CN103540138A - 一种防潮、耐盐雾腐蚀导电橡胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防潮、耐盐雾腐蚀导电橡胶，由100份捏炼硅橡胶、285～310份铝镀银导电粉体、1.2～9份复合偶联剂和1.5～3份硫化剂混炼制成。本发明制备的导电橡胶防潮、耐盐雾腐蚀性能得到了显著改善，且材料致密度增加，提高了导电橡胶的力学性能和电磁屏蔽性能，并解决了导电粉体的掉渣缺陷。

Description

一种防潮、耐盐雾腐蚀导电橡胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于密封及电磁屏蔽的导电橡胶，特别是涉及一种具有防潮、耐盐雾腐蚀性能的导电橡胶，以及该导电橡胶的制备方法。
背景技术
导电橡胶主要由导电粉体和硅橡胶基材组成，兼具电磁屏蔽和水汽密封两种功能。导电粉体材料有多种，其中纯银粉导电性好，但成本高。铝镀银粉导电性仅次于纯银粉，但性价比高，适用性广，是应用最广且用量最大的导电粉材料，在机箱、机柜、方舱等特种电子设备中广泛应用。
现有铝镀银导电橡胶尚存在以下缺陷：1）在潮湿环境中容易吸潮膨胀，导致导电粉体接触不良，从而降低导电橡胶的屏蔽效能；2）铝镀银导电橡胶在盐雾环境中会出现明显的化学腐蚀，导致导电性下降，电磁屏蔽功能降低；3）高温环境中回弹性变差，从而影响密封性；4）在裁切和振动过程中容易掉渣，从而导致短路。
发明内容
本发明的目的是提供一种防潮、耐盐雾腐蚀导电橡胶及其制备方法，以本发明方法制备的导电橡胶具有显著的防潮、耐盐雾腐蚀效果，同时具有良好的防老化性能，且不易掉渣。
本发明提供的防潮、耐盐雾腐蚀导电橡胶由以下重量份的原料混炼制成：
捏炼硅橡胶　　　　　　100份；
铝镀银导电粉体　　　　285～310份；
复合偶联剂　　　　　　1.2～9份；
硫化剂　　　　　　　　1.5～3份。
其中，所述的复合偶联剂由氨基硅烷偶联剂KH-550、环氧基硅烷偶联剂KH-560、叠氮基硅烷偶联剂S-3046混合得到，三种偶联剂的比例为1︰0.5～1︰0.2～0.6。
进一步地，所述的硫化剂既可以使用有机过氧化硫化剂如双二四、双二五等，也可以使用AB双组份铂金硫化剂。
本发明中，所述捏炼硅橡胶优选为甲基乙烯基捏炼硅橡胶，硬度邵A30。
本发明上述防潮、耐盐雾腐蚀导电橡胶的制备方法具体包括以下步骤：
1）将氨基硅烷偶联剂KH-550、环氧基硅烷偶联剂KH-560、叠氮基硅烷偶联剂S-3046按照1︰0.5～1︰0.2～0.6的重量比混合后，均匀分散于95%乙醇水溶液中；
2）按照所述重量份数，将铝镀银导电粉体加入上述复合偶联剂溶液中，搅拌0.5～1小时，真空干燥得到复合偶联剂包覆的导电粉体；
3）采用开放式双辊炼胶机，将捏炼硅橡胶加到辊筒上，包辊后按照所述重量份加入复合偶联剂包覆的导电粉体混炼30分钟，薄通10次，加入所述重量份的硫化剂，再混炼薄通10次；
4）混炼料下卷下片，平板硫化机上15MPa、170℃硫化15分钟；再于烘箱中200℃硫化240分钟。
本发明意外发现，采用本发明复合偶联剂对铝镀银导电粉体进行表面包覆处理后，不仅实现了导电粉体与周围环境的物理隔离，达到了导电粉体防老化的效果，更为重要的是使得导电橡胶的防潮、耐盐雾腐蚀性能得到了显著改善。这是由于本发明将三种硅烷偶联剂配合使用，偶联剂在导电粉体表面形成一层致密的网状疏水膜，这种膜表面有能够与硅橡胶起反应的有机官能团，增强了导电橡胶表面的致密度，水气及盐雾不易渗透进导电橡胶内部，因此会提高导电橡胶的防潮隔湿和防盐雾腐蚀性能。同时，本发明复合偶联剂的使用，进一步加强了导电粉体与硅橡胶基材间的有机融合，使导电橡胶致密度增加，提高了导电橡胶的力学性能和电磁屏蔽性能，并解决了导电粉体的掉渣缺陷。
经权威机构测试，本发明的导电橡胶与市售普通导电橡胶比较，抗拉强度和抗撕裂强度大幅度提高，体电阻率降低，具有良好的电磁屏蔽性能和力学性能，同时防老化、抗盐雾腐蚀性能显著改善，防潮性能、防霉菌性能提高，结构紧致，不掉渣。
具体实施方式
实施例1
取KH-550 1g、KH-560 1g、S-3046 0.5g混合，均匀分散于500mL95%乙醇水溶液中配成偶联剂溶液。向溶液中加入500g铝镀银导电粉体，搅拌0.5小时，0.09MPa、95℃下真空干燥2小时，得到复合偶联剂包覆的导电粉体。
将170g甲基乙烯基捏炼硅橡胶加到开放式双辊炼胶机辊筒上，包辊后加入500g复合偶联剂包覆的导电粉体，混炼30分钟，薄通10次，加入3.5g硫化剂双二五，再混炼薄通10次。混炼料下卷下片，平板硫化机上15MPa、170℃硫化15分钟，烘箱中200℃硫化240分钟，模压成型制成导电橡胶。
对制备的导电橡胶各项性能进行测试，并与普通铝镀银导电橡胶（下称对照品）性能进行比较。
防潮特性：依据GJB360B方法106进行湿热交变试验，50℃、95%RH下连续进行10天后，体电阻率由0.006Ω·cm变成0.007Ω·cm，仍小于0.008Ω·cm。对照品在同样条件下进行4天后，体电阻率已经大于0.008Ω·cm。
防盐雾特性：依据GJB360B方法101进行盐雾试验，连续喷雾96小时，导电橡胶没有明显的盐蚀。对照品同样条件下48小时即出现严重的盐蚀现象。
防热老化特性：依据SJ20673进行热老化试验，烘箱中160℃连续放置1000小时，体电阻率小于0.008Ω·cm。对照品的最高使用温度仅为125℃。
高温永久变形：依据GB7759进行，以压缩永久变形器夹持，160℃烘箱中放置72小时，压缩永久变形小于10%。对照品同样条件下压缩永久变形25%。
力学性能：依据GB/T528进行，撕裂强度3.8KN/m。对照品在同样测试条件下仅为1.5KN/m。
掉渣现象：观察导电橡胶裁切面，掉渣现象明显改观。
实施例2
取KH-550 3g、KH-560 3g、S-3046 2.5g混合，均匀分散于500mL95%乙醇水溶液中配成偶联剂溶液。向溶液中加入500g铝镀银导电粉体，搅拌0.5小时，0.09MPa、95℃下真空干燥2小时，得到复合偶联剂包覆的导电粉体。
将153g甲基乙烯基捏炼硅橡胶加到开放式双辊炼胶机辊筒上，包辊后加入452g复合偶联剂包覆的导电粉体，混炼30分钟后，将以上混合物再分成两份分别混炼，分别薄通10次，其中一份加入2.5g铂金硫化剂组分A，另一份加入1g铂金硫化剂组分B，再分别混炼薄通10次。
把两份混炼到一起，混炼料下卷下片，平板硫化机上15MPa、170℃硫化15分钟，烘箱中200℃硫化240分钟，模压成型制成导电橡胶。
产品性能指标测试结果如下：防潮特性：50℃、95%RH下连续进行10天，体电阻率由0.0058Ω·cm变成0.0061Ω·cm，小于0.008Ω·cm。防盐雾特性：连续喷雾96小时没有明显的盐蚀。防热老化特性：烘箱中160℃连续放置1000小时，体电阻率小于0.008Ω·cm。高温永久变形：160℃烘箱中放置72小时，压缩永久变形小于6%。力学性能：撕裂强度大于4.6KN/m。掉渣现象：观察导电橡胶裁切面，掉渣现象明显改观。

