CN102176341B - 一种导电橡胶及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种导电橡胶及其应用，该导电橡胶以模压或注射方式将橡胶与金属纤维烧结毡复合制得导电橡胶，该金属纤维烧结毡具有孔隙，该孔隙至少部分被橡胶填充。其中，本发明采用金属纤维烧结毡取代传统金属海绵、金属泡沫或金属网与橡胶复合，其加工成型方便，且可提升整体导电性能；并且将该导电橡胶可冲切成小圆粒，用在电路板导通开关的按键中，作导电接触元件用。
Description
技术领域
本发明涉及导电橡胶及其在制造电路板导通开关的按键（例如手机按键、汽车按键等）用导电接触元件的应用。
背景技术
橡胶本来是良好的电绝缘体。为了让橡胶材料获得导电性能，通常在加工成型时通过加入导电填料，如导电炭黑、碳纤维、金属粉末、金属短纤维等粒子型或纤维型填料，制成复合型导电高分子材料。为了获得良好的导电性能，必须加入足够量的导电填料，使得在导电橡胶中，导电填料粒子之间的距离足够小，从而形成导电通路。但是，这种填充型的导电橡胶，由于导电粒子毕竟不是一个物理连接的整体，不宜用作强电流导通开关的接触元件。
因此，目前已经发明了包含比较完整的金属骨架的导电橡胶。例如国际申请WO2006119657所公开导电接触部及其制造方法，其采用金属海绵、金属泡沫与橡胶复合而制成导电橡胶材料；还有中国专利ZL200920057627.5所公开按键用超薄导电粒，其采用金属网-橡胶复合型导电橡胶。无论是采用金属海绵、金属泡沫还是金属网，其比表面积小，不利于与橡胶材质粘结，金属层的厚度不易调节，加工成型不便，整体导电性能还有待改善。
发明内容
本发明主要目的在于提供一种导电橡胶，采用金属纤维烧结毡与橡胶复合而成，其加工成型方便，且可提升整体导电性能；将该导电橡胶用于电路板导通开关的按键中，作导电接触元件。
为实现上述之目的，本发明采取如下技术方案：
一种导电橡胶，以模压或注射方式将橡胶与金属纤维烧结毡复合制得导电橡胶，该金属纤维烧结毡具有孔隙，该孔隙至少部分被橡胶填充。
所述金属纤维烧结毡是采用金属丝或金属纤维编制或无纺铺制，经过压合和烧结而结合成一个连续的整体，该金属纤维烧结毡是一个平整的片材，该片材的孔隙度在2%至98%之间。
所述金属纤维烧结毡孔隙完全被橡胶填充，但允许部分金属纤维烧结毡暴露在橡胶外面。
所选用的金属纤维烧结毡用钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂的乙醇溶液，或者粘合剂或粘合助剂进行预处理，以增强橡胶对金属纤维烧结毡中金属纤维的粘合力。
所述橡胶为天然橡胶材料，或者是液体硅橡胶、固体硅橡胶、自粘性硅橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、氟橡胶、氟硅橡胶、乙丙橡胶及热塑性橡胶。
该导电橡胶可以冲切成直径1.5mm到7.5mm小圆粒，用于电路板导通开关的按键中，作导电接触元件，这样的导电性接触元件可以用于手机按键、汽车按键等方面；也可用作电磁屏蔽材料。
本发明采用金属无纺布取代传统金属海绵、金属泡沫或金属网与橡胶复合，优点在于：
1、金属纤维烧结毡由于可经过高温烧结，金属纤维熔结成一个整体，可避免金属网中金属丝由于不是一个物理连接的整体，在冲切成导电粒时可出现的掉丝现象。
2、由于金属纤维的直径比较小，金属纤维烧结毡的比表面积比金属网和金属海绵大得多，有利于和橡胶材质的粘结，防止金属材质和橡胶之间脱离。
3、金属纤维烧结毡由金属纤维制成，可以做得很薄，做得比金属网和金属海绵薄，由此与橡胶复合得到的导电橡胶从而也可以比较薄，使得导电橡胶比较软，从而有利于橡胶导电粒的防尘性。
4、金属纤维烧结毡的厚度比较容易调整，也可以由很细的金属纤维制得比较厚的无纺布。
5、金属纤维烧结毡生产方法较金属海绵简单，与金属海绵的生产过程不同，金属纤维烧结毡的生产过程只是一个物理过程（压合和烧结），是非常环境友好的。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步描述。
一种导电橡胶，以模压或注射方式将橡胶与金属纤维烧结毡复合制得导电橡胶，该金属纤维烧结毡具有孔隙，该孔隙至少部分被橡胶填充，所述金属纤维烧结毡是采用金属丝或金属纤维编制或无纺铺制，经过压合和烧结而结合成一个连续的整体，例如金属无纺布；该金属纤维烧结毡是一个平整的片材，该片材的孔隙度在2%至98%之间。
当然，进一步所述金属纤维烧结毡孔隙也可以完全被橡胶填充，但允许部分金属纤维烧结毡暴露在橡胶外面。
