CN101605447A - 抗电磁波微粒材料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种抗电磁波微粒材料，其特征在于：该抗电磁波微粒材料是由至少一种导电性微粒材料所构成，该导电性微粒材料可为管状/纤维状的长形结构导电微粒所组成，或是由长形结构的导电微粒混合颗粒状的导电微粒所组成；此外可进一步于该抗电磁波微粒材料中掺杂部分电磁波吸收微粒材料，以增进其吸收和消除电磁波的能力。

Description

抗电磁波微粒材料

技术领域

本发明有关一种抗电磁波微粒材料，特别是指一种可以添加于高分子塑料材料/树脂涂料，或者是纺织纤维、水泥粉体等基材中，使得任何以该基材制成的物体或表面处理材料具有遮蔽和吸收宽带的电磁波干扰的抗电磁波微粒材料。

背景技术

近年来电子科技发展迅速，科学技术一日千里，为追求生活的便利，在现今社会各式各样的电子产品3C整合系统设备虽然带给人类生活无限的方便，却也造成各种不同电子设备产生的电磁波与磁场交互干扰的环境，就是所谓的电磁波干扰(Electro-magnetic Interference，EMI)。

电磁波产生原因，主要来自于所有电子设备在操作时均会产生一定程度的电磁场，尤其在电子组件密度过高或有高频电路时。而电子设备在运作时所产生的电磁波则会干扰其它电子设备，使其无法正常运作，因而若无防制EMI的措施则不仅影响其它电子设备的运作，本身也容易受到其它电子设备的干扰。电磁波除对于电子设备的运作有所影响外，对于人体健康亦有重大影响，因此目前世界各国对于电子产品的电磁波防护标准均有越来越严格的限制。

不同波长范围的电磁波是由不同的方法、不同的辐射源产生的。波长最长(频率最低)的是无线电波，由电路系统产生。而波长最短的是χ射线，由阴极射线管产生。放射性元素会射出γ(伽玛)射线，是波长最短(相对频率最高)的电磁波。人类由视网膜所能感觉到的即人类所能看到的电磁波，就是可见光，其波长范围约在0.4到0.76μm之间。

一般而言，以可见光最短波长0.4μm的紫外线为分界，波长短于紫外线的电磁波均属于短波长的电磁波，越短波长的电磁波能级越高，对于人体细胞的伤害越直接，当极短波长的电磁波，如χ射线或γ(伽玛)射线的能级足以达到破坏细胞DNA的程度，因此会直接对人体产生伤害。

而较长波长的电磁波如无线电波、行动电话电磁波，以及变电所、高压电塔产生磁场均属于长波长的电磁波，其对于人体健康的影响到现在仍未有定论，但基本上长期暴露于高强度的电磁波中仍会产生病变，其产生病变主要方式有：

1、电流通过细胞间质，使细胞电位改变。

2、类似微波炉，使人体组织的水分加热破坏组织。

3、磁场效应使细胞改变。

4、在生理上由于电磁波辐射对人体有抑制心血管、内分泌、免疫、生殖等系统功能及血小板与白血球降低、神经衰弱，眼晶球混浊，甚至畸形儿的诞生与癌细胞的加速扩散有十分严重的影响。

由于电磁波种类相当多，因此其防护技术也变得相当复杂。目前由于一般电子产品多数以工程塑料作为外壳材料，但因为塑料外壳不具有抗电磁波特性，因此必须通过其它技术手段来达到遮蔽和吸收电磁波的目的，目前业界最常见的电磁波防护方法主要如下：

1、金属外壳：利用具有铝镁合金等高导电性材料制造电子产品外壳，通过金属外壳的电磁波反射性来遮蔽电磁波。然而该方法主要缺点在于金属外壳制造成本为塑料外壳的数十倍以上，因此造成生产成本昂贵。此外金属材料仅有遮蔽电磁波的能力，电磁波碰触导电材料后，还会产生反射、绕射、爬行等现象，因此仍然会使电磁波无法消除而从其它方向泄露出去，并无法达到全面有效的电磁波防护功效。

2、金属片遮蔽：利用洋白铜、磷青铜等高导电材质做成保护片，贴附在塑料外壳的内侧，以达到遮蔽电磁波的目的。该方法成本虽低于金属外壳的成本，但会增加塑料外壳的厚度，且也同样无法完全地消除电磁波的反射与绕射、爬行等现象。

