CN112852342B - 一种用于5g频谱的超软导电胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于5G频谱的超软导电胶及其制备方法。该超软导电胶包括硅橡胶载体、导电颗粒、交联剂、固化剂、补强剂、触变剂和固化延迟剂，导电颗粒含量为50‑60％；交联剂含量为5‑8％；固化剂含量为0.05‑0.1％；补强剂含量为1‑5％；触变剂含量为1‑3％；固化延迟剂含量为0.1‑0.2％；硅橡胶载体含量为余量。点胶固化形成的导电弹性体超低的硬度，不仅能大大降低基站上下两面的压缩力，而且使上下两面贴合时的独立空腔壁通过弹性体接触更为紧密，对各个独立的空腔形成高的隔离度，300MHz‑10GHZ的频段内可达到110dB以上的隔离度，实现对电磁波的兼容及排除各空腔之间的电磁波的干扰。

Description

一种用于5G频谱的超软导电胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及导电胶技术领域，特别是指一种用于5G频谱的超软导电胶及其制备方法。

背景技术

随着5G技术的逐步成熟，推广及应用，5G信号传输频率更高，频宽更宽，数据传输速率更好，峰值速率大于每秒20Gbit，相当于4G的20倍，5G基站的集成度更高，大量的数据型号集中在基站独立的腔内，由于腔壁在节省空间与降低重量的双重要求下变得狭窄，可进行操作的空间仅有1.8mm左右，而各个独立空腔的形成需要有针对频率的压缩力尽可能小的导电弹性体，从而对各个空腔各自隔离。就地成型(FIP)的超软点胶导电胶能发挥出独有的工艺优势及高效的隔离度。而传统的FIP产品，硬度高达70ShoreA，加上5G基站的体型变大，盒盖所需的压力非常大，导致螺纹无法锁紧以及腔体的变形，其在高频段的隔离度偏低的弱点被无限放大，无法满足5G通信信号的隔离度要求。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题就是提出一种用于5G频谱的超软导电胶，以及该导电胶的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种用于5G频谱的超软导电胶，其是以硅橡胶为载体，填充纳米及微米级的导电颗粒，同时辅以交联剂，固化剂，补强剂，触变剂，进行复杂的缩合反应后，在绝缘胶体中实现导电，形成导电弹性体，其弹性体具备优秀的物理机械性能，良好的导电性，而达到针对300MHz至10GHz的电磁波实现高效的隔离度，在300MHz-10GHz屏蔽效能可达110dB。

导电胶对高温比较敏感，超过150℃的高温应用环境，导电胶的导电性能将会受到影响，其体积电阻率将会上升明显，将会导致隔离度下降。

具体地，本发明的用于5G频谱的超软导电胶，包括硅橡胶载体、导电颗粒、交联剂、固化剂、补强剂、触变剂和固化延迟剂，其中：

所述导电颗粒包括含量为0.1-0.5％的石墨烯，石墨烯粒径为小于100nm，含量为0.1-0.5％的导电炭黑，导电炭黑的粒径为30nm，含量为49.8-59％的Ni&C导电颗粒，Ni&C导电颗粒中Ni与C比例为5-6:4；

所述交联剂含量为5-8％，交联剂选自二氯甲基三乙氧基硅烷(ND43)、N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)中的一种或两种；

所述固化剂含量为0.05-0.1％，所述固化剂为pt固化剂-信越铂金水CAT-PL-56；

所述补强剂含量为1-5％，补强剂选用白炭黑(白炭黑A200、白炭黑R972)；

所述触变剂含量为1-3％，触变剂选用N-甲基吡咯烷酮；

所述固化延迟剂含量为0.1-0.2％，固化延迟剂选用1-乙炔基环己醇；

所述硅橡胶载体含量为余量，补齐100％，硅橡胶载体为甲基乙烯基硅橡胶。

本发明的用于5G频谱的超软导电胶的制备方法，包含以下步骤：

S1.按照配比称取所需组分；

S2.将各组分放入搅拌容器内，常温常压下搅拌1min，转速25Hz；

S3.调整搅拌转速为49Hz，继续搅拌6min；

S4.刮壁厚后，抽真空，真空度为-0.06至-0.08MPa，搅拌3min，转速49Hz即得。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，通过胶料、导电颗粒的粒度和用量配比、以及交联剂选择和用量的控制，使得点胶固化形成的导电弹性体具有超低的硬度(45±5ShoreA)，不仅能大大降低基站上下两面的压缩力，而且使上下两面贴合时的独立空腔壁通过弹性体接触更为紧密；导电颗粒的组合可对各个独立的空腔形成高的隔离度，300MHz-10GHZ的频段内可达到110dB以上的隔离度，实现对电磁波的兼容及排除各空腔之间的电磁波的干扰。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例进行详细描述。

