CN105694470A

CN105694470A - 一种电磁屏蔽材料制备方法、制品及电磁屏蔽按键终端

Info

Publication number: CN105694470A
Application number: CN201610089955.8A
Authority: CN
Inventors: 莫镇威
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-02-17
Filing date: 2016-02-17
Publication date: 2016-06-22

Abstract

本发明公开了一种电磁屏蔽材料制备方法，包括如下步骤：1)预备如下重量份数比的组分：硅橡胶70～80；聚四氟乙烯20～30；纳米级石墨粉2～3；固化剂～2；热稳定剂1～2；2)形成熔融状态的均匀渗透有纳米级石墨微粒的复合橡胶混合物；3)将步骤2)中的复合橡胶混合物注入成型模具的模腔中，并将金属丝网完全包覆在内部；4)在负压环境下，通过振动器对成型模具进行振动，将内部的气泡排除干净；5)高压低温，快速冷却固化，得到电磁屏蔽材料半成品；6)将电磁屏蔽材料半成品再次加热熔融，高压常温自然冷却固化，得到电磁屏蔽材料。本发明还公开了上述方法制备的电磁屏蔽材料及相应的电磁屏蔽密封垫，以及采用电磁屏蔽密封垫的电磁屏蔽按键终端。

Description

一种电磁屏蔽材料制备方法、制品及电磁屏蔽按键终端

技术领域

本发明涉及按键终端，特别涉及一种电磁屏蔽按键终端。

背景技术

传统的电磁屏蔽橡胶材料，特别是做垫圈、垫片类的电磁屏蔽橡胶材料，其制备工艺复杂，生产成本高昂，而且电磁屏蔽性能也不尽理想。现在的电子产品，特别是设有按键的终端类电子产品，需要用到大量的电磁屏蔽材料，因此，有必要开发一种，生产工艺简单，电磁屏蔽效果良好的，可用于做垫圈垫片的电磁屏蔽橡胶类产品。另外，传统的按键终端，采用硅橡胶按键，相互独立的按键，安装在盖体表面，开口较多，易引起电磁泄漏，降低屏蔽效能。因为孔缝对电磁波的衰减与干扰波波长及孔缝尺寸有关，一般应使孔洞的尺寸远小于电磁波的波长，只要孔缝的直径足够小，就能够达到所要求的屏蔽效能，所以很多按键终端会把按键做得很小，尽量减少电磁泄露，但一般按键的大小、排列应符合人们的操作习惯，按键太小使用不方便。而且，哪怕把按键做得再小，依然是存在缝隙的，不知按键与壳体之间存在缝隙，其他地方也会存在缝隙，电磁泄露问题依然存在。

发明内容

针对上述不足，本发明的目的在于，提供一种电磁屏蔽材料制备方法，其工艺简单，金属丝网配合游离式导电微粒，电磁屏蔽效果好，且能够大幅度降低垫圈垫片类电磁屏蔽橡胶材料的成本。本发明还提供了相应的电磁屏蔽橡胶材料，该材料做成的电磁屏蔽密封垫，以及采用该电磁屏蔽密封垫的电磁屏蔽按键终端。

本发明采用的技术方案为：一种电磁屏蔽材料制备方法，包括如下步骤：

1)预备如下重量份数比的组分：

其中，所述硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶；所述固化剂为三甲基六亚甲基二胺；所述热稳定剂为环氧脂肪酸甲酯。

2)将硅橡胶、聚四氟乙烯加热熔融后(温度可以根据实际情况进行控制，只要达到熔融效果即可，一般优选300℃以上)，加入纳米级石墨粉，在高速搅拌的作用下搅拌10～20min，使其均匀混合、分散；再加入固化剂、热稳定剂，同样进行搅拌，使其分散均匀，形成熔融状态的均匀渗透有纳米级石墨微粒的复合橡胶混合物。

3)预备成型模具(一般包括定模，定模上设有模腔，对应模腔有动模，动模对模腔内的物料有一定的挤压作用，当然，由于主要是冷却定型，该动模可有可无)，在该成型模具的模腔中预先放入由金属丝纵横交错编制而成的金属丝网；将步骤2)中的复合橡胶混合物注入成型模具的模腔中，并将金属丝网完全包覆在内部；所述金属丝的直径为50～200μm。

4)在负压环境下，通过振动器对成型模具进行振动，振动频率150～200HZ/S，振动幅度1～2mm，将内部的气泡排除干净；所述负压环境为抽真空设备形成的真空环境。