3、电镀：在塑料外壳表面电镀上一层或多层的导电金属薄膜，使塑料外壳表面具有导电性，此方法由于环保因素，在目前欧美先进国家均已立法规定禁止电镀产品输入。

4、在塑料外壳涂上导电漆：在塑料外壳上喷涂导电漆，该方法主要疑虑在于导电漆的环保疑虑，且其良率低，且稳定性差。

5、真空溅镀法：利用真空溅镀方式于塑料外壳表面形成一个导电或电磁波吸收微粒材料组合而成的镀膜，其目前虽然为塑料产品抗电磁波处理的热门技术，但由于其必须利用特殊的低温真空溅镀设备，且此技术仅掌握于少数厂商手中，因此在生产电子产品外壳的过程中还必须要委外加工，造成工艺时间延长，且加工成本提高。

6、利用电磁波吸收微粒材料(ESD)吸收电磁波：电磁波吸收微粒材料为利用可使电磁波产生共振阻抗、介电、磁力等形式损失的介质，使电磁波的能量转换为热能，以达到消除电磁波的目的。但由于电磁波吸收微粒材料不具有遮蔽电磁波穿透的功效，因此其必须要在电磁波吸收体的背面贴附另一个金属反射片，才能够使得电磁波被反射回来后再被电磁波吸收体所吸收，因此其并无法单独达成全面性的电磁波防护功效。此外由于每一种电磁波吸收微粒材料所能吸收的电磁波频宽均有一定的范围，因此常用的电磁波吸收微粒材料并无法达到防护所有频宽的电磁波的功效。

由以上说明可知，常用的电磁波防护技术主要缺点可以归纳为增加制造成本、增加产品外壳厚度，以及仅有单纯遮蔽电磁波功效，无法消除电磁波反射、绕射、爬行等现象等几项，因此其显然有改进的必要。本发明人有鉴于此，乃苦思细索，积极研究，加以多年从事相关产品研发的经验，并经不断试验及改良，终于发展出本发明。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明主要目的在于提供一种可以添加在高分子塑料材料/树脂涂料，或者是纺织纤维、水泥粉体等基材中，使得任何以该基材制成的物品或表面处理材料具有遮蔽和吸收宽带的电磁波干扰能力的抗电磁波微粒材料(也可以称为复合式电磁波微粒材料)。

为达到上述目的，本发明提供了一种抗电磁波微粒材料，其主要技术特征在于：该抗电磁波微粒材料包括至少一种能够添加于基材中，使基材具有吸收和遮蔽电磁波的特性的导电性微粒材料，其中，该导电性微粒材料的至少一部分是呈现管状/纤维状的长形结构的导电微粒所组成，前述呈现长形结构的导电微粒掺杂于前述基材之中(或基材内部)，可产生相互炼结而形成不规则交织的结构，因此使得前述管状/纤维状的导电性微粒材料产生跨电性，增加该导电性微粒材料遮蔽和吸收宽带电磁波干扰的能力。其中，长形结构的导电微粒可以包括纳米碳管、活性炭纤维、碳纤维、纳米碳屑和其它具有导电性的碳系材料，和导电金属丝等呈长形结构的导电性材料中的一种或两种以上的组合。如无特殊说明，本发明所涉及的“/”均为择一选择之意。

根据本发明的具体技术方案，前述导电性微粒材料也可由管状/纤维状的导电性微粒混合颗粒状的导电性微粒所组成；也可以通过管状/纤维状的导电微粒材料、与不规则形状的颗粒状的导电微粒材料构成相互交织的结构，产生并增加所述导电性微粒材料的跨电性，藉以增进该导电性微粒材料导电通道的密集度，而使得本发明的抗电磁波微粒材料具有吸收、遮蔽和消除宽带电磁波的特性。

根据本发明的具体技术方案，前述颗粒状的导电性微粒材料可以为由碳系材料制成的尺寸大小分布不一的球状或不规则颗粒状的微粒，该碳系材料可以包括石墨、竹碳、碳黑、碳60、活性炭、纳米碳球以及其它具有导电性的碳系材料中的一种或多种材料的组合；另一方面，前述导电性微粒材料也可以包括金、银、铜、铝、铁、生铁、镍、锡、纯硅和硅铁等金属材料(导电性金属材料)中的一种或多种材料的组合。上述导电性微粒材料还可以由上述碳系材料和导电性金属材料的微粒混合而成。该导电性微粒材料主要功效为使得添加有本发明的抗电磁波微粒材料的基础材质具有导电性，而能够将入射的或内部组件产生的电磁波导出，再利用一接地装置，导引电磁波接地，以消减电磁波而达到遮蔽电磁波的目的。

