CN1738522A

CN1738522A - 防电磁干扰的电子产品外壳

Info

Publication number: CN1738522A
Application number: CN 200410051223
Authority: CN
Inventors: 陈杰良
Original assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Current assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Priority date: 2004-08-21
Filing date: 2004-08-21
Publication date: 2006-02-22

Abstract

本发明提供一种具有防电磁干扰功能的电子产品外壳，其包括：一壳体，其具有一表面；一电磁屏蔽层及一纳米触媒层形成在该表面，其中该电磁屏蔽层包括纳米碳材料混合物及粘结剂，所述纳米碳材料混合物包括下列体积百分比的组成：碳纳米管0.1～10％，纳米碳球1～10％，碳黑80～98.8％；所述纳米触媒层含有TiO₂光触媒颗粒，其体积含量为5～90％。其中，所述电磁屏蔽层的厚度为100～1000纳米，所述纳米触媒层的厚度为10～50纳米。电磁屏蔽层还可进一步包括0.1～10％体积含量之纳米银颗粒。该纳米触媒层可进一步包括1～5纳米粒径之纳米银颗粒。本发明具有防电磁干扰、防尘抗菌以及成本相对较低等特点。

Description

防电磁干扰的电子产品外壳

【技术领域】

本发明涉及电子产品之外壳结构，特别涉及一种具有防电磁干扰作用的电子产品外壳结构。

【背景技术】

对于电子产品或电子元件而言，不论外部或内部的电磁干扰均可影响其性能，严重者甚至无法正常工作，所以，在电子产品设计和制造过程中，防电磁干扰(包括射频干扰，RFI)设计是非常重要的环节。

防电磁干扰设计是基于电磁波屏蔽效应，利用导电金属截断电磁波的传播。传统常用的方法是采用一金属层或多层金属层作为防电磁干扰设计，例如常用一层铝金属膜或镍合金膜镀在外壳表面。但是，这种简单设计具有以下缺点：如果上述金属层厚度较薄，除电磁屏蔽效果较差之外，其应用于产品外表面时经常与外界环境产生磨擦，使得该金属层易磨损，最后导致电磁屏蔽作用减弱甚至失效；但是，如果上述金属层厚度较厚，虽然有利于提高耐磨擦性，以及在一定程度上提高防电磁干扰性能，然而，产品外壳的总体厚度及重量将大为增加，这一点对于电子产品(特别是对移动通信产品)而言，是难以接受的重大缺陷。目前，消费性电子产品的发展趋势是朝着轻、薄、短、小方向发展，所以，如何实现轻薄且抗磨损的防电磁干扰外壳结构显得尤为重要。

2003年1月22日公告授权的中国专利第97107515.8号揭示一种电磁屏蔽涂料混合物及其制备方法，其中电磁屏蔽涂料的原料混合物包括下列组分(重量百分比)：成膜树脂16.7～23.1％；纳米级镍粉75.4～78.3％；偶联剂1.5～5％。其中，成膜树脂包括环氧树脂，聚氨脂，醇酸树脂，酚醛树脂，丙烯酸树脂，聚酯树脂，硅树脂中之一种；偶联剂包括钛酸酯，硅烷偶联剂中的一种。

但是，上述电磁屏蔽涂料混合物有效成分主要是纳米级镍粉，其易于空气中氧化或被腐蚀，特别是纳米级镍粉的活性高，极易发生化学反应从而失去电磁屏蔽功能。

另外，2003年1月1日公告授权的中国专利第97121424.7号揭示一种用于绝缘材料的表面镀层及绝缘屏蔽外壳，所述表面镀层包括两层迭合的金属镀层，第一层与基底接触，含有80～98％(重量)的镍基合金，第二层是以银或银合金为主的镀层；其中，镍基合金中含有介于2～20％(重量)之间、一种选自元素周期表中第VB族的金属，例如钒金属。根据该专利的说明，这种镀层既具有电磁屏蔽作用，还可承受一定程度的腐蚀作用。

