CN110294940A - 屏蔽衬垫及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种屏蔽衬垫及其制备方法，屏蔽衬垫包括以下质量份数的原料：含乙烯基聚硅氧烷5‑95份；导电填料1‑99份；补强填料0.5‑20份；耐热添加剂0.2‑20份；固化剂0.02‑15份；催化剂0.01‑5份；延迟剂0.001‑2份；偶联剂0.1‑5份；以及溶剂1‑95份。本发明的屏蔽衬垫，通过配方各原料及份数的调整，使其可通过涂覆、印刷等方式形成在载体上，可制得公差小且符合薄度要求的屏蔽衬垫，满足元器件发展而对屏蔽衬垫要求越薄的要求。

Description

屏蔽衬垫及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种屏蔽衬垫，尤其涉及一种屏蔽衬垫及其制备方法。
背景技术
随着电子技术的不断发展，元器件的尺寸越来越小，所需的屏蔽衬垫的厚度也越来越薄。
目前的屏蔽衬垫采用平板模压方法制成，存有以下不足：
1、模具问题。在打样及生产前必须先设计、加工一个足够尺寸的片材生产模具，这增加了模具的费用和设计、生产加工模具的时间；同时在生产时的拆、装模具都会不便且费时。
2、生产的屏蔽衬垫片材尺寸有限。平板模压机的加热平板的尺寸有限，现在常用的加热板尺寸(长、宽均)为600mm以内，如果加热板尺寸增大，不利于合模、打开及顶出模具，由此以现常用尺寸的加热板只能生产屏蔽衬垫尺寸在600mm以下的屏蔽衬垫片材。
3、厚度公差比较大，特别是薄的屏蔽衬垫；生产时因为平板模压机的加热板和模具都有公差，双重公差的叠加造成公差偏大。特别是0.5mm厚的屏蔽衬垫，因为公差大的原因几乎无法制备。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种实现薄化的屏蔽衬垫及其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种屏蔽衬垫，包括以下质量份数的原料：
优选地，所述含乙烯基聚硅氧烷的平均分子量是1000-1500000。
优选地，所述含乙烯基聚硅氧烷的一个分子中具有至少一个乙烯基基团。
优选地，所述含乙烯基聚硅氧烷的一个分子中含一个或者多个氟基团。
优选地，所述含乙烯基聚硅氧烷的一个分子中含一个或者多个苯环基团。
优选地，所述导电填料包括导电炭黑、碳纳米管、石墨烯、铝粉、铁粉、铜粉、银粉、镍包石墨、镍包铝、镍包银、银包铜、银包镍和银包铝中一种或多种。
优选地，所述补强填料包括白炭黑、炭黑、硅藻土、树脂和纤维中一种或多种。
优选地，所述耐热添加剂为金属氧化物；
所述固化剂为含氢硅油，含氢硅油为单个分子量上至少有两个或以上的氢原子，氢原子的质量百分含量为0.01％-10％；
所述延迟剂为3-甲基-1-丁炔-3醇、1-乙炔基-1-环己醇、马来酸乙酯和马来酸烯丙酯中一种或多种。
优选地，所述催化剂为铂金催化剂；
所述偶联剂为硅烷偶联剂；
所述溶剂为苯、甲苯、二甲苯、挥发性硅油、乙酸乙酯、乙醚、二元醇和三元醇中一种或多种。
本发明还提供一种屏蔽衬垫的制备方法，将所有原料按质量份数混合均匀后，涂覆或印刷在载体上，溶剂挥发后再经过交联固化形成具有预设厚度的屏蔽衬垫。
本发明的有益效果：通过配方各原料及份数的调整，使其可通过涂覆、印刷等方式形成在载体上，可制得公差小且符合薄度要求的屏蔽衬垫，满足元器件发展而对屏蔽衬垫要求越薄的要求。
本发明的屏蔽衬垫制备时不需模具，通过涂覆、印刷等方式形成在载体上，再经过交联固化获得，可获得成品的公差可控制在±0.005mm，且整体厚度可控制在0.5mm以内，在元器件等中的应用中更有优势。
具体实施方式
本发明的屏蔽衬垫，包括以下质量份数的原料：
其中，含乙烯基聚硅氧烷作为屏蔽衬垫的主体材料，为屏蔽衬垫提供弹性(可压缩变形)、强度等物理性能。该含乙烯基聚硅氧烷的平均分子量是1000-1500000。