此外，本发明的抗电磁波微粒材料也可通过将导电性微粒材料与电磁波吸收微粒材料相互混合的方式组成。前述电磁波吸收微粒材料可选用的材质主要包括有：金属氧化物、光触媒材料、磁性粉体，以及碳酸钙、水泥、天然矿石、远红外线矿石材料等材料；其主要作用为用以吸收被导电材料所拦阻后所反射、绕射的电磁波，使电磁波的能量消耗转换为热能，以消除电磁波的反射、绕射等情形。其中，金属氧化物包括氧化铝、氧化锌、二氧化钛、光触媒材料和铁氧化物等中的一种或多种材料的组合；磁性粉体包括具有磁性的金属材料和具有磁性的金属氧化物材料；天然矿物材料包括水泥、陶土、黏土、碳酸钙和其它金属矿石等天然矿物材料中的一种或多种材料的组合。

本发明的抗电磁波微粒材料由于同时混合导电性微粒与电磁波吸收微粒材料，其除了有遮蔽电磁波的功效外，更可通过电磁波吸收微粒材料消除电磁波的反射、绕射和爬行等现象，而达到全面性的电磁波防护功效。

在本发明提供的抗电磁波微粒材料中，基材可以为高分子基材，所述的高分子基材包括塑料/橡胶，并且可经由塑料成形加工方法将该高分子基材制成各种形状或形式的塑料/橡胶制品；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。

根据本发明的具体实施方案，抗电磁波微粒材料可以是在前述高分子基材聚合过程中掺杂到高分子基材中。

根据本发明的具体技术方案，可以将抗电磁波微粒材料在高分子基材聚合完成，且尚为原料粉状态下掺杂到高分子基材的粉体中，并加以混合，再将高分子基材的粉体制成颗粒，以利于后续的塑料加工工艺进行；该塑料加工工艺可以包括射出成形工艺。

根据本发明的具体技术方案，可以将高分子基材粉碎为粉体状，再将抗电磁波微粒材料掺杂到该高分子基材中，再将该高分子基材以塑料加工方式加工为塑料制品；该塑料加工方式可以包括塑料射出。

根据本发明的具体技术方案，可以将超过正常掺杂浓度的抗电磁波微粒材料与高分子基材混合制成高浓度母粒，再将高浓度母粒与未掺合本发明的抗电磁波微粒材料的高分子材料的颗粒混合，使得混合后的高分子基材具有正常的掺杂浓度，再以塑料加工方式制成塑料成品；该塑料加工方式包括射出成形。

例如：将本发明的抗电磁波微粒材料与高分子基材掺杂的正常比例为5wt％，则可以将一部分的高分子基材中掺入5倍浓度即25wt％的抗电磁波微粒材料，并将其制成所述的“高浓度母粒”，然后再以“高浓度母粒”与4倍重量的未添加抗电磁波微粒材料的高分子基材的颗粒相互混合后，再以混合后的颗粒进行后续的成形加工制成塑料成品，如此该塑料成品中所含的抗电磁波微粒材料的掺杂浓度即为原本所设定的5wt％的比重。

根据本发明的具体技术方案，基材可以制成电子零件(电子产品)、电子零件的外壳或者管状或平板状的电磁波遮蔽组件。

根据本发明的具体技术方案，基材可以为树脂涂料，且该树脂涂料可以涂装或印刷于电子产品、木材、水泥、玻璃、纸张、塑料、布料、建材表面、金属、管材的内表面或外表面物品表面，而使涂敷有该树脂涂料的物品具有吸收和遮蔽电磁波的能力。

根据本发明的具体技术方案，基材也可以为人造纺织纤维材料，抗电磁波微粒材料均匀分布于该人造纺织纤维材料之中或表面，并利用该人造纺织纤维材料制成具有抗电磁波特性的纺织品。

根据本发明的具体技术方案，基材还可以为水泥材料，且可以以该水泥材料制成具有抗电磁波能力的结构物。

本发明还提供了一种抗电磁波微粒材料，其中，该抗电磁波微粒材料由至少一种导电性微粒材料和至少一种电磁波吸收微粒材料混合而成，且能够掺合于一基材之中，而使基材具有遮蔽电磁波穿透和吸收电磁波的特性；其中导电性微粒材料用以使基材具有导电性，能够遮蔽电磁波穿透；电磁波吸收微粒材料用以吸收导电性材料粉体阻挡后产生的反射和绕射的电磁波，并将电磁波的能量消耗转换为热能，达到消除电磁波的目的。

根据本发明的具体技术方案，导电性微粒材料包括前述的碳系材料中的一种或多种材料的组合，以及前述的导电性金属材料中的一种或多种材料的组合。所述电磁波吸收微粒材料包括前述的金属氧化物中的一种或多种材料的组合，前述的磁性粉体中的一种或多种材料的组合，以及前述的天然矿物材料中的一种或多种材料的组合。

