CN104448837B - 一种耐高温电磁屏蔽热缩管及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种耐高温电磁屏蔽热缩管，它由如下质量份配比的原料组成：硅橡胶 100、热塑性树脂 10～50、补强剂 5～30、硫化剂 1.5～6、硅油 2～20、改性导电粉体 175～543。用于高温环境下需电磁防护的电缆、连接器。同时，本发明还提供一种用上述材料加工热缩管的具体步骤：冷混、热混、共混、挤出硫化、扩张定型。利用本发明制备的热缩管具有很好的稳定性、高耐热性、耐寒性以及优异的电磁防护性能，能长期耐受200℃以上高温，可以应用于对耐热、耐寒、防电磁干扰有高要求的电力、电子工业场所。

Description

一种耐高温电磁屏蔽热缩管及其制备方法

技术领域：

本发明属于功能材料领域，涉及热缩材料技术，具体涉及一种耐高温电磁屏蔽热缩管的制备技术。

背景技术:

热缩材料又称高分子形状记忆材料。用热源加热到一定温度该材料就会迅速收缩变小，其径向收缩率可达50％～80％，最后紧紧地包覆在物体外面，而且能显现出被包覆物体的原来形状。热缩材料能起到密封、防腐、防潮和接续等作用，已经在电工、电力、通信、石油、建筑、家电及军工等行业广泛应用。

目前市场上的热缩材料绝大多数都是以PE、PVC、PET、EVA等为基料，经混炼、成型、辐射交联、加热扩张、冷却定型而制成的。中国专利CN101824181A公开了一种导磁塑料热收缩套管的制备方法，主要通过在EVA、EEA、LDPE、LLDPE或其混合物中添加磁粉的方法制备导磁热缩套管，该法制备的导磁热缩套管性能良好，可以对电磁元器件进行有效的磁屏蔽。但是其基体树脂EVA、LDPE等耐高温性较差，这类热缩管无法应用在温度要求高的场合。中国专利CN103772855A介绍了一种制备电磁屏蔽导电热缩管的复合材料，以PVC为主体树脂，通过添加镀金属石墨粉来制备屏蔽热缩管，虽然电磁屏蔽性能优异，但是同样耐高温性能较差。

中国专利CN101993589A公开了一种硅橡胶热缩管，该热缩管的基本组成是硅橡胶和热塑性树脂，热缩机理与上述聚烯烃热缩管明显不同，其热缩机能取决于硅橡胶的回弹力与热塑性树脂的支撑力之间的相互作用，因此所以这种热缩管不需辐射交联，加工工艺相对简单。由于主体材料采用了硅橡胶，因此耐高温性能有一定的提高，但是其采用的热塑性树脂中含有EVA、LDPE等树脂，所以这种热缩管还不能长期耐受200℃以上。另外，该热缩管不具有电磁屏蔽功能，应用受到限制。

既耐高温同时又具有电磁屏蔽功能的热缩管尚未见诸公开报道。

发明内容：

本发明的目的旨在克服现有技术的不足，针对高温环境下需电磁防护的电缆、连接器，目的之一是提供一种具有很好的稳定性、高耐热性、耐寒性以及优异的电磁防护性能的耐高温电磁屏蔽热缩管；目的之二是提供一种为实现目的之一的耐高温电磁屏蔽热缩管的制备方法。

本发明的目的之一可通过如下技术措施来实现：

该耐高温电磁屏蔽热缩管由如下质量份配比的原料组成：

本发明的目的之一还可通过如下技术措施来实现：

所述的硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶、氟硅橡胶中的一种或两种以任意配比混合；所述的硅橡胶中乙烯基含量为0.03～0.2％重量。

所述的热塑性树脂为甲基硅树脂、乙烯基硅树脂、苯基硅树脂、苯撑硅树脂、聚偏氟乙烯中的一种或两种以任意配比混合。

所述的补强剂为采用六甲基二硅氮烷处理的气相法白炭黑或沉淀法白炭黑。

所述的硫化剂为2,4-二氯过氧化苯甲酰(DCBP)、过氧化苯甲酰(BP)中的一种或2,4-二氯过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰与三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)以任意配比混合的混合物。