作为选择，含乙烯基聚硅氧烷的一个分子中具有至少一个乙烯基基团，乙烯基基团可与固化剂如含氢硅油的氢键在一定温度下发生交联固化反应。和/或，含乙烯基聚硅氧烷的一个分子中含一个或者多个氟基团，可提高交联固化后材料的耐温性能。和/或，含乙烯基聚硅氧烷的一个分子中含一个或者多个苯环基团，可提高交联固化后材料的耐低温性性，可耐更低的温度如-90℃等。
在屏蔽衬垫中，导电填料的添加提供了导电性能，其可包括导电炭黑、碳纳米管、石墨烯、铝粉、铁粉、铜粉、银粉、镍包石墨、镍包铝、镍包银、银包铜、银包镍和银包铝中一种或多种粉料。
在屏蔽衬垫中，补强填料用于增加材料的交联固化后的强度，使其不易拉断、撕裂。作为选择，该补强填料可包括白炭黑、炭黑、硅藻土、树脂和纤维中一种或多种。
在屏蔽衬垫中，耐热添加剂用于提高材料的耐高温性，降低材料的高温裂解程度。耐热添加剂为金属氧化物，如三氧化二铁、氧化铈等。
本发明中，固化剂选用含氢硅油，提供氢键与含乙烯基聚硅氧烷的乙烯基基团在一定温度下发生交联固化反应。含氢硅油为单个分子量上至少有两个或以上的氢原子，氢原子的质量百分含量为0.01％-10％。
延迟剂用于在较低温度范围内降低交联固化反应，比如在原料混合过程中抑制发生交联反应。延迟剂可为3-甲基-1-丁炔-3醇、1-乙炔基-1-环己醇、马来酸乙酯和马来酸烯丙酯中一种或多种。
催化剂用于在达到交联固化温度时加快交联固化反应，提高效率。该催化剂为铂金催化剂。
偶联剂是一种多极性分子，一端为油性基团与乙烯基聚硅氧烷作用连接，一端为水性极团与导电填料作用连接，增加乙烯基聚硅氧烷与导电粉的结合作用。该偶联剂为硅烷偶联剂；
溶剂为苯、甲苯、二甲苯、挥发性硅油、乙酸乙酯、乙醚、二元醇和三元醇中一种或多种。
本发明的屏蔽衬垫的制备方法，如下：将所有原料按质量份数混合均匀后，涂覆或印刷在载体上，溶剂挥发后再经过交联固化形成具有预设厚度的屏蔽衬垫。
其中，混合后的原料在载体上的涂覆方式可以是刮涂、滚涂、喷涂等。混合后的原料在载体上后进行溶剂挥发，溶剂挥发后再通过交联形成屏蔽衬垫。挥发可以选择减压、加热、吹风等一种或多种方式。交联可以是加压、加热中的一种或多种。
载体可选择聚酯膜、聚酰胺膜、布或纤维等。制得屏蔽衬垫后，载体可以移除，也可以作为屏蔽衬垫的结构层。混合后的原料形成的混合物(或胶料)通过涂覆、印刷的方式形成在载体上，因此获得的屏蔽衬垫厚度可薄至0.5mm及以内。
为达到屏蔽衬垫预设厚度，可将混合后的原料在载体上涂覆或印刷多次。
具体地，本发明的屏蔽衬垫的制备时，按一定的加料顺序将原料加入混合设备，设定混合工艺参数，按照设定时间混合均匀。为避免混合过程的生热，致使混合物提前交联固化，混合设备边混合边冷却；或者，催化剂在最后加入，并且控制加料后的混合物的温度，以免提前交联。混合后形成的混合物的各原料均匀分布，没有原料悬浮或者沉淀。
根据混合物的黏度不同，采取不同的加料方式。黏度低时，可以采用电泵抽取，管道运输到涂覆装置；黏度较大时，采用气动或液压压盘挤出，较短管道运输到涂覆装置；黏度很大，呈面团状，可人工、小车运送到涂覆装置。
将混合物通过连续的刮涂、滚涂或者喷涂的方式，在载体(膜、布或者纤维)上形成一定厚度、宽度的未交联的混合物层。连接在涂覆装置后的传动带将涂覆好的载体和其上的混合物层一起运送溶剂挥发装置，通过负压、加温或鼓风，将混合物内的溶剂进行挥发，达到一定时间后，传动带继续承载着挥发后的混合物及载体进入加热装置，交联固化，经过一段时间，完成交联后，传动带带着交联好的混合物及其载体进行冷却，形成屏蔽衬垫，收卷。
下面以具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
