CN114605834A - 一种具有电磁屏蔽功能的高导电橡胶材料及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有电磁屏蔽功能的高导电橡胶及制造方法，属于橡胶基的复合材料电磁屏蔽产品。本方法制备的橡胶复合材料具有良好的导电性、较高的电磁屏蔽效能。本发明简单易操作，具有较好的国防、安全意义和经济效益。
Description
技术领域
本发明设计一种具有电磁屏蔽功能的高导电橡胶及其制造方法
背景技术
电器、电子产品的日益普及为人们的生活、工作带来巨大的方便，与此同时，电磁干扰(EMI)也开始成为一大问题，它不但降低了电子设备的使用效能和寿命，甚至导致信息失密等严重后果，电磁污染还对人体健康产生危害。随着人们对健康的关注和愈加精密的电器产品对于电磁干扰的要求，对于电磁屏蔽材料的研究也上了一个台阶。
电磁屏蔽主要用于防止在高频下的电磁感应，利用电磁波在导体表面上的反射和在导体中传播的急剧衰减来隔离时变电磁场的相互耦合，从而防止高频电磁场的干扰。利用趋肤效应可以阻止高频电磁波透入良导体而做成电磁屏蔽装置。电磁屏蔽是抑制干扰、增强设备的可靠性及提高产品质量的有效手段，合理地使用电磁屏蔽，可以抑制外来高频电磁波的干扰，也可避免作为干扰源去影响其他设备。
将导电填料分散在绝缘的硅橡胶中制得的导电硅橡胶，是复合型导电高分子材料领域日趋活跃的一个分支。它因为具有稳定的电阻时间特性，可控制的电阻温度系数及较高的温度界限等优点，成为用量最大的导电橡胶，已广泛用于抗静电材料、电磁屏蔽材料等方面，其应用领域已遍布航空、航天、电子电气、计算机、建筑、医疗、食品等与人们生活息息相关的产业，并对推动国民经济增长具有十分重要的作用。这类导电橡胶不仅具有良好的导电、导磁性和优异的电磁屏蔽性能，而且还具有良好的气密性、水密性、压力密封性和抗腐蚀性能。
发明内容
本发明通过在硅橡胶中添加相应的各类助剂，提高了加工性能，并通过预处理导电材料，达到了比较大的填充比例，混炼采用捏炼机操作，节约了人工成本，提高了效率。
具体制备步骤如下：
1)一种具有电磁屏蔽功能的高导电橡胶，其特征是成分及配料重量比为：
硅橡胶100份，
导电材料200～500份
白炭黑10～20份
硅烷偶联剂1～10份
抗氧化剂2～10份
硫化剂量0.5～3份
2)所述的方法，其特征是甲基硅橡胶，甲基乙烯基硅橡胶，甲基乙烯基硅苯基橡胶，亚苯基硅橡胶，氟硅橡胶。
3)所述的方法，其特征是银包玻璃粉，银包铝粉或银包镍粉，银含量为10～50％。
4)所述的方法，其特征是白炭黑粒径为5nm～10nm。
5)所述的方法，其特征是乙烯基硅烷偶联剂
6)所述的方法，其特征是过氧化物硫化剂
导电橡胶的制备方法，依次遵从一下步骤：
1)将硅烷偶联剂按照导电材料重量的1％～10％均匀分散于乙醇溶液中；
2)将导电材料加入到硅烷偶联剂溶液中，随后搅拌，静置，烘干。得到预处理导电粉体，硫化剂制得混炼胶，通过硫化工艺制得硫化胶制品。
3)在橡胶捏炼机和开炼机上依次分别加入硅橡胶，白炭黑，抗氧化剂，预处理导电粉体。
4)将混炼胶通过两次硫化工艺制得硫化胶制品。
具体实施方法
下面结合实例进一步说明本发明，但本发明并不限于以下实施例，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域的技术人员对本发明的技术方案做出的各种形式的变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
实施例一
乙烯基硅橡胶100份
镀银玻璃粉，银含量为10％365份
改性白炭黑，表面经过疏水处理10份
氧化铁蓝2.0份
2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷1.0份
本发明所述导电橡胶的制备方法，包括以下步骤，
1)将乙烯基三(β-甲氧基乙烯基)硅烷(AC-77)按照镀银玻璃粉10％重量份均匀分散于乙醇溶液中
2)按照所述重量份数，将镀银玻璃粉加入到上述硅烷偶联剂溶液中，经干燥后得到预处理的镀银玻璃粉