所述的硅油为甲基硅油、乙烯基硅油中的一种或甲基硅油与乙烯基硅油以任意配比混合的混合物。

所述的改性导电粉体是指将导电粉体用乙烯基硅烷偶联剂处理，以改善树脂对粉体的亲合性，从而增大粉体的添加量；所述的导电粉体为银粉、镍粉、镀银铜粉、镀银铝粉、镀银玻璃微珠、镀银镍粉、镀镍石墨的一种或几种以任意配比混合的粉体，其形状包括但不限于片状、球形以及树枝状，平均粒径不大于50μm。

所述的改性导电粉体具体处理方法为：

在100～150质量份工业酒精中，加入0.35～10.9质量份的乙烯基硅烷偶联剂，再加入175～543质量份平均粒径不大于50μm的导电粉体，搅拌30min后倒入托盘中晾干。

本发明的目的之二可通过如下技术措施来实现：

用上述目的之一的原料制备耐高温电磁屏蔽热缩管的方法，该制备方法按如下步骤进行：

a.冷混：取硅橡胶、补强剂和硅油于真空捏合机中混合均匀，然后抽真空0.5～2h，得混炼胶；

b.热混：将a步骤冷混后的混炼胶加热至150～175℃，加入热塑性树脂，混合均匀，取出后在双辊开炼机出片，冷却到室温，得片状混炼胶；

c.共混：将b步骤热混后的片状混炼胶置入双辊开炼机中，然后加入交联剂混炼均匀，再加入改性导电粉体共混，混炼均匀后出片；

d.挤出硫化：将c步骤共混后的片状混炼胶先经硅橡胶挤出机挤出，然后再经热空气烘道硫化定型，得弹性胶管；

e.扩张定型：将d步骤的弹性胶管加热至热塑性树脂的熔点以上，使用外力使其扩张，然后骤冷定型，得产品。

本发明针对高温环境下需电磁防护的电缆、连接器，提供一种耐高温电磁屏蔽热缩管，本发明的电磁屏蔽热缩管，具有很好的稳定性、高耐热性、耐寒性以及优异的电磁防护性能，能长期耐受200℃以上高温，可以应用于对耐热、耐寒、防电磁干扰有高要求的电力、电子工业场所。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明提出的技术方案进行进一步说明，但不作为对技术方案的限制。

实施例1:

a.导电粉体的改性：在100质量份工业酒精中，加入0.35质量份的乙烯基三乙氧基硅烷(A-151)，再加入175质量份平均粒径为30μm的球形银粉，搅拌30min后倒入托盘中晾干备用；

b.冷混：将100质量份乙烯基含量为0.03％的甲基乙烯基硅橡胶、30质量份采用六甲基二硅氮烷处理的气相法白炭黑、2质量份甲基硅油在密炼机上混合均匀，然后抽真空2h；

c.热混：将b步骤冷混后的混炼胶加热至175℃，加入50质量份甲基硅树脂混合均匀，取出后在双辊开炼机出片，冷却到室温备用；

d.共混：在双辊开炼机上将片状混炼胶先加入1.5质量份的2,4-二氯过氧化苯甲酰(DCBP)混炼均匀，然后再加入a步骤的175质量份的改性导电粉体共混，混炼均匀后出片；

e.挤出硫化：将d步骤共混后的片状混炼胶切成小条后在硅橡胶挤出机上挤出，再经热空气烘道硫化定型，制成弹性胶管；

f.扩张定型：将e步骤的弹性胶管加热至175℃以上，然后使其扩张，再骤冷定型。

该热缩管外观光滑，径向收缩率55％，收缩后体积电阻率0.097Ω·cm，屏蔽效能45～55dB(30MHz～1.5GHz)。

实施例2：

a.导电粉体的改性：在150质量份工业酒精中，加入10.8质量份的乙烯基三乙氧基硅烷(A-151)，再加入543质量份平均粒径为50μm的球形银粉，搅拌30min后倒入托盘中晾干备用；

