一种防电磁干扰的多层复合材料及其制备方法技术

一种防电磁干扰的多层复合材料，该材料包括塑料基底和负载在塑料基底上的金属层，所述金属层包括至少三层，从里至外依次为第一金属层、第二金属层和第三金属层，其中，第一金属层和第三金属层均由不锈钢、铬和镍中的一种组成，第二金属层由银、铜、铝中的一种组成。本发明专利技术提供的多层复合材料具有区域内最大距离间的电阻不超过２欧姆的小电阻率、电磁屏蔽力强（电磁屏蔽率高达１０－５０德拜）、耐腐蚀性强，而且对塑料基底具有优良的结合力，即使在盐水腐蚀作用下，金属层尤其是第二金属层仍牢固附着在塑料基底上。而且形成本发明专利技术金属层的金属均为常规的非贵金属，因此生产成本相对低廉。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种多层复合材料，尤其是关于一种防电磁干扰的多层复 合材料及其制备方法。
技术介绍
随着电子电路及电子技术在家庭、工业、交通、国防等领域日益广泛的应用，电磁干扰(Electromagnetic Interference, EMI)遍及人类生活的各个角 落，逐渐成为人类生活环境的一大污染。长期暴露于强力电磁场下，会引起 人体发生癌症病变，为此，许多国家都制定了关于防电磁干扰的相关政策。 目前，许多电子设备和系统能否在市场上广泛应用，在很大程度上取决于电 子设备和系统自身的抗电磁干扰水平。屏蔽是抗电磁干扰的三大技术之一，它是利用屏蔽体阻止或减小电磁能 量传输的一种措施。屏蔽体的屏蔽效能与屏蔽材料的电导率、磁导率有关， 具有较高导电性、导磁性的材料可作为电磁屏蔽材料。目前常用的屏蔽材料 有金属电磁屏蔽材料、导电高分子材料、纤维织物类复合材料。在金属材料 中，银、铜、铝等良导体可作为高频屏蔽材料，硅钢、高磁导率的铁镍合金 可做低频屏蔽材料。对于电磁屏蔽，目前采用的主要方法之一是采用外覆导电层的高分子壳 体来屏蔽电磁波干扰，如在塑料壳体表面涂覆银系或铜系导电涂料、粘贴金 属膜。通过这种方式形成的塑料壳体，既具有塑料的绝缘性，表面又具有金 属的反射、吸收、传导和衰减电磁波的特性，能够起到屏蔽电磁波干扰的作 用。大多数防电磁干扰装置都是通过对装置外壳进行上述屏蔽处理来达到防 电磁干扰效果的。例如，CN 1729310A公开了一种形成复合膜的方法，该方法包括(1) 提供柔性塑料基底；(2)通过薄膜沉积技术在所述柔性塑料基底上连续沉 积多层导电金属膜，所述多层导电金属膜包括由选自氧化铟铈(InCeO)和 氧化铟锡(ITO)的合金制成的两个层，所述两个层包围银、钯和铜(Ag/Pd/Cu) 的合金所制成的单层；和(3)将复合膜收集在连续辊中。进一步优选所述 银、铜、钯的合金包括约97-99%的银、约0.3-0.8%的钯和约1.2-1.8%的铜。 所述薄膜沉积技术选自由溅射、离子束沉积、化学气相沉积、离子束增强沉 积以及激光消融沉积技术组成的组中。磁控溅射镀膜是在真空中充入惰性气 体，并在塑料基体和金属靶之间加上高压直流电，由辉光放电产生的电子激 发惰性气体，产生等离子体，等离子体将金属靶材的原子击出，沉积在塑料 基底上。所述柔性塑料基底选自由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、萘二甲 酸聚乙烯酯(PEN)、聚醚砜(PES)、聚碳酸酯(PC)、聚砜、酚醛树脂、 环氧树脂、聚酯、聚酰亚胺、聚醚酯、聚醚酰胺、乙酸纤维素、脂肪族聚氨 酯、聚丙烯腈、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚(a-甲基丙烯酸甲酯)以 及脂肪族或环状聚烯烃组成的组中。由上述方法制得的复合多层膜的电阻率 不大于10欧姆/平方，具体为2.92-7.14欧姆/平方，一般为5-7欧姆/平方，层间 结合力测得剥落力平均值为约760克，退火后降至600克。由上述方法制得的复合多层膜的电阻率仍然偏大，电磁屏蔽效果不佳。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有的复合多层膜电阻率较大电磁屏蔽效果 较差的缺点，提供一种电阻率小、电磁屏蔽效果好、耐腐蚀性强的防电磁干 扰的多层复合材料金属镀层及其制备方法。本专利技术提供的防电磁干扰的多层复合材料包括基材和负载在基材上的 金属层，所述基材包括塑料基底，所述金属层至少包括第一金属层、第二金属层和第三金属层，其中，第一金属层和第三金属层均由不锈钢、铬和镍中 的一种组成，第二金属层由银、铜、铝中的一种组成，第一金属层与塑料基 底接触。