CN102501460B - 多层结构的橡胶导电板和导电粒 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多层结构的橡胶导电板和导电粒，由导电层、过渡层和弹性层复合而成。导电层、过渡层、弹性层之间或有胶粘剂层。导电层是致密金属薄片或者疏松金属薄片；过渡层是聚合物薄膜或第二层致密金属薄片；弹性层是橡胶片材或橡塑片材。导电层的边沿可含有向过渡层方向弯曲并包围过渡层的翻边。导电层优选金、银、铜、铝、铁等导电性优良的金属或合金制成。过渡层中的金属薄片优选铜、铁、镍、锌、铝等廉价金属或合金制成。本发明的导电层、过渡层、弹性层紧密地复合在一起，具有优异的比强度；导电层与弹性层完全分隔，增强导电层导电能力，防止弹性层凸出导电层外影响导电效果；适合用作导电材料、电磁屏蔽材料或按键的导电部件。

Description

多层结构的橡胶导电板和导电粒

技术领域

本发明涉及一种复合型导电橡胶，这种导电橡胶可用于制作导电板和按键背衬的导电粒。

背景技术

常见的橡胶导电板或导电粒粒是由橡胶基材层和金属导电面层组成。导电板的一面具有导电性能，另一面绝缘，可用做导电接触材料或者电磁屏蔽材料；导电粒是面积较小的导电板，可用作按键等背衬的导电部件。

本申请人申请的申请号为201110193369.5的“麻面异形金属片导电粒”的说明书公开了一类金属面层与橡胶基体复合而成的导电粒，其金属面层能够与电路形成比较良好的接触。但是由于金属面层较薄，在长期使用过程中，橡胶基体在按压力量较大或者吸收油污膨胀时，容易变形凸出到金属面层的外侧，有可能阻断导电线路，甚至造成不能导通或错误导通的情况。

发明内容

发明目的：克服传统的橡胶导电板或导电粒与电路接触时可能存在的隐患，提供一种导电层与弹性层完全分隔，能够确保导电能力的多层结构的橡胶导电板和导电粒。

技术方案：本发明提供了一种多层结构的橡胶导电板，由导电层、过渡层和弹性层粘接复合或者镀接复合而成。导电层是平整(光滑或有一定粗糙度)、有凹痕、有凸痕(含有高度小于2mm的立体结构的其他凹凸形状)或有孔洞的致密金属薄片，或者是丝网状、纤维毡状、无纺布状、泡沫状或海绵状的疏松金属薄片，或者是金属镀层；过渡层是聚合物薄膜，或第二层致密金属薄片，或聚合物薄膜与第二层致密金属薄片预先复合在一起的薄片；弹性层是橡胶片材、热塑性弹性体片材或橡塑片材，弹性层或包括该该橡胶片材、热塑性弹性体片材或橡塑片材外预先复合的第二层聚合物薄膜。

上述的粘接复合指的是自粘复合或者外加胶粘剂复合；镀接复合指的蒸镀复合、电镀复合或者溅射镀膜复合等，尤其指金属镀在其他层材料上的一种复合方法。

所述的导电层的厚度为0.01μm-1mm，过渡层的厚度为0.001mm-1mm，弹性层的厚度为0.1mm-10mm。

本发明中，导电层起导通电路板电路的作用；过渡层在导电层和弹性层之间起过渡作用、连接或隔离的作用；弹性层起保持导电粒与按键之间的回弹性与柔韧性的作用。

本发明中，所述的导电层优选采用导电性好、耐蚀性好的金属(金、银、铜、铝、铁、锡、锌、钴、镍或钨，或含上述任一金属的合金，或含上述任一金属的复合金属，或外表面镀有上述任一金属的材料)材质制成。所述的导电层的致密金属薄片上的可以有许多的有规则(如对称、同心圆或矩阵)或无规则排列的孔洞，孔洞的最大孔径不大于2mm。

所述的过渡层的聚合物薄膜优选是聚酯薄膜、聚碳酸酯薄膜、聚酰亚胺薄膜或硅橡胶薄膜。其它种类的软化温度比较高的聚合物薄膜也可以选用。表面改性的聚合物薄膜，也是可以选用的。使用表面有粘着能力的聚合物薄膜，可以比较容易地实现聚合物薄膜与导电层的粘着复合。例如，不锈钢带与可以表面有粘着能力的聚酰亚胺胶粘带复合，构成一种导电层和过渡层的复合体系。这种复合体系，可以再和硅橡胶进行热硫化复合，构成硅橡胶弹性层、聚酰亚胺过渡层和不锈钢层的三层复合结构。