将200g的平均分子量为5万的含乙烯基的长链聚二甲基硅氧烷，加入黏度为500CPS的含氢量1.5％(质量比)的含氢硅油4g、加入0.04g的1-乙炔基-1-环己醇延迟剂，按1200r/min的速度混合2min；混合后加入10g比表面积为200m2/g的气相法白炭黑、2g硅胶偶联剂KH-550、4g粒径为2微米的氧化铈并置于离心机的容器内，按1200r/min的速度进行混合，2min后停机，待离心机刚停止转动，再次启动，按1200r/min的速度再混合2min；加入200g的片状、D50＝8微米的银铜粉，同时加入90g的平均分子量为16的挥发性硅油，按800r/min的速度再混合2min，搅拌20s后，启动真空泵，抽真空-0.95MPa；加入剩余的200g片状、D50＝8微米的银铜粉，同时加入剩余的90g的平均分子量为16的挥发性硅油，按1200r/min的速度再混合2min，搅拌20s后，启动真空泵，抽真空-0.95MPa。将上述的混合物冷却至室温，最后加入含量为3000ppm的铂金催化剂，按800r/min的速度再混合2min，再次按800r/min的速度再混合2min，同时启动真空泵，抽真空-0.95MPa，混合好后获得胶料。
将胶料运输到逗号刮涂机旁，注入逗号刮涂机的储料槽内。
将50g/m2的氟素聚酯(PET)膜穿过逗号刮刀与相匹配的辊筒之间、烘道，调整逗号刮刀与相配合的辊筒间距，使涂覆在氟素聚酯(PET)膜上的涂层(未交联前)厚度控制在0.45±0.05mm，刮涂速度0.5m/min。刮涂后先进入15m长的热空气隧道炉，温度控制100℃±5℃，进行溶剂的挥发；然后按0.5m/min的速度通过150℃±5℃的热空气隧道炉进行交联固化，固化后的胶片厚度0.2mm±0.05mm，收卷、模切，获得屏蔽衬垫。
实施例2
将500g的平均分子量为5万的含乙烯基的长链聚二甲基硅氧烷，加入黏度为500CPS的，含氢量1.5％(质量比)的含氢硅油10g、加入1.25g的1-乙炔基-1-环己醇延迟剂，按1200r/min的速度混合2min；混合后加入25g比表面积为200m2/g的气相法白炭黑、5g硅胶偶联剂KH-550、10g粒径为2微米的氧化铈并置于离心机的容器内，按1200r/min的速度进行混合，2min后停机，待离心机刚停止转动，再次启动，按1200r/min的速度再混合2min；加入650g的石子状、D50＝110微米的粉，同时加入100g的平均分子量为16的挥发性硅油，按800r/min的速度再混合2min，搅拌20s后，启动真空泵，抽真空-0.95MPa；加入剩余的500g石子状、D50＝110微米的镍包石墨粉，同时加入剩余的108.5g的平均分子量为16的挥发性硅油，按800r/min的速度再混合2min，搅拌20s后，启动真空泵，抽真空-0.95MPa。将上述的混合物冷却至室温，最后加入1.25g含量为3000ppm的铂金催化剂，按800r/min的速度再混合2min，再次按800r/min的速度再混合2min，同时启动真空泵，抽真空-0.95MPa，混合好后获得胶料。
采用电动泵，通过管子将混合好的胶料运输到逗号刮涂机的储料槽内。
将50g/m2的氟素聚酯(PET)膜穿过逗号刮刀与相匹配的辊筒之间、烘道，调整逗号刮刀与相配合的辊筒间距，使涂覆在氟素聚酯(PET)膜上的涂层(未交联前)厚度控制在0.35±0.05mm，刮涂速度按0.5m/min。刮涂后进入15m长的热空气隧道炉，温度控制100℃±5℃，进行溶剂的挥发；然后按0.5m/min的速度通过150℃±5℃的热空气隧道炉进行交联固化，固化后的胶片厚度0.2mm±0.05mm，收卷、模切，获得屏蔽衬垫。
比较例1