根据本发明的具体实施方案，利用本发明所提供的抗电磁波微粒材料与基材结合，可以得到不同类型的电磁波屏蔽材料，具有遮蔽电磁波穿透和吸收电磁波等特性。

当利用本发明的抗电磁波微粒材料添加入塑料或橡胶材料之中时，可以利用该塑料材料以射出成形或其它塑料成形方式制造电子产品或者电子产品的外壳，而不需再外加其它电磁波防护组件，于原本的加工工艺中便可制造出具有良好的遮蔽与吸收宽带或特定频率电磁波的电子产品或者电子产品外壳。或者是应用此复合式功能性微粒材料制造成其它电磁波防护组件。

此外，亦可利用本发明的技术制造出具有抗EMI特性的涂料，可涂装或印刷于电子产品、木材、水泥、玻璃、塑料、布料、建材表面、纸张或是管材的内表面或外表面，而使得任何喷涂有该涂料的物品均具有遮蔽和吸收宽带电磁波的特性。或者是将前述涂料喷涂于纺织纤维、织品的表面，或是直接将其添加到织品纤维中，藉以制造出具有遮蔽和吸收宽带电磁波的特性的纺织或纤维产品。

附图说明

图1为一添加有本发明的第一实施例的抗电磁波微粒材料的基材的断面结构示意图。

图2为一添加有本发明的第二实施例的抗电磁波微粒材料的基材的断面结构示意图。

图3为一添加有本发明的第三实施例的抗电磁波微粒材料的基材的断面结构示意图。

图4为一添加有本发明的第四实施例的抗电磁波微粒材料的基材的断面结构示意图。

图5为一利用本发明技术制成的电子产品外壳的构造示意图。

图6为一利用本发明技术制成的电磁波遮蔽板件的使用状态示意图。

图7为一利用本发明技术制成的电磁波防护管体的使用状态示意图。

图8为利用本发明的技术，以长形结构的纳米微粒添加于塑料材料中所形成的抗电磁波材料的组织结构电子显微镜放大图。

图9为利用单纯颗粒状纳米微粒材料添加于塑料材料中所制成的材料组织结构的电子显微镜放大图。

主要组件符号说明：

10长形结构的导电性微粒材料

10B颗粒状结构的导电性微粒材料

20电磁波吸收微粒材料

30基材

40外壳

41电路组件

50板片

60防护管

70电力/信息线路

具体实施方式

本发明为达成上述及其它目的，其所采用技术手段及其功效采用较佳实施例详细说明如下，但不能对本发明的可实施范围形成任何限定。

如图1所示，本发明的抗电磁波微粒材料提供一种可以掺合于塑料、橡胶、树脂涂料、水泥粉体和人造纺织纤维等基材之中，且具有吸收和遮蔽宽带电磁波特性的微粒材料，藉以使得添加有本发明的抗电磁波微粒材料的基材具有抗电磁波特性，且能够利用该基材进一步制成电子零件外壳、纺织品，或者是涂料等。

本发明的抗电磁波微粒材料由至少一种导电性微粒材料组合而成，该导电性微粒材料可为管状/纤维状的长形结构，或是不规则颗粒状的结构，或者是由长形结构与不规则颗粒状结构的混合。

前述导电性微粒材料主要功效为用以增进该基材的导电性，并于基材内部形成密布交织的导电通道，而使得基材具有遮蔽和吸收宽带电磁波干扰的特性。此外，为进一步消除导电性微粒材料拦阻电磁波之后产生的绕射、折射、爬行等现象，该抗电磁波微粒材料中，可进一步添加电磁波吸收微粒材料，前述电磁波吸收微粒材料可选用的材质主要包括有：金属氧化物、光触媒材料、磁性粉体，以及碳酸钙、水泥、天然矿石、远红外线矿石等材料。其主要作用为用以吸收被导电材料所拦阻后所反射、绕射的电磁波，使电磁波的能量消耗转换为热能，以消除电磁波的反射、绕射等情形。

如图1所示，为本发明的第一实施例，该实施例的抗电磁波微粒材料是由至少一种呈管状/纤维状的长形结构的导电性微粒材料10所构成，该长形结构的导电性微粒材料10由于其特殊的结构，当其添加于基材30之中时，容易产生彼此头尾相互连结，而形成交织网状的组织结构，所以能够通过各该长形结构的导电性微粒材料10相互连结，使得基材30内部的导电通路增加，而提高其导电性，并且产生网状的可以拦阻电磁波的导电网络，因此使得该基材30产生拦阻和遮蔽电磁波的特性。