然而，上述镀层虽然在一定程度上解决表面容易腐蚀的问题，但其使用银金属及钒金属，二者皆是贵重金属，且其用量高达20％，使得其成本很高，不利于产业上大量应用。

纳米碳材料，尤其是碳纳米管被发现以来，其具有优良导电性能、高强度、化学性质稳定等优点，因而，如何将这种新型碳材料应用于电磁屏蔽领域是人们研究的热点之一。

2003年3月12日公开的中国专利第02131447.0号揭露一种碳纳米管/纳米铁磁性金属线复合材料，其是在碳纳米管内部填充铁磁性金属纳米线，该铁磁性金属纳米线为结晶态。根据该专利申请的说明，这种复合材料具有电磁屏蔽性能，且耐腐蚀能力得到提高，微波吸收能力显著改善。

另外，2004年4月21日公开的中国专利申请第02133202.9号揭露一种导电、电磁屏蔽涂料，其含有直径为500纳米以下的纤维状碳材料，包括碳纳米管与纳米碳纤维，其加入量为0.1～50％(体积百分比)，通过粘接剂混合而成。其中粘接剂包括各种有机或无机粘接剂，如水玻璃，乙醇，塑性树脂及热固性树脂及其固化剂。

然而，上述材料及涂料对碳纳米管的用量较大(高达50％)，所以其成本亦相应增加。另外，上述材料及涂料应用于电子产品外壳时，其表面易沾灰尘、细菌，使用者皮肤经常与其接触，将对使用者的皮肤健康产生不良影响。

有鉴于此，提供一种碳纳米管用量较少，成本较低，并具有防尘抗菌作用的防电磁干扰外壳实为必要。

【发明内容】

为解决现有技术的上述问题，本发明的目的在于提供一种用于电子产品外壳的防电磁干扰结构，其具有成本低、防尘抗菌的特点。

为实现本发明的目的，本发明提供一种具有防电磁干扰功能的电子产品外壳，其包括：

一壳体，其具有一表面；

一电磁屏蔽层及一纳米触媒层依次形成在该表面；

所述电磁屏蔽层是包括纳米碳材料混合物及粘结剂，该纳米碳材料混合物包括下列组成(体积百分比)：碳纳米管0.1～10％，纳米碳球1～10％，碳黑80～98.8％：

该纳米触媒层含有TiO₂光触媒颗粒，其体积含量为5～90％。

其中，电磁屏蔽层的厚度为100～1000纳米，纳米触媒层的厚度为10～50纳米。

该电磁屏蔽层可进一步包括0.1～10％体积含量的纳米银颗粒。

该纳米触媒层可进一步包括1～5纳米粒径的纳米银颗粒。

相对于现有技术，本发明在电子产品壳体表面形成的电磁屏蔽层其中碳纳米管含量较少而成本较低；而且导电性优良屏蔽效果佳，耐磨擦；外表面形成有纳米厚度的光触媒TiO₂层，使得其具有防尘抗菌的功效，有利于使用者健康。

【具体实施方式】

下面结合具体实施方式对本发明作详细说明。

首先，本发明第一实施例是可用于手机等移动式电子产品的具有防电磁干扰功能的外壳，其包括：一壳体，其具有一外表面；于该外表面依次形成有一电磁屏蔽层及纳米触媒层。该电磁屏蔽层是包括纳米碳材料混合物及粘结剂，该纳米碳材料混合物包括下列组成(体积百分比)：碳纳米管0.1～10％，纳米碳球1～10％，碳黑80～98.8％；该纳米触媒层含有TiO₂光触媒颗粒，体积含量为5～90％。其中，粘结剂可采用有机或无机粘结剂，如水玻璃，乙醇，塑性树脂(如聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯聚碳酸酯等)及热固性树脂(如环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚脂等)及其固化剂。碳纳米管包括单壁碳纳米管及多壁碳纳米管，其管径为数纳米至数十纳米。纳米碳球是直径为纳米级的纳米碳材料，优选直径范围为20至100纳米。碳黑是具有不规则形状的材料，其导电性良好，其粒径小于100纳米，优选为30至100纳米。