本专利技术提供的多层复合材料的制备方法包括在基材上负载金属层，其 中，所述金属层通过薄膜沉积法负载到基材上，所述金属层至少包括第一金 属层、第二金属层和第三金属层，第一金属层和第三金属层均由不锈钢、铬 和镍中的一种组成，第二金属层由银、铜、铝中的一种组成，所述第一金属 层与基材接触。本专利技术提供的多层复合材料具有区域内最大距离间的电阻不超过2欧姆 的电阻率小、电磁屏蔽力强(电磁屏蔽率高达10-50德拜(db))、耐腐蚀性强， 而且对塑料基底具有优良的结合力，即使在盐水腐蚀作用下，金属层尤其是 第二金属层仍牢固附着在塑料基底上。而且形成本专利技术金属层的金属均为常 规的非贵金属，因此生产成本相对低廉。附图说明图1为本专利技术实施例1所用塑料基底的电磁屏蔽率与电磁场频率的关系 曲线；图2为本专利技术实施例1的防电磁干扰多层复合材料的电磁屏蔽率与电磁 场频率的关系曲线。具体实施例方式根据本专利技术提供的多层复合材料，所述第一金属层和第三金属层均可由 不锈钢、铬和镍中的一种金属组成，所述第二金属层由银、铜、铝中的一种 组成。本专利技术人发现，在其它条件相同的情况下，由一种金属形成的多层复 合材料的电磁屏蔽率比该金属的合金形成的多层复合材料的电磁屏蔽率高，因此，本专利技术优选每一层分别由其中的一种金属组成。第一金属层和第三金 属层可以由相同或不同的金属组成。所述不锈钢可以是市售的各种型号的不 锈钢。本专利技术中，第一金属层用于提高金属层与塑料基底的结合力，第二金属 层是屏蔽力强的屏蔽金属层，它在电磁屏蔽效果中起主要作用，第三金属层 则是为了保护金属屏蔽层，使多层复合材料具有抗氧化、抗腐蚀等功能，尤 其是具有对盐水腐蚀的抵御功能，从而保护多层复合材料的电磁屏蔽效果不 因落置于腐蚀性气氛而受影响。本专利技术对各金属层的厚度没有特别的限定，可以为常规防电磁干扰金属 膜的厚度，也可以根据电磁干扰屏蔽率的要求自行决定。例如，与基材接触的第一金属层的厚度可以为0.05-0.1微米，优选为0.08-0.1微米，第二金属 层的厚度可以为0.3-1微米，优选为0.5-0.8微米，第三金属层的厚度可以为 0.1-0.3微米，优选为0.1-0.2微米。本专利技术对塑料基底没有特别的限定，可以是防电磁干扰领域常用的各种 塑料，例如，所述塑料基底可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、萘二甲 酸聚乙烯酯(PEN)、聚醚砜(PES)、聚碳酸酯(PC)、聚砜、酚醛树脂、 环氧树脂、聚酯(PETP， PBTP)、聚酰亚胺、聚醚酯、聚醚酰胺、乙酸纤维 素、脂肪族聚氨酯、聚丙烯腈、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚(a-甲基 丙烯酸甲酯)、变性聚苯醚(变性PPE)、聚酰胺(尼龙，Polyamide， PA)、聚 縮醛(Polyoxy Methylene, POM)、聚苯硫醚(PPS)以及脂肪族或环状聚烯烃中 的一种或几种。本专利技术优选所述塑料基底为聚碳酸酯(PC)。为了进-一步提高金属层与塑料基底的结合力和提高多层复合材料的表 面平滑度，优选本专利技术所述多层复合材料的基材还包括涂料层，所述涂料层 位于塑料基底和金属层之间。所述涂料层可以是紫外固化层和/或聚氨酯 (PU)涂层。所述涂层的厚度优选为5-15微米。根据本专利技术提供的多层复合材料制备方法，所述薄膜沉积法可以是溅射 法、离子束沉积法、蒸发镀法、离子束增强沉积法中的一种或几种。本专利技术优选溅射法，进一步优选溅射法中的直流磁控(direct current magnetron)溅 射法。所述直流磁控溅射法己为本领域技术人员所公知，例如，该方法包括 将塑料基底和组成上述各金属层的金属在包含惰性气体的气氛中进行溅射。 所述惰性气体优选为氩气。本专利技术中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防电磁干扰的多层复合材料，该材料包括基材和负载在基材上的金属层，所述基材包括塑料基底，所述金属层至少包括第一金属层、第二金属层和第三金属层，所述第一金属层与基材接触，其特征在于，第一金属层和第三金属层均由不锈钢、铬和镍中的至少一种组成，第二金属层由银、铜、铝中的至少一种组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓梅，程晓峰，钟源，宫清，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]