5)在2～3个大气压的正压环境及0～10℃的低温环境下，快速冷却固化，得到电磁屏蔽材料半成品；高压环境可以由工业高压设备获得，如高压炉、高压箱等。

6)将电磁屏蔽材料半成品再次加热熔融(温度可以根据实际情况进行控制，只要达到熔融效果即可，一般优选300℃以上)，在2～3个大气压的正压环境，自然固化后，得到电磁屏蔽材料。

一种采用所述方法制备的电磁屏蔽材料；其厚度在2～5mm之间。

一种采用所述电磁屏蔽材料制备的电磁屏蔽密封垫，包括密封垫本体、均匀渗透在密封垫本体中的导电微粒及包覆在密封垫本体内部的金属丝网，其中，所述导电微粒为纳米级石墨微粒，所述密封垫本体的厚度在2～5mm之间。

一种采用所述电磁屏蔽密封垫的电磁屏蔽按键终端，包括底座、盖体及按键装置，所述按键装置包括电路板及设于电路板上的按键板，所述按键板的按压部凸出盖体上表面；还包括屏蔽罩，该屏蔽罩设于盖体内部，并将电路板罩住，所述屏蔽罩与电路板之间设有散热片，所述散热片表面包覆有导热绝缘涂层，所述散热片呈波浪形折叠设置，上侧与电路板相接触，下侧与屏蔽罩相接触；所述屏蔽罩为横截面呈U形的铝合金构件，其边缘部通过螺丝与盖体固定连接，所述屏蔽罩边缘部与盖体之间设有电磁屏蔽密封垫。

进一步，所述按键板为为由外层柔性硅橡胶层包覆内层柔性铝箔层或内层柔性金属丝网层而成的双层结构。

进一步，所述散热片设有若干条形通孔。

本发明具有以下优点：电磁屏蔽材料制备方法，工艺步骤科学合理，能够在保证电磁屏蔽性能的同时，大幅度降低生产成本。加入导电微粒和金属丝网，具有良好的电接触性能，确保电磁屏蔽效果。先高压低温速冷却定型，再次熔融后，再高压常温自然冷却定型，二次复合式的熔融及固化，最后形成性能优越的垫片材料，韧性佳，耐弯折，耐疲劳，适应温度宽(零下至上百摄氏度都不影响性能)。这种材料制备的电磁屏蔽密封垫，性价比高，特别适用于电子产品接缝的密封。另外，本发明中的电磁屏蔽按键终端具有以下优点：1.一体化的按键板替代传统的独立按键，完全避免按键缝隙，增加电磁屏蔽效果。2.按键板采用专门设计的带电磁屏蔽性能的双层结构硅橡胶，效果更佳。3.设置屏蔽罩，进一步从内部减少电磁泄漏，而且，屏蔽罩和盖体之间的接缝处的接触很难连续，屏蔽效能大受影响，为保证接缝的连续密封性，设置了专门设计的带导电微粒和金属丝网的导电橡胶密封垫，具有良好的电接触性能，能有效地控制该处缝隙电磁泄漏。4.由于增加了屏蔽罩，会导致散热性能严重降低，因此在散热罩内设计了带导热绝缘涂层的散热片，避免散热不良的问题。

下面结合附图说明与具体实施方式，对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本实施例的整体结构示意图；

图2为电磁屏蔽密封垫的结构示意图；

图3为电磁屏蔽材料的电磁屏蔽效能测试图；

图中：底座1；盖体2；电路板3；按键板4；按压部5；屏蔽罩6；散热片7；电磁屏蔽密封垫8；密封垫本体9；导电微粒10；金属丝网11。

具体实施方式

实施例1

一种电磁屏蔽材料制备方法，包括如下步骤：

1)预备如下重量份数比的组分：

2)将硅橡胶、聚四氟乙烯加热熔融后，加入纳米级石墨粉，在高速搅拌的作用下搅拌10～20min，使其均匀混合、分散；再加入固化剂、热稳定剂，同样进行搅拌，使其分散均匀，形成熔融状态的均匀渗透有纳米级石墨微粒的复合橡胶混合物。

6)将电磁屏蔽材料半成品再次加热熔融，在2～3个大气压的正压环境，自然固化后，得到电磁屏蔽材料。

参见图2，一种采用所述电磁屏蔽材料制备的电磁屏蔽密封垫，包括密封垫本9、均匀渗透在密封垫本体9中的导电微粒10及包覆在密封垫本体9内部的金属丝网11，其中，所述导电微粒10为纳米级石墨微粒，所述密封垫本体9的厚度在2～5mm之间。