出于减少厚度及质量考虑，在确保电磁屏蔽效果的前提下，电磁屏蔽层的厚度应越小越好。本实施例可选择在1000纳米以下，最好为200至500纳米。该电磁屏蔽层除具有防电磁干扰功能之外，还具有良好导电性，较高杨氏模量，并具有抗磨损性能。而纳米触媒层的厚度可为10至50纳米范围内，优先为20至40纳米范围内。纳米触媒层含有光触媒TiO₂，其可于紫外光作用下杀灭细菌病毒；另外，由于该纳米触媒层表面是具有纳米微细结构，因纳米结构之莲花效应(Lotus Effect)而具有超疏水性，使得其表面不沾水、不沾尘，具有自清洁作用，进一步有利于使用者的皮肤健康。

本发明另一实施例中，还可于纳米触媒层中进一步添加纳米银颗粒或纳米金颗粒，其粒径应小于5纳米，优先为1至5纳米范围内。这种粒径极小的纳米颗粒，亦具有一定的杀菌除臭功能，进一步增加纳米触媒层的作用。

本发明又一实施例中，还可于电磁屏蔽层中进一步添加导电性优良的纳米银颗粒，其含量应小于纳米碳材料混合物总体积的10％为佳，优选为0.1～10％范围内。上述纳米银颗粒可嵌入纳米碳球或碳纳米管之内，亦可与纳米碳材料混合使用。

下面介绍上述实施例的制备方法：碳纳米管、纳米碳球及碳黑可采用电弧放电法制备；亦可采用其它合适方法分别制备。将上述制备好的纳米碳材料(也可另外加入纳米银颗粒)与适量粘结剂混合均匀、经适当方法涂覆于手机或其它电子产品的壳体(例如塑料壳体)，或与壳体原料混合、经模压成型制成壳体；最后于其外表面形成纳米触媒层即可。

本发明的优点包括：电磁屏蔽层厚度小，碳纳米管含量在10％以下，其主要以导电性优良且成本相对较低的碳黑为替代，所以，其总体成本较低。另外，最外层的纳米触媒层既具有防水防尘之功效，又具抗菌杀病毒作用，即使长时间使用，亦无需担心对使用者皮肤有害。

Claims

1.一种防电磁干扰的电子产品外壳，其包括：一壳体，其具有一表面；一电磁屏蔽层形成在所述壳体表面；其中，所述电磁屏蔽层包括纳米碳材料混合物及粘结剂；其特征在于，还包括一纳米触媒层形成在该电磁屏蔽层表面；所述纳米碳材料混合物包括下列体积百分比的组成：碳纳米管0.1～10％，纳米碳球1～10％，碳黑80～98.8％；所述纳米触媒层含有TiO₂光触媒颗粒，其体积含量为5～90％。

2.如权利要求1所述的电子产品外壳，其中所述电磁屏蔽层的厚度为100～1000纳米。

3.如权利要求2所述的电子产品外壳，其中所述电磁屏蔽层的厚度为200～500纳米。

4.如权利要求1所述的电子产品外壳，其中所述纳米触媒层的厚度为10～50纳米。

5.如权利要求4所述的电子产品外壳，其中所述纳米触媒层之厚度为20～40纳米。

6.如权利要求1所述的电子产品外壳，其中所述碳纳米管包括单壁碳纳米管及多壁碳纳米管。

7.如权利要求1所述的电子产品外壳，其中所述纳米碳球的粒径为20～100纳米。

8.如权利要求1所述的电子产品外壳，其中所述碳黑的粒径为30～100纳米。

9.如权利要求1所述的电子产品外壳，其中所述电磁屏蔽层进一步包括纳米银颗粒，其体积含量为0.1～10％。

10.如权利要求1所述的电子产品外壳，其中所述纳米触媒层进一步包括粒径为1～5纳米的纳米银颗粒或纳米金颗粒。