b.冷混：将100质量份乙烯基含量为0.2％的甲基乙烯基硅橡胶、5质量份采用六甲基二硅氮烷处理的气相法白炭黑、20质量份甲基硅油在密炼机上混合均匀，然后抽真空2h；

c.热混：将b步骤冷混后的混炼胶加热至150℃，加入10质量份甲基硅树脂混合均匀，取出后在双辊开炼机出片，冷却到室温备用；

d.共混：在双辊开炼机上将片状混炼胶先加入6质量份的2,4-二氯过氧化苯甲酰(DCBP)混炼均匀，然后再加入a步骤的543质量份的改性导电粉体共混，混炼均匀后出片；

e.挤出硫化：将d步骤共混后的片状混炼胶切成小条后在硅橡胶挤出机上挤出，再经热空气烘道硫化定型，制成弹性胶管；

f.扩张定型：将e步骤的弹性胶管加热至175℃以上，然后使其扩张，再骤冷定型。

该热缩管外观光滑，径向收缩率50％，收缩后体积电阻率0.0012Ω·cm·cm，屏蔽效能80～90dB(30MHz～1.5GHz)。

实施例3：

a.导电粉体的改性：在120质量份工业酒精中，加入4.5质量份的乙烯基三乙氧基硅烷(A-151)，再加入360质量份平均粒径为5μm的球形银粉，搅拌30min后倒入托盘中晾干备用。

b.冷混：将100质量份乙烯基含量为0.1％的甲基乙烯基硅橡胶、15质量份采用六甲基二硅氮烷处理的气相法白炭黑、10质量份甲基硅油在密炼机上混合均匀，然后抽真空2h；

c.热混：将b步骤冷混后的混炼胶加热至160℃，加入30质量份甲基硅树脂混合均匀，取出后在双辊开炼机出片，冷却到室温备用；

d.共混：在双辊开炼机上将片状混炼胶先加入4.2质量份的2,4-二氯过氧化苯甲酰(DCBP)混炼均匀，然后再加入a步骤的360质量份的改性导电粉体共混，混炼均匀后出片；

e.挤出硫化：将d步骤共混后的片状混炼胶切成小条后在硅橡胶挤出机上挤出，再经热空气烘道硫化定型，制成弹性胶管；

f.扩张定型：将e步骤的弹性胶管加热至175℃以上，然后使其扩张，再骤冷定型。

该热缩管外观光滑，径向收缩率53％，收缩后体积电阻率0.0075Ω·cm，屏蔽效能65～75dB(30MHz～1.5GHz)。

实施例4：

不同的是用甲基苯基乙烯基硅橡胶代替甲基乙烯基硅橡胶，其他分别同实施例1-3。

实施例5：

不同的是用氟硅橡胶代替甲基乙烯基硅橡胶，其他分别同实施例1-3。

实施例6：

不同的是用甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶、氟硅橡胶中的两种以任意配比混合代替甲基乙烯基硅橡胶，其他分别同实施例1-3。

实施例7：

不同的是用乙烯基硅树脂代替甲基硅树脂，其他分别同实施例1-6。

实施例8：

不同的是用苯基硅树脂代替甲基硅树脂，其他分别同实施例1-7。

实施例9：

不同的是用苯撑硅树脂代替甲基硅树脂，其他分别同实施例1-7。

实施例10：

不同的是用聚偏氟乙烯代替甲基硅树脂，其他分别同实施例1-7。

实施例11：

不同的是用甲基硅树脂、乙烯基硅树脂、苯基硅树脂、苯撑硅树脂、聚偏氟乙烯中的两种以任意配比混合代替甲基硅树脂，其他分别同实施例1-7。

实施例12：

不同的是用六甲基二硅氮烷处理的沉淀法白炭黑代替用六甲基二硅氮烷处理的气相法白炭黑，其他分别同实施例1-11。

实施例13：

不同的是用过氧化苯甲酰代替2,4-二氯过氧化苯甲酰，其他分别同实施例1-12。

实施例14：

不同的是用2,4-二氯过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰与三烯丙基异氰脲酸酯以任意配比的混合物代替2,4-二氯过氧化苯甲酰，其他分别同实施例1-12。

