CN107936343A - 一种电磁屏蔽橡胶材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电磁屏蔽橡胶材料，在橡胶基体中均匀分布着导电材料，按质量份数，所述电磁屏蔽橡胶材料的组成成分如下：橡胶基体100份、炭黑20～30份、镀镍碳纳米管20～55份、金属粉体5～15份、硫磺2～4份、硫化剂DCP 1～3份、促进剂TMTD 1～2份、促进剂CZ 1～2份、偶联剂KH‑570 2～5份、羟基硅油1～2份、增塑剂DBP 2～4份、分散剂2～5份、防老剂TK‑100 0.5～1份、防老剂TK‑101 0.5～1份。本发明力学性能、机械性能优良，导电导热性能佳，电磁屏蔽效能高，成本适中，具有优异的综合品质。

Description

一种电磁屏蔽橡胶材料
技术领域
本发明属于橡胶制造领域，特别涉及一种电磁屏蔽橡胶材料。
背景技术
随着科技进步日益进入人类的生活，各类电子设备的越来越广泛的应用，电磁干扰、电磁信息泄露、环境电磁污染等问题也越来越突出，已经成为当前社会迫切需要解决的一个问题。通过电磁屏蔽手段可有效控制电磁辐射，减小电磁污染。传统的屏蔽材料为金属板、金属丝网等，但随着高分子材料的发展和工业生产的发展，电磁屏蔽橡胶成为一种新型的电磁防护材料，电磁屏蔽橡胶在确保电磁屏蔽的同时，进一步有效提高导热性，保持橡胶材料的高阻尼特征已成为重要的产品特征。
现有技术中的电磁屏蔽橡胶，有的是在有机硅橡胶基体内填加导电、导磁介质而制成的，所述的导电、导磁介质包括银粉、镍粉、磁粉，这样保证了有机硅橡胶原有的耐环境性能、力学性能，又能满足宽频段、高屏蔽效能的抗干扰和电磁屏蔽性能要求，但由于使用了大量的银粉和镍粉，使材料的成本大大提高。
也有的现有技术提出使用镀镍玻璃纤维或者镀镍二氧化硅，以减少金属粉体的填充量，但不可避免带来的是导电导热性的降低。
怎样能够创造出一种成本适中、导电导热性能佳的电磁屏蔽橡胶材料，已成为业内研究的重点。
发明内容
本发明即是针对以上问题所作出的一种电磁屏蔽橡胶材料。
为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种电磁屏蔽橡胶材料，在橡胶基体中均匀分布着导电材料，按质量份数，所述电磁屏蔽橡胶材料组成成分如下：橡胶基体100份、炭黑20～30份、镀镍碳纳米管20～55份、金属粉体5～15份、硫磺2～4份、硫化剂DCP 1～3份、促进剂TMTD 1～2份、促进剂CZ 1～2份、偶联剂KH-570 2～5份、羟基硅油1～2份、增塑剂DBP 2～4份、分散剂2～5份、防老剂TK-100 0.5～1份、防老剂TK-101 0.5～1份。
优选的，所述电磁屏蔽橡胶材料，组成成分如下：橡胶基体100份、炭黑20份、镀镍碳纳米管30份、金属粉体5份、硫磺2份、硫化剂DCP 1份、促进剂TMTD 1份、促进剂CZ 1份、偶联剂KH-570 2份、羟基硅油1份、增塑剂DBP 2份、分散剂2份、0.5份防老剂TK-100、0.5份防老剂TK-101。
优选的，所述电磁屏蔽橡胶材料，组成成分如下：橡胶基体100份、炭黑30份、镀镍碳纳米管55份、金属粉体15份、硫磺4份、硫化剂DCP 3份、促进剂TMTD 2份、促进剂CZ 2份、偶联剂KH-570 5份、羟基硅油2份、增塑剂DBP 4份、分散剂5份、0.5份防老剂TK-100、1份防老剂TK-101。
