[發(fā)明專利]一種電磁屏蔽用結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電硅橡膠及制備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310385127.5
• 申請日: 2013-08-29
• 公開（公告）號: CN103496228A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 夏志東;王曉雅;聶京凱;李哲;雷永平;郭福
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B32B25/04
• 分類號: B32B25/04;B32B25/20;B32B37/02;C08L83/07;C08K9/10;C08K3/04;C08K3/08;B29C35/02
• 代理公司: 北京思海天達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于導(dǎo)電高分子復(fù)合材料，涉及一種在寬頻范圍內(nèi)具有良好電磁屏蔽性能的結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電硅橡膠及制備方法，可應(yīng)用于電磁屏蔽領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，電子電器設(shè)備不斷向集成化和微型化方向發(fā)展，由此帶來的電磁干擾危害日益嚴(yán)重。導(dǎo)電硅橡膠作為一種能通過產(chǎn)生吸收或反射損耗有效削弱或抑制電磁干擾危害的復(fù)合型彈性體已成為目前一種新興的電磁屏蔽材料。

導(dǎo)電硅橡膠是將一種或多種填充材料與高分子硅橡膠和其他助劑充分混合，經(jīng)擠出成型或注射成型方法加工而成的橡膠類制品。最早出現(xiàn)的導(dǎo)電硅橡膠是以銀粉作為填料制備而成的，此類復(fù)合材料由于銀的加入而具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能。美國專利US5075038（申請日1990年6月29日，公開日1991年12月24日）公布了一種以銀粉或銀包覆的復(fù)合粉末為填料的導(dǎo)電硅橡膠，其具有很好的導(dǎo)電性能及熱穩(wěn)定性，可在連接固定兩元器件的同時起到電流導(dǎo)通的作用。但是此類材料為了提高導(dǎo)電性能填充了大量填料（75wt.%銀粉），而作為填料的銀粉屬于貴重金屬，因此造成生產(chǎn)成本極高。專利CN102220012A（申請日：2011年6月8日，公開日：2011年10月19日）通過在含乙烯基聚二甲基硅氧烷的橡膠基體中添加52～67%銀包銅粉和3～18%鍍銀玻璃纖維得到一種單組份導(dǎo)電橡膠材料。其在65～135℃的溫度下硫化，體電阻率≤0.004Ω·cm，電磁屏蔽效能在20MHz～2GHz頻段內(nèi)≥80dB。但是，該復(fù)合材料的填充材料仍在銀系填料范圍內(nèi)，即使通過纖維摻雜的方式盡量降低填充量，但填料比例仍占整體材料的70wt.%，導(dǎo)致生產(chǎn)成本提高。

為了降低成本，各相關(guān)企業(yè)陸續(xù)研制了各類復(fù)合型粉末填料以替代銀系填料。美國專利US5910524（申請日：1997年10月6日，公開日：1999年6月8日）公布了一種以鎳包石墨粉為填料的導(dǎo)電復(fù)合材料，其基體為含乙烯基的硅氧烷樹脂、含氫的硅氧烷及鉑催化劑的混合物。此單一填料填充的復(fù)合材料的體積電阻率為0.5-1Ω·cm，導(dǎo)電性能并不理想。基體為樹脂類聚合物，屬于熱固性材料，不具備彈性體特性（如密封性）。專利CN102276988A（申請日：2011年6月8日，公開日：2011年12月14日）隨后公開了一種以鎳包石墨粉（平均粒徑為50～100μm）與鎳包碳纖維（直徑為7～10μm，長度100～200μm）為填料，含白炭黑的乙烯基封端聚二甲基硅氧烷為基體的熱硫化導(dǎo)電硅復(fù)合橡膠。其Ni-C填料的總填充量在65～67.1wt.%范圍（原文：52.5-62.5重量份含白炭黑的乙烯基封端聚二甲基硅氧烷；37.5-47.5重量份的低粘度乙烯基封端聚二甲基硅氧烷；195-210重量份粒徑7μm-200μm的Ni-C導(dǎo)電填料；0.1-0.15重量份炔醇抑制劑；2.8-3.2重量份Si-H基的線形甲基氫聚硅氧烷交聯(lián)劑，氫基質(zhì)量百分比0.4-0.8%；0.1-0.2重量份的卡爾斯特鉑催化劑，Pt含量3000-5000ppm；0.05-1重量份的觸變劑）內(nèi)，屬于現(xiàn)場成型導(dǎo)電橡膠，體電阻率在0.05～0.1Ω·cm范圍內(nèi)。該復(fù)合材料通過在鎳包石墨粉中摻加鎳包碳纖維來增加導(dǎo)電通路，降低體電阻率和填料添加量。但該專利沒有報道其在電磁屏蔽方面的參數(shù)指標(biāo)，因此本專利中按照公開配方制備該復(fù)合材料，并對其進行電磁屏蔽測試，結(jié)果見具體實施方式中的實驗數(shù)據(jù)（對比例2）。

專利CN101503534A（申請日：2009年3月2日，公開日：2009年8月12日）公布了一種通過多種填料摻雜來提高屏蔽性能的導(dǎo)電復(fù)合材料。該材料的基體為丁基橡膠，填料為自制的鎂合金粉和聚苯胺包覆的鐵氧體顆粒，將兩者均勻攪拌并用硫磺在155℃進行硫化制得。該專利實例1制得的復(fù)合材料屏蔽效能可達79.5-96.3dB。但是，鎂合金粉需要按比例將金屬Al、Mg、Cu、Zn、Sn在SF6的保護氣氛下熔煉并切削成2～5mm粉末；聚苯胺包覆鐵氧體需要用混合稀釋劑分散鐵氧體，經(jīng)過堿洗、酸洗及干燥處理后浸入聚苯胺-丙烯酸涂料，最后進行干燥處理制得。因此，該復(fù)合材料的制備工藝復(fù)雜，不利于大批量工業(yè)生產(chǎn)。

除了上述通過選擇不同填料來增加對電磁波的損耗以外，還可以從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)角度來設(shè)法提高屏蔽性能。目前，對導(dǎo)電橡膠進行結(jié)構(gòu)設(shè)計的產(chǎn)品主要應(yīng)用于電磁屏蔽密封圈以及機動車輛的輪胎領(lǐng)域。