参见图1至2，本实施例所提供的采用所述电磁屏蔽密封垫的电磁屏蔽按键终端，包括底座1、盖体2及按键装置，所述按键装置包括电路板3及设于电路板3上的按键板4，所述按键板4的按压部5凸出盖体2上表面，还包括屏蔽罩6，该屏蔽罩6设于盖体2内部，并将电路板3罩住，所述屏蔽罩6与电路板3之间设有散热片7，所述散热片7表面包覆有导热绝缘涂层，所述散热片7呈波浪形折叠设置，上侧与电路板3相接触，下侧与屏蔽罩6相接触。所述散热片7设有若干条形通孔。所述导热绝缘涂层是市面上常见的导热绝缘涂料形成，或者采用现有的导热绝缘涂料制备方法制备涂料后涂设形成。所述按键板4为双层结构，外层为硅橡胶层，内层为铝箔层或金属丝网层。所述按键板4为由柔性硅橡胶层包覆柔性铝箔层或柔性金属丝网层而成的双层结构。由于铝箔层或金属丝网层皆为超薄的柔性层，因此不影响按键板的成型以及按键的按压性能。所述屏蔽罩6为横截面呈U形的铝合金构件(铝型材)，其边缘部通过螺丝与盖体2固定连接。所述屏蔽罩6边缘部与盖体2之间设有电磁屏蔽密封垫8。所述电磁屏蔽密封垫8为金属丝网夹芯型导电橡胶密封垫；该导电橡胶密封垫包括密封垫本体9、均匀渗透在密封垫本体9中的导电微粒10及包覆在密封垫本体9内部的金属丝网11。优选地，所述导电微粒10为纳米级石墨微粒。

实施例2

实施例2与实施例1基本相同，其不同之处在于：

一种电磁屏蔽材料制备方法，包括如下步骤：

1)预备如下重量份数比的组分：

2)将硅橡胶、聚四氟乙烯加热熔融后，加入纳米级石墨粉，在高速搅拌的作用下搅拌10min，使其均匀混合、分散；再加入固化剂、热稳定剂，同样进行搅拌，使其分散均匀，形成熔融状态的均匀渗透有纳米级石墨微粒的复合橡胶混合物。

3)预备成型模具，在该成型模具的模腔中预先放入由金属丝纵横交错编制而成的金属丝网；将步骤2)中的复合橡胶混合物注入成型模具的模腔中，并将金属丝网完全包覆在内部；所述金属丝的直径为50μm。

4)在负压环境下，通过振动器对成型模具进行振动，振动频率150HZ/S，振动幅度1mm，将内部的气泡排除干净；所述负压环境为抽真空设备形成的真空环境。

5)在2个大气压的正压环境及0℃的低温环境下，快速冷却固化，得到电磁屏蔽材料半成品；高压环境可以由工业高压设备获得，如高压炉、高压箱等。

6)将电磁屏蔽材料半成品再次加热熔融，在2个大气压的正压环境，自然固化后，得到电磁屏蔽材料。

实施例3

实施例3与实施例1基本相同，其不同之处在于：

一种电磁屏蔽材料制备方法，包括如下步骤：

1)预备如下重量份数比的组分：

3)预备成型模具，在该成型模具的模腔中预先放入由金属丝纵横交错编制而成的金属丝网；将步骤2)中的复合橡胶混合物注入成型模具的模腔中，并将金属丝网完全包覆在内部；所述金属丝的直径为200μm。

4)在负压环境下，通过振动器对成型模具进行振动，振动频率200HZ/S，振动幅度2mm，将内部的气泡排除干净；所述负压环境为抽真空设备形成的真空环境。

5)在3个大气压的正压环境及10℃的低温环境下，快速冷却固化，得到电磁屏蔽材料半成品；高压环境可以由工业高压设备获得，如高压炉、高压箱等。

6)将电磁屏蔽材料半成品再次加热熔融，在3个大气压的正压环境，自然固化后，得到电磁屏蔽材料

实施例4与实施例1基本相同，其不同之处在于：

一种电磁屏蔽材料制备方法，包括如下步骤：

1)预备如下重量份数比的组分：

2)将硅橡胶、聚四氟乙烯加热熔融后，加入纳米级石墨粉，在高速搅拌的作用下搅拌15min，使其均匀混合、分散；再加入固化剂、热稳定剂，同样进行搅拌，使其分散均匀，形成熔融状态的均匀渗透有纳米级石墨微粒的复合橡胶混合物。