所述的弹性层优选由固体硅橡胶或液体硅橡胶制成。硅橡胶中或含有粘合促进剂、偶联剂、补强剂、着色剂等。

所述的过渡层中的第二层致密金属薄片优选采用惰性好、价廉、力学强度高的金属(铜、铁、镍、锌或铝，或含上述任一金属的合金，或含上述任一金属的复合金属)材质制成。

所述的过渡层与导电层的复合，可以采用物理机械方法或化学方法。物理机械方法包括机械压力复合、热熔复合、真空烧结等。化学方法包括改变过渡层和导电层表面的极性或化学组成，或者采用胶粘剂的方法。

所述的过渡层的一面或两面，在复合之前，可进行清洗、增加其表面粗糙度、改变其表面极性、涂覆底涂剂或偶联剂等预处理剂，以提高粘合强度，保证过渡层与导电层或过渡层与弹性层之间有良好的粘合。本发明中所述的粘接复合，可以是高分子材料与金属材料自粘固化复合，或者是所述的导电层与过渡层、过渡层与弹性层之间另有胶粘剂层，尤其是高分子胶粘剂层。橡胶片材、热塑性弹性体片材或橡塑片材与第二层聚合物薄膜隔离层之间也可以有胶粘剂层。

所述的导电层的外表面(与电路板接触的一面)可有塑料保护膜层，弹性层外面或还可有塑料保护膜层，保护膜层起保护外表面的作用，在该产品使用前揭去。

本发明另一目的：提供如上所述的多层结构的橡胶导电板的一种导电粒，用作各种按键配套的背衬导电部件。

该目的技术方案：所述的多层结构的橡胶导电板，冲切而成(或直接做成材质、结构或形状如所述的多层结构的橡胶导电板的)导电粒，导电粒外围直径或外接圆直径为0.5mm-50mm。所述的导电粒的导电层边沿可以含有向过渡层方向弯曲并包围过渡层的翻边，进一步保证弹性层不会从外围露出接触到电路板。

导电粒的弹性层可与按键紧靠使用，或与橡胶材质的按键通过热硫化原理而链接起来使用。

有益效果：本发明的导电层、过渡层、弹性层各自功能明确，能够充分发挥各自的作用，三层有机地复合在一起，具有复合材料优异的比强度和性价比。尤其是导电层与弹性层完全分隔，增强和稳定导电层的导电能力，防止弹性层在使用过程中由于外力压迫或吸收油性杂质产生膨胀而凸出到导电层外，影响导电层的导电效果，也防止弹性层材料中的小分子物质对导电层造成污染、减低导电层的使用寿命。本发明适合用作导电材料、电磁屏蔽材料，尤其可以用作多种电子、电器产品中按键背衬的导电部件。

附图说明

图1是本发明的导电板的一个结构的剖面示意图；

图2是本发明的导电粒的一个结构的剖面示意图；

图3是本发明的的导电板的另一个结构的剖面示意图；

图中，1、导电层；2、过渡层；3、弹性层；4、孔洞；5、第二层致密金属薄片；6、第二层聚合物薄膜；7、胶粘剂层；8、凹痕；9、翻边。

具体实施方式

结合附图和下述实施例对本发明作更具体的说明。

实施例1：如图2所示的多层结构的橡胶导电粒，由导电层1、过渡层2和弹性层3粘接复合而成。导电层1是平整的致密金属银薄片，过渡层2是聚酯薄膜与不锈钢做成的第二层致密金属薄片5复合而成的薄片，弹性层3是橡胶片材。所述的导电层1的厚度为0.05mm，过渡层2的厚度为0.1mm，弹性层3的厚度为2mm。

所述的导电层1的致密金属薄片上的有许多无规则排列的孔洞4和少量的凹痕8，孔洞4的最大孔径小于2mm。所述的导电层1的边沿含有向过渡层2方向弯曲并包围过渡层的翻边9，进一步保证弹性层3不会从外围露出接触到电路板。所述的过渡层2的两面，在复合之间，进行清洗、改变其表面极性，涂偶联剂，以提高粘合强度，保证过渡层2与导电层1或过渡层2与弹性层3之间有良好的粘合。

上述的三层材料选择后，是通过复合材料的成型工艺，先制成三层结构的橡胶导电板材，再将复合板材冲切，同时将导电层1金属拉伸延展为翻遍9，左后得到外接圆直径为3mm的导电粒。所述的导电层1的外表面可有保护膜层，弹性层的外表面可有保护膜层，保护膜层起保护表面的作用，在该产品使用前揭去。