优选的，所述电磁屏蔽橡胶材料，组成成分如下：橡胶基体100份、炭黑25份、镀镍碳纳米管40份、金属粉体10份、硫磺3份、硫化剂DCP 2份、促进剂TMTD 1份、促进剂CZ 1份、偶联剂KH-570 3份、羟基硅油1份、增塑剂DBP 3份、分散剂3份、1份防老剂TK-100、0.5份防老剂TK-101。
优选的，所述橡胶基体为改性硅橡胶、聚乙烯、丙烯酸酯橡胶的混合物，三者混合的比例在3～4∶4～5∶1～3之间。
优选的，所述改性硅橡胶为乙烯基苯封端的聚二甲基硅氧烷。
优选的，所述聚乙烯是低密度聚乙烯。
优选的，所述金属粉体为镀银铜粉、不锈钢粉的混合，混合比例为2～4∶6～8。
改性硅橡胶，尤其是乙烯基苯封端的聚二甲基硅氧烷，与聚乙烯、丙烯酸酯橡胶的并用，能够得到低成本高性能的橡胶基体，邵氏硬度、拉伸强度等机械性能优良。
镀镍碳纳米管与镀银铜粉、不锈钢粉的配搭使用，使导电填料具有复合电磁功能，在宽频段内具有较大磁损耗，可满足宽波段内电磁屏蔽要求，而且还能够提高镀镍碳纳米管在橡胶基体中的亲和性和分散性。
本发明采用乙烯基苯封端的聚二甲基硅氧烷、低密度聚乙烯、丙烯酸酯橡胶的混用，使得橡胶基体具有良好的拉伸强度、断裂伸长率等力学性能，还兼具良好的耐高温性和耐油性。镀镍碳纳米管与镀银铜粉、不锈钢粉作为导电材料加入橡胶基体中，不仅能使橡胶材料具有优良的电导和热导性能，而且还能改善复合橡胶材料的力学性能，具有质量轻、强度高、韧性强等优点。此外，由于较少使用贵金属，本发明的成本也大幅降低。因此，本发明力学性能、机械性能优良，导电导热性能佳，电磁屏蔽效能高，成本适中，具有优异的综合品质。
具体实施方式
下面将结合实例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种电磁屏蔽橡胶材料，在橡胶基体中均匀分布着导电材料，按质量份数，所述电磁屏蔽橡胶材料组成成分如下：橡胶基体100份、炭黑20～30份、镀镍碳纳米管20～55份、金属粉体5～15份、硫磺2～4份、硫化剂DCP 1～3份、促进剂TMTD 1～2份、促进剂CZ 1～2份、偶联剂KH-570 2～5份、羟基硅油1～2份、增塑剂DBP 2～4份、分散剂2～5份、防老剂TK-1000.5～1份、防老剂TK-101 0.5～1份。
优选的，所述电磁屏蔽橡胶材料，组成成分如下：橡胶基体100份、炭黑20份、镀镍碳纳米管30份、金属粉体5份、硫磺2份、硫化剂DCP 1份、促进剂TMTD 1份、促进剂CZ 1份、偶联剂KH-570 2份、羟基硅油1份、增塑剂DBP 2份、分散剂2份、防老剂TK-100 0.5份、防老剂TK-101 0.5份。
优选的，所述电磁屏蔽橡胶材料，组成成分如下：橡胶基体100份、炭黑30份、镀镍碳纳米管55份、金属粉体15份、硫磺4份、硫化剂DCP 3份、促进剂TMTD 2份、促进剂CZ 2份、偶联剂KH-570 5份、羟基硅油2份、增塑剂DBP 4份、分散剂5份、0.5份防老剂TK-100、1份防老剂TK-101。
优选的，所述电磁屏蔽橡胶材料，组成成分如下：橡胶基体100份、炭黑25份、镀镍碳纳米管40份、金属粉体10份、硫磺3份、硫化剂DCP 2份、促进剂TMTD 1份、促进剂CZ 1份、偶联剂KH-570 3份、羟基硅油1份、增塑剂DBP 3份、分散剂3份、1份防老剂TK-100、0.5份防老剂TK-101。