3)预备成型模具，在该成型模具的模腔中预先放入由金属丝纵横交错编制而成的金属丝网；将步骤2)中的复合橡胶混合物注入成型模具的模腔中，并将金属丝网完全包覆在内部；所述金属丝的直径为100μm。

4)在负压环境下，通过振动器对成型模具进行振动，振动频率180HZ/S，振动幅度1.5mm，将内部的气泡排除干净；所述负压环境为抽真空设备形成的真空环境。

5)在2.5个大气压的正压环境及5℃的低温环境下，快速冷却固化，得到电磁屏蔽材料半成品；高压环境可以由工业高压设备获得，如高压炉、高压箱等。

6)将电磁屏蔽材料半成品再次加热熔融，在2.5个大气压的正压环境，自然固化后，得到电磁屏蔽材料。

参见附图3，抽取其中一个电磁屏蔽材料样品进行屏蔽效能测试。由图分析可得，在频率0.03GHz～18GHz的频率范围内，屏蔽效能皆高于60dB，在某些频率如0.15GHz屏蔽效能甚至还超过了100dB。可见其电磁屏蔽效能优异。

本发明并不限于上述实施方式，采用与本发明上述实施例相同或近似的技术特征，而得到的其他一种电磁屏蔽材料制备方法、制品及电磁屏蔽按键终端，均在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种电磁屏蔽材料制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)预备如下重量份数比的组分：

其中，所述硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶；所述固化剂为三甲基六亚甲基二胺；所述热稳定剂为环氧脂肪酸甲酯；

2)将硅橡胶、聚四氟乙烯加热熔融后，加入纳米级石墨粉，在高速搅拌的作用下搅拌10～20min，使其均匀混合、分散；再加入固化剂、热稳定剂，同样进行搅拌，使其分散均匀，形成熔融状态的均匀渗透有纳米级石墨微粒的复合橡胶混合物；

3)预备成型模具，在该成型模具的模腔中预先放入由金属丝纵横交错编制而成的金属丝网；将步骤2)中的复合橡胶混合物注入成型模具的模腔中，并将金属丝网完全包覆在内部；

4)在负压环境下，通过振动器对成型模具进行振动，振动频率150～200HZ/S，振动幅度1～2mm，将内部的气泡排除干净；

5)在2～3个大气压的正压环境及0～10℃的低温环境下，快速冷却固化，得到电磁屏蔽材料半成品；

2.根据权利要求1所述的电磁屏蔽材料制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述金属丝的直径为50～200μm。

3.根据权利要求1所述的电磁屏蔽材料制备方法，其特征在于，步骤4)中，所述负压环境为抽真空设备形成的真空环境。

4.一种采用权利要求1至3之一所述方法制备的电磁屏蔽材料。

5.根据权利要求4所述的电磁屏蔽材料，其特征在于，其厚度在2～5mm之间。

6.一种采用权利要求5所述电磁屏蔽材料制备的电磁屏蔽密封垫，其特征在于，包括密封垫本体、均匀渗透在密封垫本体中的导电微粒及包覆在密封垫本体内部的金属丝网，其中，所述导电微粒为纳米级石墨微粒，所述密封垫本体的厚度在2～5mm之间。

7.一种采用权利要求6所述电磁屏蔽密封垫的电磁屏蔽按键终端，包括底座、盖体及按键装置，所述按键装置包括电路板及设于电路板上的按键板，所述按键板的按压部凸出盖体上表面，其特征在于，还包括屏蔽罩，该屏蔽罩设于盖体内部，并将电路板罩住，所述屏蔽罩与电路板之间设有散热片，所述散热片表面包覆有导热绝缘涂层，所述散热片呈波浪形折叠设置，上侧与电路板相接触，下侧与屏蔽罩相接触；所述屏蔽罩为横截面呈U形的铝合金构件，其边缘部通过螺丝与盖体固定连接，所述屏蔽罩边缘部与盖体之间设有电磁屏蔽密封垫。

8.根据权利要求7所述的电磁屏蔽按键终端，其特征在于，所述按键板为为由外层柔性硅橡胶层包覆内层柔性铝箔层或内层柔性金属丝网层而成的双层结构。

9.根据权利要求7所述的电磁屏蔽按键终端，其特征在于，所述散热片设有若干条形通孔。