Claims (4)

1.一种防潮、耐盐雾腐蚀导电橡胶，由以下重量份的原料混炼制成：
捏炼硅橡胶　　　　　　100份；
铝镀银导电粉体　　　　285～310份；
复合偶联剂　　　　　　1.2～9份；
硫化剂　　　　　　　　1.5～3份；
其中，所述的复合偶联剂由氨基硅烷偶联剂KH-550、环氧基硅烷偶联剂KH-560、叠氮基硅烷偶联剂S-3046混合得到，三种偶联剂的比例为1︰0.5～1︰0.2～0.6。
2.根据权利要求1所述的导电橡胶，其特征是所述硫化剂为有机过氧化硫化剂或双组份铂金硫化剂。
3.根据权利要求1所述的导电橡胶，其特征是所述捏炼硅橡胶为甲基乙烯基捏炼硅橡胶。
4.权利要求1导电橡胶的制备方法，包括以下步骤：
1）将氨基硅烷偶联剂KH-550、环氧基硅烷偶联剂KH-560、叠氮基硅烷偶联剂S-3046按照1︰0.5～1︰0.2～0.6的重量比混合后，均匀分散于95%乙醇水溶液中；
2）按照所述重量份数，将铝镀银导电粉体加入上述复合偶联剂溶液中，搅拌0.5～1小时，真空干燥得到复合偶联剂包覆的导电粉体；
3）采用开放式双辊炼胶机，将捏炼硅橡胶加到辊筒上，包辊后按照所述重量份加入复合偶联剂包覆的导电粉体混炼30分钟，薄通10次，加入所述重量份的硫化剂，再混炼薄通10次；
4）混炼料下卷下片，平板硫化机上15MPa、170℃硫化15分钟；再于烘箱中200℃硫化240分钟。
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