优选的，所述橡胶基体为改性硅橡胶、聚乙烯、丙烯酸酯橡胶的混合物，三者混合的比例在3～4∶4～5∶1～3之间。
优选的，所述改性硅橡胶为乙烯基苯封端的聚二甲基硅氧烷。
优选的，所述聚乙烯是低密度聚乙烯。
优选的，所述金属粉体为镀银铜粉、不锈钢粉的混合，混合比例为2～4∶6～8。
在本发明的一种实施方式中，电磁屏蔽橡胶材料，组成成分如下：橡胶基体100份、炭黑20份、镀镍碳纳米管30份、金属粉体5份、硫磺2份、硫化剂DCP 1份、促进剂TMTD 1份、促进剂CZ 1份、偶联剂KH-570 2份、羟基硅油1份、增塑剂DBP 2份、分散剂2份、防老剂TK-1000.5份、防老剂TK-101 0.5份。
本实施方式中，所述橡胶基体为乙烯基苯封端的聚二甲基硅氧烷、低密度聚乙烯、丙烯酸酯橡胶的混合物，三者混合的比例为3∶4∶3。
所述金属粉体为镀银铜粉、不锈钢粉的混合，混合比例为2∶8。
本实施方式的制备步骤如下：
(1)将镀镍碳纳米管分散于强酸溶液中，超声处理2小时后烘干；
(2)将金属粉体分散于乙醇中，超声处理2小时后烘干；
(3)将镀镍碳纳米管、金属粉体与硅橡胶、低密度聚乙烯、丙烯酸酯橡胶混合均匀，再混入羟基硅油、促进剂TMTD、促进剂CZ、增塑剂DBP、分散剂在开炼机上混炼，然后再加入偶联剂KH-570、炭黑进行混炼，最后加入防老剂TK-100、防老剂TK-101、硫化剂DCP、硫磺制得电磁屏蔽橡胶材料。
本实施方式的制品，物理性能测试结果为：邵氏硬度71.5，拉伸强度7.5MPa，断裂伸长率290％，电磁屏蔽效能75dB。力学性能依据GB6037进行拉伸强度测试，依据GB/T528进行撕裂强度测试。电磁屏蔽效能依据GJB6190进行测试。
在本发明的另一种实施方式中，所述电磁屏蔽橡胶材料，组成成分如下：橡胶基体100份、炭黑30份、镀镍碳纳米管55份、金属粉体15份、硫磺4份、硫化剂DCP 3份、促进剂TMTD2份、促进剂CZ 2份、偶联剂KH-570 5份、羟基硅油2份、增塑剂DBP 4份、分散剂5份、0.5份防老剂TK-100、1份防老剂TK-101。
本实施方式中，所述橡胶基体为乙烯基苯封端的聚二甲基硅氧烷、低密度聚乙烯、丙烯酸酯橡胶的混合物，三者混合的比例为4∶4∶2。
所述金属粉体为镀银铜粉、不锈钢粉的混合，混合比例为4∶6。
本实施方式的制品，物理性能测试结果为：邵氏硬度67.5，拉伸强度6.5MPa，断裂伸长率300％，电磁屏蔽效能69dB。力学性能依据GB6037进行拉伸强度测试，依据GB/T528进行撕裂强度测试。电磁屏蔽效能依据GJB6190进行测试。
在本发明的另一种实施方式中，所述电磁屏蔽橡胶材料，按质量份数，组成成分如下：橡胶基体100份、炭黑25份、镀镍碳纳米管40份、金属粉体10份、硫磺3份、硫化剂DCP 2份、促进剂TMTD 1份、促进剂CZ 1份、偶联剂KH-570 3份、羟基硅油1份、增塑剂DBP 3份、分散剂3份、1份防老剂TK-100、0.5份防老剂TK-101。
本实施方式中，所述橡胶基体为乙烯基苯封端的聚二甲基硅氧烷、低密度聚乙烯、丙烯酸酯橡胶的混合物，三者混合的比例为3∶5∶2。
所述金属粉体为镀银铜粉、不锈钢粉的混合，混合比例为3∶7。