3)在橡胶捏炼机和开炼机上依次分别加入硅橡胶，白炭黑，氧化铁蓝，预处理导电粉体，硫化剂将混炼胶通过两次硫化工艺制得硫化胶制品。
对制备的导电橡胶进行各项性能测试。
力学性能：依据GB6037进行拉伸强度和断裂伸长率测试，采用Ⅰ型式样，依据GB/T528进行撕裂强度测试。测试结果见表1。
压缩永久变形：依据GB7759进行，以压缩永久变形器夹持，100℃老化烘箱中放置70小时。测试结果见表1。
密度：按照GB/T 533进行，遵循方法A。测试结果见表1
硬度：按照GB/T 531.1进行，材料硬度在邵A级别。测试结果见表1
低温脆性：按照GB/T 1682进行。测试结果见表1
电磁屏蔽效能：电磁屏蔽性能按照GB/T 36763-2018附录A进行测试，在30MHZ～3GHZ频率范围内进行电磁屏蔽性能试验。测试结果见表1。
导电性及导电稳定性：按照GB/T 36763-2018附录B中的方法对体积电阻率进行测试；并在对式样进行175℃×48h的热空气老化后，再次对体积电阻率进行测试。测试结果见表1。
实施例二
乙烯基硅橡胶100份
镀银玻璃粉，银含量为10％365份
改性白炭黑，表面经过疏水处理10份
氧化铁蓝2.0份
2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷1.0份
本发明所述导电橡胶的制备方法，包括以下步骤，
1)将乙烯基三(β-甲氧基乙烯基)硅烷(AC-77)按照镀银玻璃粉10％重量份均匀分散于乙醇溶液中
2)按照所述重量份数，将镀银玻璃粉加入到上述硅烷偶联剂溶液中，经干燥后得到预处理的镀银玻璃粉
3)在橡胶捏炼机和开炼机上依次分别加入硅橡胶，白炭黑，氧化铁蓝，预处理导电粉体，硫化剂将混炼胶通过两次硫化工艺制得硫化胶制品。
对制备的导电橡胶进行各项性能测试。
力学性能：依据GB6037进行拉伸强度和断裂伸长率测试，采用Ⅰ型式样，依据GB/T528进行撕裂强度测试。测试结果见表1。
压缩永久变形：依据GB7759进行，以压缩永久变形器夹持，100℃老化烘箱中放置70小时。测试结果见表1。
密度：按照GB/T 533进行，遵循方法A。测试结果见表1。
硬度：按照GB/T 531.1进行，材料硬度在邵A级别。测试结果见表1。
低温脆性：按照GB/T 1682进行。测试结果见表1。
电磁屏蔽效能：电磁屏蔽性能按照GB/T 36763-2018附录A进行测试，在30MHZ～3GHZ频率范围内进行电磁屏蔽性能试验。测试结果见表1。
导电性及导电稳定性：按照GB/T 36763-2018附录B中的方法对体积电阻率进行测试；并在对式样进行175℃×48h的热空气老化后，再次对体积电阻率进行测试。测试结果见表1。
表一实施例一和实施例二的性能数据
Claims (8)
1.一种具有电磁屏蔽功能的高导电橡胶，其特征是成分及配料重量比为：
硅橡胶100份，
导电材料200~500份，
白炭黑10~20份，
硅烷偶联剂 1~10份，
抗氧化剂2~10份，
硫化剂量0.5~3份。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是甲基硅橡胶，甲基乙烯基硅橡胶，甲基乙烯基硅苯基橡胶，亚苯基硅橡胶，氟硅橡胶。
3.根据权利要求1所述方法，其特征是银包玻璃粉，银包铝粉或银包镍粉，银含量为10~50%。
4.根据权利要求1所述方法，其特征是白炭黑粒径为5nm~10nm。
5.根据权利要求1所述方法，其特征是乙烯基硅烷偶联剂。
6.根据权利要求1所述方法，其特征是铁的氧化物。
7.根据权利要求1所述方法，其特征是过氧化物硫化剂。
8.根据权利要求1所述方法，其特征含有以下步骤：
1）将硅烷偶联剂按照导电材料重量的1%~10%均匀分散于乙醇溶液中，
2）将导电材料加入到硅烷偶联剂溶液中，随后搅拌，静置，烘干，得到预处理导电粉体，
3）在橡胶捏合机和开炼机上依次分别加入硅橡胶，白炭黑，抗氧化剂，预处理导电粉体，硫化剂制得混炼胶，
4）将混炼胶通过两次硫化工艺制得硫化胶制品。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20220610 |