。目前对于上述产品的EMI屏蔽对策一般是采用无电解镀、高频离子电镀、导电涂料、导电塑料,其表面加工费用的水平分别为:40亿日元、26亿日元、3亿日元、2亿日元。芬兰的PREMIX公司导电塑料生产量约为200t/a,据称在欧洲占有很大的市场份额。在碳系填充的品种中用量较大的是用于中、高压电缆的半导电层屏蔽料,国内的市场需求约为数千吨,其中高压电缆料基本依靠进口。国内碳系填充导电塑料业已形成工业化生产,但在品种、质量稳定性等方面与国外有较大差距。特别是与集成电路相关的导电塑料的工业化生产基本空白。目前使用的材料大部分为进口。


3、金属填充型


这类导电塑料主要用于电磁波屏蔽场合。近年来由于集成电路和大规模集成电路技术的发展,数字化电子机器已从工业用向民用品发展。为了提高处理能力,使用的电子线路和元件越来越集成微型化、高速化,其信号水平减小,这使从外部侵入的电磁波与控制信号相接近。此外,电子设备也向外放射电磁波,因此很容易造成电子机器的误动作、图象和声音干扰。进入80年代,电子机器的壳体大多采用塑料材料代替金属。这是由于塑料作为壳体具有质轻且强度高、耐腐蚀、易加工、生产效率高、总成本低等优点。但是,塑料是绝缘体,对于电磁波来说,完全可以透过。因此,赋予塑料壳体电磁波屏蔽能力就成为一个有待研究的十分迫切的课题。目前,具体实施的屏蔽方法很多,大致分为在塑料表面形成导电层的方法和将导电性填料混入到塑料中制成导电塑料的方法两种。不同的屏蔽方法各有其优缺点和适用范围,以往应用较多的是锌喷镀和导电涂料法。近年来,导电塑料法引起了人们的兴趣,这方面的研究报道很多,这是由于导电塑料法具有3个显著的优点:①无需二次加工;②屏蔽性与成型制品一次完成(省力、经济);③在长期使用过程中(如震动、湿热环境因素下)安全、可靠,不会像表面法那样产生剥离和脱落现象。

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