前述的长形结构的导电微粒材料主要可选用材料类型包括有：1、碳系材料，如纳米碳管、碳纤维材料，以及纤维状的纳米碳屑，以及其它以具有导电性的碳系材料所制成的长形结构材料所制成；或者是2、导电金属丝：将导电金属制成极细的丝状纤维后，再经过细微化处理，使其成为可掺杂于基材之中的微粒材料。

本发明第一实施例与现有技术相比较，由于前述呈现管状/纤维状的长形结构的导电性微粒材料10可相互连结，并且交织出不规则的网状结构，因此使得各个导电性微粒之间彼此产生跨电性，而使其产生的导电性，相较于常用的单纯粉体颗粒状的导电性添加材料更能达到提高基材导电性，并且在基材30内形成由绵密的导电信道所构成的网络，因此可达到有效的遮蔽电磁波干扰能力的目的。

如图2所示，为本发明的第二实施例，该实施例是通过将管状/纤维状的长形结构的导电性微粒材料10与颗粒结构的导电性微粒材料10B相互混合。其中该颗粒结构的导电性微粒材料10B为由不同直径的不规则形状的导电性材料所制成的颗粒所组成，当其与呈长形结构的导电性微粒材料10混合掺杂于基材30内时，可通过长条状结构的导电性微粒材料10与颗粒结构的导电性微粒材料10B相互连结交织，而达成增加基材30导电性与遮蔽电磁波干扰的能力的目的。

本发明上述导电性微粒材料10、10B可选用材质主要分为：1、碳系材料：主要包括石墨、碳六十、活性炭、竹碳、纳米碳管、碳纤维或纳米碳球等材料。该类型材料为将含有碳元素材料经由高温反应之后使其具有导电性，然后再研磨成为超微细微粒，成为具有导电性的长条状或颗粒状结构的微粒材料；2、导电金属材料：可选用金、银、铜、铝、铁、生铁、镍、锡、纯硅、硅铁等导电性金属制成的微粒材料。

本发明通过上述的以长条形结构的导电性微粒混合不规则颗粒状结构的导电性微粒的技术手段所产生的功效可由图8和图9的电子显微镜放大图比较得知。

如图8所示，为利用本发明的技术手段，将由纳米管柱结构、纳米屑、纳米球状结构和不规则颗粒形状的碳系微粒混合掺杂于塑料基材中所形成的组织结构的电子显微镜放大图。图中明显可见由长条状结构的碳系材料微粒与颗粒状的碳系材料微粒所形成的不规则交织结构，而在塑料基材中形成绵密的导电通道和遮蔽网，因此产生良好的遮蔽与拦阻电磁波的功效。

而图9为单纯以颗粒状结构的导电微粒掺合于塑料基材的组织结构的电子显微镜放大图。图中可见由颗粒状结构所构成的导电通道较短(不绵密)且所构成的遮蔽区域较小，因此并无法产生如本发明第一、二实施例相同的遮蔽和拦阻电磁波的功效。

前述导电性微粒材料10、10B是通过增加基材30的导电性，来达成拦阻遮蔽电磁波防止电磁波直接穿透的功效，然而由于电磁波对导体具有反射、绕射、爬行(creeping)等现象，其被导电性微粒材料10、10B遮挡后并不会消失无踪，因此如图3所示的第三实施例，本发明的抗电磁波微粒材料中可进一步添加混合有电磁波吸收微粒材料20，用以将被导电性微粒材料10、10B所遮挡反射的电磁波能量转换为热能，以达到吸收电磁波的目的。

前述的电磁波吸收微粒材料20为具有高度的电磁波反射损失率的介质，其主要为使得电磁波穿透介质时产生阻抗、磁性、共振、介电损失等现象，而使得电磁波能量转换为热能。该电磁波吸收微粒材料20可选用的材料主要分为下列类型：1、金属氧化物粉体：主要有氧化铝、氧化锌、氧化铜、二氧化钛、光触媒材料等金属氧化物粉体或铁的氧化物，如四氧化三铁，该类型材料主要因为具有高阻抗或高介电系数特性，因此可使得电磁波产生阻抗损失或是介电损失，而达到使得电磁波能量损失的目的；2、磁性粉体：主要可分为具磁性的金属粉体(例如：钕、硼系合金等)，以及具磁性的金属氧化物(例如：铁氧磁体)，其可使电磁波产生磁性损失与共振损失，而达到消耗电磁波能量的目的；3、天然矿石：该类型材料包括有水泥粉体、陶土、黏土、碳酸钙，或者是内含硅、铁、铝、镍、碳、镁、锰、铬矿物等物质的天然矿石，例如电气石、麦饭石、石英、水晶、云母等，该类的天然矿物材质制成的粉体为具有高阻抗和高介电特性的材料，其添加于本发明的抗电磁波粉体之中也可达吸收电磁波的功效。

