引言
随着电子工业和高分子产业的迅速发展，高分子材料以其质轻、价廉，易于加工成型等优点在电子工业中广泛应用，越来越多的电子产品和通讯设备（如笔记本、手机、精密医疗器械等）的外壳采用轻便的塑料作为壳体。目前，使塑料产品具有屏蔽电磁波功能的方法有很多，如合成本征型导电塑料、在塑料表面涂覆导电涂料、表层贴金属箔或表层镀金属等。其中，导电涂料作为一种流体材料，其成本低，工艺简便，可喷涂或刷涂于不同形状塑料表面形成导电层，从而达到屏蔽电磁波干扰的目的。过去电磁屏蔽涂料的研究主要集中在通过对电子电器设备的塑料壳体内表面涂覆溶剂型导电涂料来实现其屏蔽电磁波的目的。但是，溶剂型导电涂料在使用过程中会挥发出大量的有害物质，对环境和人们的健康造成有害影响，且施工周期长，生产效率低。将紫外光固化技术与导电涂料结合起来研制的紫外（UV）光固化导电电磁屏蔽涂料具有固化速度快、涂膜质量高、不含溶剂、对环境污染少、能耗低等优点。
紫外光固化电磁屏蔽导电涂料只是在固化方式上与传统涂料不同，其导电机理同传统导电涂料相同，仍然属于掺合型导电涂料的导电机理。涂层中导电填料微粒之间稳定而紧密接触是导电涂料干燥或固化的结果。导电涂层在固化干燥前，导电填料在成膜树脂中是分离存在的，填料间相互没有连续的接触，故涂层整体处于绝缘状态，如图1 所示；当导电涂料固化干燥后，溶剂的挥发和涂料的固化使得涂料树脂基体体积收缩，导电填料微粒相互紧密接触呈稳定连续状态，因此涂层表现出导电性。

但是，由于涂料中金属填料对紫外光的阻挡和反射，引发剂引发效率不高，涂料不容易深层固化，使得导电涂料的综合性能大大降低。本文采用片状镀银铜粉为导电填料，聚氨酯丙烯酸酯作为成膜树脂，制备电磁屏蔽导电涂料，并讨论了填料含量、引发剂种类及含量、稀释剂种类及含量，以及光引发剂和热引发剂配合使用对紫外光固化导电涂料性能的影响。

1 实验部分
1.1 原料
聚氨酯丙烯酸酯，上海东奇化工有限公司；甲基丙烯酸甲酯（MMA），1,6- 己二醇二丙烯酸酯（HDDA），三羟基甲基烷三丙烯酸酯（TMPTA），天津海因茨科技发展有限公司；偶氮二异丁腈，天津市科密欧化学试剂开发中心；片状镀银铜粉（含银量3%），平均粒径27 μm，昆明理工恒达科技有限公司；BYK 助剂，异丙醇，乙醇，成膜助剂，增稠剂，钛酸酯偶联剂，成都化学试剂厂。
1.2 电磁屏蔽涂料的制备
将所选用的活性稀释剂添加到聚氨酯丙烯酸酯当中，搅拌一定时间使其混合分散均匀；再加入一定比例的光引发剂、偶联剂等助剂混合均匀，后加入镀银铜粉搅拌分散，调制到适当的粘度后即可制得紫外光固化导电涂料。将制备好的紫外光固化导电涂料喷涂在ABS 基材表面，放入紫外光固化机中使其涂层固化，并测定涂料固化时间以及涂层导电性能、物理性能。
1.3 制件的涂装
现在大部分手机、笔记本、电子器件外壳多为ABS或ABS/PC 塑料，而这些电子设备在使用时会产生电磁辐射，对邻近电子设备造成电磁干扰、电磁信息泄漏等负面影响。针对这类材料的抗电磁辐射和电磁干扰问题，本实验采用ABS 板为基材，喷涂导电涂料，工艺条件如下：先将ABS 样板用砂纸轻微打磨，并用乙醇擦洗基材表面，清洗干净后，在烘箱中烘干待用。然后将制备好的UV 固化电磁屏蔽导电涂料喷涂在ABS 基材表面，采用能佳NJUV- 20T- 20/1 台式紫外光固化机对制备好的紫外光固化导电涂料进行固化，测试其导电性能、电磁屏蔽性能、物理性能等。
1.4 性能测试与表征
涂层的表面电阻采用SW- Ⅱ型智能化数字微欧仪测试，直观地反映了涂层本身的导电性能。根据GB/T 9286- 1998《色漆和清漆漆膜的划格试验》，采用十字切割法测定涂层在ABS 板材上的附着力；根据GB/T 6739- 2006《色漆和清漆铅笔法测定漆膜硬度》，采用铅笔硬度法测试涂层硬度；采用德国EPK 公司的QnintSonic 超声波涂层测厚仪测试涂层厚度；采用英国CamScan 公司的Apollo300 高分辨扫描电子显微镜对干燥后涂层表面微观形貌进行观察；采用法兰同轴设备和安捷伦8720ET 矢量网络分析仪测试涂层电磁屏蔽效能。

2 结果与讨论
2.1 镀银铜粉含量对涂层导电性能的影响
在电磁屏蔽导电涂料的组成中，导电填料是决定所制备涂层导电性能的关键因素。将不同含量的镀银铜粉加入到一定比例的树脂液当中，搅拌分散均匀制得导电涂料，观察导电涂层的形态并测得涂层的导电性能，如图2 所示。

由图2（a）可以看出，随着镀银铜粉含量的增加，涂层的表面电阻逐渐减小，当银包铜粉含量为8%时，涂层表面电阻为5.386 Ω·cm- 1，涂层导电网络尚未形成；当银包铜粉含量在8%~20%之间，涂层表面电阻迅速下降，银包铜粉含量超过25%以后，涂层表面电阻下降趋于平缓。同样，图2（b）涂层的方块电阻也表现出同样的趋势。
S. A Schelkunoff 认为掺合型电磁屏蔽导电涂料的导电性能和屏蔽效能的好坏取决于涂层中导电微粒构成的导电网络质量，网络的层数越多，网链越密集，涂层的导电性能就越好。结合图1、图3 可以看出，当镀银铜粉微粒含量小于8%时，漆膜内导电微粒浓度较小，填料微粒之间存在较多的空隙，成膜树脂相对较多，且微粒大多被树脂包围，部分微粒连接成有限的导电通路，并无形成贯穿整个漆膜的导电网路，这时多靠热振动或内部电场作用使电子在微粒间迁移形成微弱电流，此时隧道效应起主要作用。当镀银铜粉用量在8%~20%之间时，漆膜中的导电通路较少，且没有形成完整的导电网络，这时增加少量的导电微粒便可形成较完整的导电网路，导电填料彼此搭接形成连续导电网链，使得涂层中导电通路迅速建立起来，涂层表面电阻随之迅速下降，此时导电通道起主要作用。当镀银铜粉含量为25%时，填料微粒之间排列紧密，彼此搭接而成的导电通道也较多，因此涂膜的导电性能好。当镀银铜粉用量高于25%时，由于镀银铜粉微粒在漆膜中已形成贯穿整个漆膜的导电网路，继续增加填料用量对漆膜中的导电通路数贡献不大，所以涂层表面电阻下降趋于平缓。所以，掺合型导电涂料的导电机理是导电通道、隧道效应、场致发射3 种机理相互竞争的结果。若继续增加镀银铜粉含量，致使成膜树脂量相对减少，粘结能力下降，出现掉粉现象。可见导电涂料中导电微粒含量不仅对导电性能有明显的影响，还会影响到涂层其他的物理性能。