本发明的一种用于5G频谱的超软导电胶，包括硅橡胶载体、导电颗粒、交联剂、固化剂、补强剂、触变剂和固化延迟剂，其中：

所述导电颗粒包括含量为0.1-0.5％的石墨烯，石墨烯粒径为小于100nm，含量为0.1-0.5％的导电炭黑，导电炭黑的粒径为30nm，含量为49.8-59％的Ni&C导电颗粒，Ni&C导电颗粒中Ni与C比例为5-6:4；

所述交联剂含量为5-8％，交联剂选自二氯甲基三乙氧基硅烷(ND43)、N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)中的一种或两种；

所述固化剂含量为0.05-0.1％，所述固化剂为pt固化剂-信越铂金水CAT-PL-56；

所述补强剂含量为1-5％，补强剂选用白炭黑(白炭黑A200、白炭黑R972)；

所述触变剂含量为1-3％，触变剂选用N-甲基吡咯烷酮；

所述固化延迟剂含量为0.1-0.2％，固化延迟剂选用1-乙炔基环己醇；

所述硅橡胶载体含量为余量，补齐100％，硅橡胶载体为甲基乙烯基硅橡胶。

本发明的用于5G频谱的超软导电胶的制备方法，包含以下步骤：

S1.按照配比称取所需组分；

S2.将各组分放入搅拌容器内，常温常压下搅拌1min，转速25Hz；

S3.调整搅拌转速为49Hz，继续搅拌6min；

S4.刮壁厚后，抽真空，真空度为-0.06至-0.08MPa，搅拌3min，转速49Hz即得。

实施例1

本实施例的用于5G频谱的超软导电胶，包括含量为0.5％的石墨烯，含量为0.5％的导电炭黑，含量为55％的Ni&C导电颗粒，含量为6％的交联剂二氯甲基三乙氧基硅烷(ND43)，含量为0.08％的pt固化剂-信越铂金水CAT-PL-56，含量为3％的白炭黑A200，含量为2％的N-甲基吡咯烷酮，含量为0.1％的1-乙炔基环己醇，以及余量的甲基乙烯基硅橡胶，总量为100％。

实施例2

本实施例的用于5G频谱的超软导电胶，包括含量为0.1％的石墨烯，含量为0.1％的导电炭黑，含量为49.8％的Ni&C导电颗粒，含量为8％的交联剂二氯甲基三乙氧基硅烷(ND43)，含量为0.05％的pt固化剂-信越铂金水CAT-PL-56，含量为1％的白炭黑A200，含量为1％的N-甲基吡咯烷酮，含量为0.15％的1-乙炔基环己醇，以及余量的甲基乙烯基硅橡胶，总量为100％。

实施例3

本实施例的用于5G频谱的超软导电胶，包括含量为0.5％的石墨烯，含量为0.5％的导电炭黑，含量为59％的Ni&C导电颗粒，含量为5％的交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)，含量为0.1％的pt固化剂-信越铂金水CAT-PL-56，含量为5％的白炭黑R972，含量为3％的N-甲基吡咯烷酮，含量为0.2％的1-乙炔基环己醇，以及余量的甲基乙烯基硅橡胶，总量为100％。

产品点胶参数：点胶压强0.4-0.6MPa，速度40-60mm/s。

本发明产品的固化条件：有氧状态下，温度150℃，固化时间30min。

对实施例1的产品测试：

一、粘附力试验测试

测试条件：常温常压；

测试设备：推拉力测试仪；

测试步骤：

1.准备试样(5件)，保证24小时，长度大于20mm。

2.使用10mm长的试块，试块平行于试样表面样本。试块用推拉力测试仪测试，观察推拉力测试仪显示值大于10N时胶体是否脱落，并记录胶体脱落或损坏时最大值。

测试结果：

二、导电胶硬度测试(华测检测)

测试设备：邵氏硬度计；

环境条件：温度：23.2℃，湿度：50％RH；

测试标准：ASTMD2240-15；

测试条件：实用LX-A型硬度计，待压头和式样完全接触1s读数；

测试结果：

备注：由于单个样品厚度不足，测试结果为三层叠加所测得值。

三、导电胶体积电阻率测试(中国赛宝实验室)

检测依据：MIL-DTL-83528C Gasketing materal,conductive,shieldinggasket,electronic,elastomer,EMI/RFI,general specification for