除此之外，如图4所示的第四实施例，本发明也可以通过将颗粒状的导电性微粒材料10B与电磁波吸收微粒材料20混合的方式加以运用，该实施例中，虽然不具有前述实施例中所使用的纤维状或管状的导电性微粒材料，但其由于同时具有导电性的微粒材料和介电性的电磁波吸收微粒材料相互混合，亦可达到较常用的单纯由导电性或介电性材料单独使用的抗电磁波材料更佳的功效。

此外，由以往研究文献可知导电性材料与电磁波吸收微粒材料的粉体颗粒的直径对于其所能够遮蔽和吸收的电磁波波长范围均不相同，因此本发明可通过混用不同直径的颗粒状结构的导电性微粒材料10B与电磁波吸收微粒材料20的粉体的目的，来达到有效阻隔与吸收不同波长的电磁波的目的。而且为针对极短波长的电磁波防护，前述颗粒状结构的导电性微粒材料10B与电磁波吸收微粒材料20是经由微粒化加工，而使其最少一部分的粉体直径达到介于1-100纳米之间，而成为纳米级粉体颗粒的型态。

本发明的抗电磁波微粒材料可添加于多种型态的基材30之中，而使得基材30具有吸收和消除宽带电磁波的能力。该基材30的范围包括有：塑料/橡胶等高分子基材、树脂涂料、纺织纤维材料或水泥等。

当前述基材30为高分子基材时(如：PC、PE、POLYESTER、PP、PVC、ABS、PET、PT、PU、尼龙、压克力树脂、橡胶、泡棉、硅胶等)，可以直接以射出成形或其它塑料成形加工方式将其制造成为电子产品或电子产品的外壳，或者是遮蔽板、穿线管、电线包覆材等组件，因此其具有相当广泛的应用类型。其具体应用实例如图5所示，可将该基材制作成电子产品的外壳40，使得该外壳具有遮蔽和吸收电磁波的功效，因此可以用于遮蔽和吸收电路组件41产生的电磁波；或者是如图6所示将该基材制作成为各种形状的板片50，然后利用该板片作为电磁波遮蔽板；或者是如图7所示将其做成一个防护管60，该防护管60中央可穿设电力/信息线路70，以保护该电力/信息线路70不受外界电磁波干扰，或者是隔绝该电力/信息线路70的电磁波外泄。

此外，前述基材也可以为树脂涂料。当其为树脂涂料的型态时，可以将其制作成为涂料或颜料，而能够广泛应用于塑料、布料、金属、木材、建筑物墙板、玻璃、塑料管体等各种材料的涂装或表面处理，而使得各种材质均能够具有遮蔽和吸收电磁波的功效。

当该基材30为塑料高分子材料时，其将前述抗电磁波微粒材料掺合添加于该基材的方法主要有下列几种：1、在高分子基材聚合过程中，将本发明的抗电磁波微粒材料加入；2、因一般高分子基材聚合完成后，多数为粉体状态，然后再将粉体融塑成颗粒状，以利于塑料射出成形设备使用，因此本发明可在前述高分子基材聚合完成，且尚为粉体状态时，将本发明的抗电磁波微粒材料添加到该高分子基材的粉末中，再将该混合后的高分子基材的粉体制造成颗粒材料，以利于后续塑料射出成形或其它塑料成形加工；3、若高分子基材为塑料粒的状态时，可将该塑料粒打碎后再加入本发明的抗电磁波微粒材料，或者是直接将本发明的抗电磁波微粒材料直接混入到塑料母粒中，直接进行射出成形或以其它塑料成形加工程序加以成形为最后成品；4、另本发明可先将超过正常掺合浓度的份量将该抗电磁波微粒材料添加到高分子基材之中，制造成“高浓度母粒”，然后将该高浓度的塑料母粒混合到一般的塑料母粒中，再以一般的射出成形或其它塑料成形程序制造成为电子产品外壳或其它成品；例如：将本发明的抗电磁波微粒材料与高分子基材掺杂的正常比例为5wt％，则可以将一部分的高分子基材中掺入5倍浓度即25wt％的抗电磁波微粒材料，并将其制成所述的“高浓度母粒”，然后再以“高浓度母粒”与4倍重量的未添加抗电磁波微粒材料的高分子基材的颗粒相互混合后，再以混合后的颗粒进行后续的成形加工制成塑料成品，如此该塑料成品中所含的抗电磁波微粒材料的掺杂浓度即为原本所设定的5wt％的比重。