本实施方式的制品，物理性能测试结果为：邵氏硬度65，拉伸强度8.0MPa，断裂伸长率260％，电磁屏蔽效能80dB。力学性能依据GB6037进行拉伸强度测试，依据GB/T528进行撕裂强度测试。电磁屏蔽效能依据GJB6190进行测试。
本发明采用乙烯基苯封端的聚二甲基硅氧烷、低密度聚乙烯、丙烯酸酯橡胶的混用，使得橡胶基体具有良好的拉伸强度、断裂伸长率等力学性能，还兼具良好的耐高温性和耐油性。镀镍碳纳米管与镀银铜粉、不锈钢粉作为导电材料加入橡胶基体中，不仅能使橡胶材料具有优良的电导和热导性能，而且还能改善复合橡胶材料的力学性能，具有质量轻、强度高、韧性强等优点。此外，由于较少使用贵金属，本发明的成本也大幅降低。因此，本发明力学性能、机械性能优良，导电导热性能佳，电磁屏蔽效能高，成本适中，具有优异的综合品质。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种电磁屏蔽橡胶材料，在橡胶基体中均匀分布着导电材料，其特征在于，按质量份数，所述电磁屏蔽橡胶材料的组成成分如下：橡胶基体100份、炭黑20～30份、镀镍碳纳米管20～55份、金属粉体5～15份、硫磺2～4份、硫化剂DCP 1～3份、促进剂TMTD 1～2份、促进剂CZ 1～2份、偶联剂KH-570 2～5份、羟基硅油1～2份、增塑剂DBP 2～4份、分散剂2～5份、防老剂TK-100 0.5～1份、防老剂TK-101 0.5～1份。
2.根据权利要求1所述的电磁屏蔽橡胶材料，其特征在于，所述电磁屏蔽橡胶材料，组成成分如下：橡胶基体100份、炭黑20份、镀镍碳纳米管30份、金属粉体5份、硫磺2份、硫化剂DCP 1份、促进剂TMTD 1份、促进剂CZ 1份、偶联剂KH-570 2份、羟基硅油1份、增塑剂DBP 2份、分散剂2份、0.5份防老剂TK-100、0.5份防老剂TK-101。
3.根据权利要求1所述的电磁屏蔽橡胶材料，其特征在于，所述电磁屏蔽橡胶材料，组成成分如下：橡胶基体100份、炭黑30份、镀镍碳纳米管55份、金属粉体15份、硫磺4份、硫化剂DCP 3份、促进剂TMTD 2份、促进剂CZ 2份、偶联剂KH-5705份、羟基硅油2份、增塑剂DBP 4份、分散剂5份、0.5份防老剂TK-100、1份防老剂TK-101。
4.根据权利要求1所述的电磁屏蔽橡胶材料，其特征在于，所述电磁屏蔽橡胶材料，按质量份数，组成成分如下：橡胶基体100份、炭黑25份、镀镍碳纳米管40份、金属粉体10份、硫磺3份、硫化剂DCP 2份、促进剂TMTD 1份、促进剂CZ 1份、偶联剂KH-5703份、羟基硅油1份、增塑剂DBP 3份、分散剂3份、1份防老剂TK-100、0.5份防老剂TK-101。
5.根据权利要求1～4任一所述的电磁屏蔽橡胶材料，其特征在于，所述橡胶基体为改性硅橡胶、聚乙烯、丙烯酸酯橡胶的混合物，三者混合的比例在3～4∶4～5∶1～3之间。
6.根据权利要求5所述的电磁屏蔽橡胶材料，其特征在于，所述改性硅橡胶为乙烯基苯封端的聚二甲基硅氧烷。
7.根据权利要求5所述的电磁屏蔽橡胶材料，其特征在于，所述聚乙烯是低密度聚乙烯。
8.根据权利要求1～4任一所述的电磁屏蔽橡胶材料，其特征在于，所述金属粉体为镀银铜粉、不锈钢粉的混合，混合比例为2～4∶6～8。
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