检测环境：温度：25℃，湿度：50％RH；

检测仪器：微欧计型号：D20501191750编号：1750

检测结果：

检测项目	检测结果
		体积电阻率(Ω·cm)	0.022

四、导电胶隔离度和电阻测试

相关标准：MIL-DTL-83528C

测试仪器或治具：数显卡尺，点胶机，低电阻测试仪，矢量网络分析仪

测试步骤

1.测试样件制作

2.将导电胶混合均匀，抽真空后灌入针筒中，在抽泡机上排除气泡；

3.通过点胶机将针筒中的导电胶挤出，按正常生产程序在测试工装部件上点胶(NCS2862点胶压力0.54MPa，15#针头，速度75)，每组4件；

4.将点好胶后的测试工装放入烘箱中分别以150℃固化30min。取出冷却至室温30min后测量样品胶条尺寸后加装底板；

5.隔离度测试

打开矢量网络分析仪，预热15min，设置频率范围300MHz-10GHz，测试方法S12(S21)，功率10dB，扫描点数3201，IFBW：100Hz；

使用校准件将两根连接线连通进行校准，然后尽量不要移动连接线。在隔离度测试工装上安装探针，再接上连接线，待测试曲线稳定后，观察并记录测试曲线。

6.电阻测试

连接好低电阻测试的线路，接通电源，选择2欧量程，并将点好胶面电阻测试工件平放在测量位置。

将测量探头平放至胶面，同时在测量探头上方放置加重块，确保胶面高度方向上压缩量大于30％。

待低电阻测试仪读数稳定后，观察并记录其数值。

测试结果

样品隔离度测试结果

样品编码	胶条宽度/Mm	胶条高度/Mm	隔离度最小值/dB
				1	1.32	1.63	123.85
2	1.29	1.62	123.94
				3	1.35	1.63	120.51
4	1.31	1.63	122.73

样品电阻测试结果

样品编码	胶条宽度/Mm	胶条高度/Mm	电阻值/Ohm
				1	1.02	1.23	0.0920
2	10.3	1.22	0.0903
				3	1.05	1.21	0.0892
4	1.02	1.21	0.0898

结论：

1.导电胶常温测试最小隔离度120dB以上。

2.导电胶的电阻值小于0.092Ohm。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于5G频谱的超软导电胶，其特征在于，包括硅橡胶载体、导电颗粒、交联剂、固化剂、补强剂、触变剂和固化延迟剂，其中：

所述导电颗粒含量为50-60%；

所述交联剂含量为5-8%；

所述固化剂含量为0.05-0.1%；

所述补强剂含量为1-5%；

所述触变剂含量为1-3%；

所述固化延迟剂含量为0.1-0.2%；

所述硅橡胶载体含量为余量，补齐到100%；

所述导电颗粒包括石墨烯、导电炭黑、Ni&C导电颗粒，其中，石墨烯在超软导电胶中的含量为0.1-0.5%，导电炭黑在超软导电胶中的含量为0.1-0.5%，Ni&C导电颗粒在超软导电胶中的含量为49.8-59%。

2.根据权利要求1所述的用于5G频谱的超软导电胶，其特征在于，石墨烯粒径为小于100nm，导电炭黑的粒径为30nm，Ni&C导电颗粒中Ni与C比例为5-6:4。

3.根据权利要求1所述的用于5G频谱的超软导电胶，其特征在于，交联剂选自二氯甲基三乙氧基硅烷、N,N-亚甲基双丙烯酰胺中的一种或两种。

4.根据权利要求1所述的用于5G频谱的超软导电胶，其特征在于，所述固化剂为信越铂金水CAT-PL-56。

5.根据权利要求1所述的用于5G频谱的超软导电胶，其特征在于，补强剂为白炭黑。

6.根据权利要求1所述的用于5G频谱的超软导电胶，其特征在于，所述触变剂为N-甲基吡咯烷酮。

7.根据权利要求1所述的用于5G频谱的超软导电胶，其特征在于，固化延迟剂为1-乙炔基环己醇。

8.根据权利要求1所述的用于5G频谱的超软导电胶，其特征在于，硅橡胶载体为甲基乙烯基硅橡胶。

9.根据权利要求1-8任一项所述的用于5G频谱的超软导电胶的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

S1.按照配比称取所需组分；

S2.将各组分放入搅拌容器内，常温常压下搅拌1min，转速25Hz；

S3.调整搅拌转速为49Hz，继续搅拌6min；

S4.刮壁厚后，抽真空，真空度为-0.06至-0.08 MPa，搅拌3min，转速49Hz即得。