此外若该高分子基材为橡胶或泡棉等类形的高分子材料时，可在橡胶材料发泡过程中将该抗电磁波微粒材料添加到发泡中的橡胶材料中。

此外，前述基材30为纺织纤维时，可以在该纺织纤维母粒材料聚合过程中加入本发明的抗电磁波微粒材料，以制造出包含有该抗电磁波微粒材料的纤维母粒，或者是在纤维母粒抽制成丝的阶段，将该抗电磁波微粒材料加入，以制成具有抗电磁波特性的纺织纤维。

另外前述基材30也可为水泥，当本发明的抗电磁波微粒材料混入水泥型态的基材30内时，可使得该水泥型态的基材具有抗电磁波特性，因此可利用该水泥型态的基材30制作成墙壁，或构成建筑物隔间的材料，以使得建筑物的结构物具有抗电磁波特性。

本发明通过以上技术手段，利用本发明的抗电磁波微粒材料可添加于各种型态的基材之中，而使得基材具有吸收和消除宽带的电磁波干扰的特性。本发明与习知技术相较下，由于其采用特殊结构的导电性微粒材料来达到增加导电性的目的，再加上其能够同时混合导电微粒材料和电磁波吸收微粒材料，来达到完全消除电磁波的反射、绕射、爬行等现象，因此可以达到有效且完全吸收宽带电磁波干扰的目的。

且利用本发明的技术，可以将基材30直接制造电子产品外壳，或者是其它电磁波防护组件，其不需要再附加其它电磁波防护组件，且加工程序与传统的塑料材料加工程序完全相同，因此可以有效降低电子产品外壳生产的成本。再者可利用本发明技术制造成各种涂料，而使其能够广泛应用于各种产品的电磁波防护，更使本发明的应用层面拓展至各种日常生活用品的电磁波防护。

Claims (26)

1、一种抗电磁波微粒材料，包含至少一种能够添加于基材中，使基材具有吸收和遮蔽电磁波的特性的导电性微粒材料；

其特征在于：

该导电性微粒材料中的至少一部分是呈管状/纤维状的长形结构的导电性微粒材料，添加于所述基材内部时，所述呈长形结构的导电性微粒材料相互炼结形成不规则形状交织的结构，产生跨电性，使所述基材内部的导电性提高，具有吸收和遮蔽电磁波的特性。

2、如权利要求1所述的抗电磁波微粒材料，其中，所述长形结构的导电性微粒材料为呈长形结构的导电性材料，包括纳米碳管、碳纤维、活性炭纤维、纳米碳屑、其它具有导电性的碳系材料和导电金属丝中的一种或两种以上的组合。

3、如权利要求1所述的抗电磁波微粒材料，其中，所述导电性微粒材料是由管状/纤维状的长形结构的导电性微粒材料与颗粒状的导电性微粒材料混合，通过所述长形结构的导电性微粒材料与颗粒状的导电性微粒材料相互炼结形成以不规则形状交织的结构，增加所述导电性微粒材料的跨电性。

4、如权利要求3所述的抗电磁波微粒材料，其中，所述颗粒状的导电性微粒材料为由碳系材料制成的尺寸大小分布不一的球状或不规则颗粒状的颗粒状微粒，所述碳系材料包括石墨、碳六十、活性炭、竹碳和其它具有导电性的碳系材料中的一种或多种材料的组合。

5、如权利要求3所述的抗电磁波微粒材料，其中，所述颗粒状的导电性微粒材料为由导电性金属材料制成的不规则颗粒状微粒，所述导电性金属材料包括金、银、铜、铁、生铁、铝、镍、锡、纯硅和硅铁中的一种或多种材料的组合。

6、如权利要求3所述的抗电磁波微粒材料，其中，所述导电性微粒材料由碳系材料与导电性金属材料的微粒混合而成，所述碳系材料包括石墨、碳六十、活性炭、竹碳和其它具有导电性的碳系材料中的一种或多种材料的组合，所述导电性金属材料包括金、银、铜、铁、生铁、铝、镍、锡、纯硅和硅铁中的一种或多种材料的组合。

7、如权利要求1所述的抗电磁波微粒材料，其中，该抗电磁波微粒材料进一步包含电磁波吸收微粒材料，用以吸收所述导电性微粒材料阻挡后产生的反射和绕射的电磁波，并将电磁波的能量消耗转换为热能，以消除电磁波。

8、如权利要求7所述的抗电磁波微粒材料，其中，所述电磁波吸收微粒材料为金属氧化物的微粒的组合，所述金属氧化物包括氧化铝、氧化锌、二氧化钛、光触媒材料和铁氧化物中的一种或多种材料的组合。