实施例2：如图3所示多层结构的橡胶导电板，由导电层1、过渡层2和弹性层3粘接复合而成。图3中，导电层1是丝网状铜薄片；过渡层2是聚酰亚胺薄膜；弹性层3是橡塑片材。所述的导电层1的厚度为0.1mm，过渡层2的厚度为0.5mm，弹性层3的厚度为3mm。所述的导电层1与过渡层2、过渡层2与弹性层3之间做有高分子胶粘剂层7。所述的弹性层3的外表面还有第二层聚合物薄膜6隔离层。该实施例适合用作导电材料或电磁屏蔽材料。

实施例3：如图1所示的橡胶导电板，由导电层1、过渡层2和弹性层3复合而成。导电层1是金属镀层，过渡层2是聚碳酸酯薄膜；弹性层3是由液态硅橡胶制备的橡胶层。以0.125mm厚的聚碳酸酯薄膜作为过渡层2，以真空溅射镀膜的方法，在其表面先镀上0.5μm厚的金属镍，然后再接着镀上0.025μm厚的金，这两层金属镀层形成导电层1。在真空溅射镀镍之前，在真空溅射室内对聚碳酸酯薄膜进行等离子体处理，可以提高金属镍层与聚碳酸酯薄膜之间的附着力。在没有金属镀层的聚碳酸酯薄膜的一面涂覆提高聚碳酸酯与硅橡胶附着力的底涂剂，然后在100℃下，将液体硅橡胶模在聚碳酸酯薄膜上模压成型，形成1.0mm厚的弹性层3。这种导电橡胶板具有良好的柔韧性，又有良好的拉伸强度，同时还有优异的导电性能。该实施例适合用作导电片材或电磁屏蔽材料。这种导电板材可冲切成直径为5mm的导电粒，用作按键背衬的导电粒部件。

上述实施例1、2和3，均具有复合材料优异的比强度和性价比，导电层1与弹性层3完全分隔，防止弹性层3在使用过程中由于外力压迫产生膨胀而凸出到导电层1外，确保导电层1的导电效果。

Claims (5)

1.一种多层结构的橡胶导电板，其特征在于：由导电层(1)、过渡层(2)和弹性层(3)粘接复合或者镀接复合而成；导电层(1)是平整、有凹痕(8)、有凸痕或有孔洞(4)的致密金属薄片，或者是丝网状、纤维毡状、无纺布状、泡沫状或海绵状的疏松金属薄片，或者是金属镀层；过渡层(2)是聚合物薄膜、或第二层致密金属薄片(5)、或聚合物薄膜与第二层致密金属薄片(5)预先复合在一起的薄片；弹性层(3)是橡胶片材、热塑性弹性体片材或橡塑片材，或包括该片材外预先复合的第二层聚合物薄膜(6)；导电层(1)的厚度为0.01μm-1mm，过渡层(2)的厚度为0.001mm-1mm，弹性层(3)的厚度为0.1mm-10mm；所述的过渡层(2)的聚合物薄膜是聚酯薄膜、聚碳酸酯薄膜、聚酰亚胺薄膜或硅橡胶薄膜；作为所述的导电层(1)的致密金属薄片上有许多的有规则或无规则排列的孔洞(4)，孔洞(4)的最大孔径不大于2mm；

所述的过渡层(2)中的第二层致密金属薄片(5)是采用下列材质制成的：铜、铁、镍、锌或铝，或含上述任一金属的合金，或含上述任一金属的复合金属。

2.根据权利要求1所述的多层结构的橡胶导电板，其特征在于：所述的导电层(1)采用下列材质制成：金、银、铜、铝、铁、锡、锌、钴、镍或钨，或含上述任一金属的合金，或含上述任一金属的复合金属，或外表面镀有上述任一金属的材料。

3.根据权利要求1所述的多层结构的橡胶导电板，其特征在于：所述的导电层(1)与过渡层(2)、过渡层(2)与弹性层(3)之间有底涂层或胶粘剂层(7)；所述的弹性层(3)与第二层聚合物薄膜(6)隔离层之间或有底涂层或胶粘剂层(7)。

4.一种如权利要求1所述的多层结构的橡胶导电板的导电粒，其特征在于：其外围直径或外接圆直径为0.5mm-50mm。

5.根据权利要求4所述的导电粒，其特征在于：所述的导电层(1)的边沿含有向过渡层(2)方向弯曲并包围过渡层的翻边(9)。