将200g的平均分子量为30万的含乙烯基的长链聚二甲基硅氧烷，加入黏度为500CPS的含氢量1.5％(质量比)的含氢硅油4g、加入0.05g的1-乙炔基-1-环己醇延迟剂，在5L的捏合机内混合5min；混合后加入10g比表面积为200m2/g的气相法白炭黑、2g硅胶偶联剂KH-550、4g粒径为2微米的氧化铈并置于捏合机内，加温至160℃，混合20min后停机，加入500g的不规则、D50＝30微米的镍包石墨粉，捏合5min后，抽真空，再一起捏合15min，加入剩余的400石子状、D50＝30微米的镍包石墨粉捏合5min后，抽真空，再一起捏合20min，停止捏合和抽真空，降到室温。取出胶料，在两辊开炼机上加入0.5g含量为3000ppm的铂金催化剂，来回翻炼混合10次，下片，称量合适的重量，加入平板硫化机加压、加温交联固化成为屏蔽衬垫。
比较例2
将500g的平均分子量为30万的含乙烯基的长链聚二甲基硅氧烷，加入黏度为500CPS的含氢量1.5％(质量比)的含氢硅油10g、加入1.25g的1-乙炔基-1-环己醇延迟剂，在5L的捏合机内混合5min；混合后加入25g比表面积为200m2/g的气相法白炭黑、5g硅胶偶联剂KH-550、10g粒径为2微米的氧化铈并置于捏合机内，加温至160℃，混合20min后停机，加入650g的石子状、D50＝110微米的镍包石墨粉，捏合5min后，抽真空，再一起捏合15min，加入剩余的500石子状、D50＝110微米的镍包石墨粉捏合5min后，抽真空，再一起捏合20min，停止捏合和抽真空，降到室温。取出胶料，在两辊开炼机上加入1.25g含量为3000ppm的铂金催化剂，来回翻炼混合10次，下片，称量合适的重量，加入平板硫化机加压、加温交联固化成为屏蔽衬垫。
上述实施例1、2及比较例1、2制得的屏蔽衬垫的测试结果如下表1。
表1
由上述表1可知，实施例1、2和比较例1、2尺寸及公差有很大的区别，实施例1、2的制备方法较于比较例1、2的生产效率高，且实施例1、2的制备方法较于比较例1、2利于制备更薄且长度可到上百米的成卷的屏蔽衬垫。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种屏蔽衬垫，其特征在于，包括以下质量份数的原料：
含乙烯基聚硅氧烷 5-95份；
导电填料 1-99份；
补强填料 0.5-20份；
耐热添加剂 0.2-20份；
固化剂 0.02-15份；
催化剂 0.01-5份；
延迟剂 0.001-2份；
偶联剂 0.1-5份；以及
溶剂 1-95份。
2.根据权利要求1所述的屏蔽衬垫，其特征在于，所述含乙烯基聚硅氧烷的平均分子量是1000-1500000。
3.根据权利要求1所述的屏蔽衬垫，其特征在于，所述含乙烯基聚硅氧烷的一个分子中具有至少一个乙烯基基团。
4.根据权利要求1所述的屏蔽衬垫，其特征在于，所述含乙烯基聚硅氧烷的一个分子中含一个或者多个氟基团。
5.根据权利要求1所述的屏蔽衬垫，其特征在于，所述含乙烯基聚硅氧烷的一个分子中含一个或者多个苯环基团。
6.根据权利要求1所述的屏蔽衬垫，其特征在于，所述导电填料包括导电炭黑、碳纳米管、石墨烯、铝粉、铁粉、铜粉、银粉、镍包石墨、镍包铝、镍包银、银包铜、银包镍和银包铝中一种或多种。
7.根据权利要求1所述的屏蔽衬垫，其特征在于，所述补强填料包括白炭黑、炭黑、硅藻土、树脂和纤维中一种或多种。
8.根据权利要求1所述的屏蔽衬垫，其特征在于，所述耐热添加剂为金属氧化物；
所述固化剂为含氢硅油，含氢硅油为单个分子量上至少有两个或以上的氢原子，氢原子的质量百分含量为0.01%-10%；
所述延迟剂为3-甲基-1-丁炔-3醇、1-乙炔基-1-环己醇、马来酸乙酯和马来酸烯丙酯中一种或多种。
9.根据权利要求1所述的屏蔽衬垫，其特征在于，所述催化剂为铂金催化剂；
所述偶联剂为硅烷偶联剂；
所述溶剂为苯、甲苯、二甲苯、挥发性硅油、乙酸乙酯、乙醚、二元醇和三元醇中一种或多种。
10.一种权利要求1-9任一项所述的屏蔽衬垫的制备方法，其特征在于，将所有原料按质量份数混合均匀后，涂覆或印刷在载体上，溶剂挥发后再经过交联固化形成具有预设厚度的屏蔽衬垫。
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