9、如权利要求7所述的抗电磁波微粒材料，其中，所述电磁波吸收微粒材料为磁性粉体，所述磁性粉体包括具有磁性的金属材料和具有磁性的金属氧化物材料中的一种或多种材料的组合。

10、如权利要求7所述的抗电磁波微粒材料，其中，所述电磁波吸收微粒材料为天然矿物材料，所述天然矿物材料包括水泥、陶土、黏土和碳酸钙中的一种或多种材料的组合。

11、如权利要求1所述的抗电磁波微粒材料，其中，所述基材为高分子基材，所述的高分子基材包括塑料/橡胶，并且经由塑料成形加工方法将该高分子基材制成各种形状或形式的塑料/橡胶制品，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、如权利要求11所述的抗电磁波微粒材料，其中，该抗电磁波微粒材料是在所述高分子基材聚合过程中掺杂到所述高分子基材中。

13、如权利要求11所述的抗电磁波微粒材料，其中，所述高分子基材先被粉碎为粉体状，然后再将所述抗电磁波微粒材料掺杂到所述高分子基材中，再将所述高分子基材以塑料加工方式加工为塑料制品，所述塑料加工方式包括塑料射出。

14、如权利要求11所述的抗电磁波微粒材料，其中，将所述抗电磁波微粒材料在所述高分子基材聚合完成且尚处于粉体状态下掺杂到所述高分子基材中，并加以混合，再将所述高分子基材的粉体制成颗粒，以利于后续的塑料加工工艺进行，所述塑料加工工艺包括射出成形。

15、如权利要求11所述的抗电磁波微粒材料，其中，将超过正常掺杂浓度的抗电磁波微粒材料与所述高分子基材混合制成高浓度母粒，再将所述高浓度母粒与未掺杂所述抗电磁波微粒材料的高分子基材的颗粒混合后，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、如权利要求11所述的抗电磁波微粒材料，其中，所述基材制成电子零件或电子零件的外壳。

17、如权利要求11所述的抗电磁波微粒材料，其中，所述基材制成管状或平板状的电磁波遮蔽组件。

18、如权利要求1所述的抗电磁波微粒材料，其中，所述基材为树脂涂料，且可利用该添加有所述抗电磁波微粒材料的树脂涂料，涂装或印刷于电子产品、木材、水泥、玻璃、纸张、塑料、布料、建材表面、金属、管材的内表面或外表面，使得所述树脂涂料涂敷的物品具有吸收和遮蔽电磁波的功能。

19、如权利要求1所述的抗电磁波微粒材料，其中，所述基材为人造纺织纤维材料，所述抗电磁波微粒材料均匀分布于所述人造纺织纤维材料之中或表面，并利用所述人造纺织纤维材料制成具有抗电磁波特性的纺织品。

20、如权利要求1所述的抗电磁波微粒材料，其中，所述基材为水泥材料。

21、一种抗电磁波微粒材料，由能够掺合于一基材之中，而使所述基材具有遮蔽电磁波穿透和吸收电磁波的特性的至少一种导电性微粒材料和至少一种电磁波吸收微粒材料混合而成；其中，所述导电性微粒材料用以使所述基材具有导电性，能够遮蔽电磁波穿透；所述电磁波吸收微粒材料用以吸收所述导电性微粒材料阻挡后产生的反射和绕射的电磁波，并将电磁波的能量消耗转换为热能，以消除电磁波。

22、如权利要求21所述的抗电磁波微粒材料，其中，所述导电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、竹碳和其它具有导电性碳系材料中的一种或多种材料的组合。

23、如权利要求21所述的抗电磁波微粒材料，其中，所述导电性微粒材料包括导电性金属材料，所述导电性金属材料包括金、银、铜、铁、生铁、铝、镍、锡、纯硅和硅铁中的一种或多种材料的组合。

24、如权利要求21所述的抗电磁波微粒材料，其中，所述电磁波吸收微粒材料包括金属氧化物材料，所述金属氧化物包括氧化铝、氧化锌、二氧化钛、光触媒材料和铁氧化物中的一种或多种材料的组合。

25、如权利要求21所述的抗电磁波微粒材料，其中，所述电磁波吸收微粒材料包括磁性粉体材料，所述磁性粉体为具有磁性的金属材料和具有磁性的金属氧化物材料中的一种或多种材料的组合。

26、如权利要求21所述的抗电磁波微粒材料，其中，所述电磁波吸收微粒材料包括天然矿物材料，所述天然矿物材料包括水泥、陶土、黏土和碳酸钙中的一种或多种材料的组合。

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