为增强橡胶对金属纤维烧结毡中金属纤维的粘合力，所选用的金属纤维烧结毡用钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂的乙醇溶液，或者粘合剂或粘合助剂进行预处理。
所述橡胶为天然橡胶材料，或者是液体硅橡胶、固体硅橡胶、自粘性硅橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、氟橡胶、氟硅橡胶、乙丙橡胶及热塑性橡胶。
上述导电橡胶可以由片状冲切成直径1.5mm到7.5mm的橡胶导电粒，这种橡胶导电粒通常是圆形的，这种橡胶导电粒的主要用途，是用在电路板导通开关的按键上，作导电接触元件用可以用于手机按键、汽车按键等方面；也可用作电磁屏蔽材料。
实施例一
采用邵尔A硬度为50的固体硅橡胶KE-950，加上1%的交联剂DCP，在两辊开放式炼胶机上室温下混炼10分钟，出成2毫米后的混炼胶薄片备用；取一厚度为0.30mm、正方形边长为12.0cm、孔隙度为88%、由金属纤维直径为0.8微米的不锈钢（SUS316L）纤维经真空烧结制成的金属纤维烧结毡，将此不锈钢金属纤维烧结毡放置在一边长为12.2cm的正方形模腔中。正方形膜腔的深度为0.60mm。将一10克混炼胶薄片放在不锈钢无纺布上，在165℃下，热硫化模压10分钟，出模，从模腔中取出含有不锈钢无纺布的橡胶片，即为含有金属无纺布的橡胶复合片材。将这种片材，冲切成直径为3.0mm的小圆片。这种小圆片可用于手机按键中，可作为PCB电路板导通开关的接触元件。
实施例二
本实施例所用的金属纤维烧结毡在使用前，用2%硅烷偶联剂KH-550的乙醇溶液处理（浸渍或者涂刷），在90℃下烘烤15分钟，然后放在保干器中备用。其它加工与实施例一相同。
实施例三
取一厚度为0.30mm、正方形边长为12.0cm、孔隙度为80%、由金属纤维直径为0.8微米的不锈钢（SUS316L）纤维制成的金属纤维烧结毡，将此不锈钢金属纤维烧结毡放置在一边长为12.2cm的正方形模腔中。正方形膜腔的深度为0.30mm。将一10克重刚混合好的液体硅橡胶（Silopren? LSR2660）放在不锈钢金属纤维烧结毡上，在120℃下，热硫化模压20分钟，出模，从模腔中含有不锈钢金属纤维烧结毡的橡胶片，即为含有金属无纺布的橡胶复合片材。
实施例四：
取一厚度为0.30mm、孔隙度为88%、由金属纤维直径为0.8微米的不锈钢（SUS316L）纤维经真空烧结制成的金属纤维烧结毡，金属纤维烧结毡为面积为20x20cm的正方形。将不锈钢金属纤维烧结毡固定在真空抽滤器中。将刚混合好的液体硅橡胶（Silopren? LSR2660）放在不锈钢无纺布上，用真空抽滤的方式，使液体硅橡胶进入并停留在金属纤维烧结毡中。从这样的金属纤维烧结毡中裁剪出边长为12.0cm的正方形、将此正方形金属纤维烧结毡放置在一边长为12.2cm的正方形模腔中。正方形膜腔的深度为0.30mm。将一8克重刚混合好的液体硅橡胶（Silopren? LSR2660）放在不锈钢金属纤维烧结毡上，在120℃下，热硫化模压20分钟，出模，从模腔中含有不锈钢金属纤维烧结毡的橡胶片，即为含有金属纤维烧结毡的橡胶复合片材。
本发明采用金属无纺布取代传统金属海绵、金属泡沫或金属网与橡胶复合，其加工成型方便，且可提升整体导电性能；并且将该导电橡胶在制造电路板导通开关的按键及导电接触元件的应用。
以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (4)
1.一种导电橡胶，以模压或注射方式将橡胶与金属纤维烧结毡复合制得导电橡胶，其特征在于：所述金属纤维烧结毡是采用金属纤维无纺铺制，经过压合和烧结而结合成一个连续的整体，该金属纤维烧结毡是一个平整的片材，具有孔隙，孔隙度在2 ％至 98％之间；
该片材的孔隙至少部分被橡胶填充；所述橡胶为液体硅橡胶、固体硅橡胶、自粘性硅橡胶、丁睛橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、氟橡胶、氟硅橡胶、乙丙橡胶或者热塑性橡胶。
2.根据权利要求 1 所述导电橡胶，其特征在于：所选用的金属纤维烧结毡用钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂的乙醇溶液进行预处理，以增强橡胶对金属纤维烧结毡中金属纤维的粘合力。
3.根据权利要求 1所述导电橡胶，其特征在于：所选用的金属纤维是直径为 0.8微米的不锈钢纤维。
4.一种如权利要求1、2或3中所述导电橡胶的应用，其特征在于：用于电路板导通开关的按键上作为导电接触元件。
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