实施例15：

不同的是用乙烯基硅油代替甲基硅油，其他分别同实施例1-14。

实施例16：

不同的是用甲基硅油与乙烯基硅油以任意配比混合的混合物代替甲基硅油，其他分别同实施例1-14。

实施例17：

不同的是用镍粉代替银粉，镍粉的形状包括但不限于片状、球形，其他分别同实施例1-16。

实施例18：

不同的是用镀银铜粉代替银粉，镀银铜粉的形状包括但不限于片状、球形以及树枝状，其他分别同实施例1-16。

实施例19：

不同的是用镀银铝粉代替银粉，镀银铝粉的形状包括但不限于片状、球形，其他分别同实施例1-16。

实施例20：

不同的是用镀银玻璃微珠代替银粉，镀银玻璃微珠的形状包括但不限于球形，其他分别同实施例1-16。

实施例21：

不同的是用镀银镍粉代替银粉，镀银镍粉的形状包括但不限于片状、球形，其他分别同实施例1-16。

实施例22：

不同的是用镀镍石墨代替银粉，镀镍石墨的形状包括但不限于片状，其他分别同实施例1-16。

实施例23：

不同的是用银粉、镍粉、镀银铜粉、镀银铝粉、镀银玻璃微珠、镀银镍粉、镀镍石墨中的几种以任意配比混合的粉体代替银粉，银粉、镍粉、镀银铜粉、镀银铝粉、镀银玻璃微珠、镀银镍粉、镀镍石墨的形状包括但不限于片状、球形以及树枝状，其他分别同实施例1-16。

Claims (1)

1.一种耐高温电磁屏蔽热缩管，其特征在于它采用如下质量份配比的原料：

硅橡胶 100 热塑性树脂 10～50 补强剂 5～30

硫化剂 1.5～6 硅油 2～20 改性导电粉体 175～543；

所述的硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶、氟硅橡胶中的一种或两种以任意配比混合，所述的硅橡胶中乙烯基含量为0.03～0.2%重量；

所述的热塑性树脂为甲基硅树脂、乙烯基硅树脂、苯基硅树脂、苯撑硅树脂、聚偏氟乙烯中的一种或两种以任意配比混合；

所述的补强剂为采用六甲基二硅氮烷处理的气相法白炭黑或沉淀法白炭黑；

所述的硫化剂为2,4-二氯过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰中的一种或2,4-二氯过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰与三烯丙基异氰脲酸酯以任意配比混合的混合物；

所述的硅油为甲基硅油、乙烯基硅油中的一种或甲基硅油与乙烯基硅油以任意配比混合的混合物；

所述的导电粉体为银粉、镍粉、镀银铜粉、镀银铝粉、镀银玻璃微珠、镀银镍粉、镀镍石墨的一种或几种以任意配比混合的粉体，其形状包括但不限于片状、球形以及树枝状；

通过如下步骤制成：

a.冷混：取硅橡胶、补强剂和硅油于真空捏合机中混合均匀，然后抽真空0.5～2h，得混炼胶；

b.热混：将a步骤冷混后的混炼胶加热至150～175℃，加入热塑性树脂，混合均匀，取出后在双辊开炼机出片，冷却到室温，得片状混炼胶；

c.共混：将b步骤热混后的片状混炼胶置入双辊开炼机中，然后加入交联剂混炼均匀，再加入改性导电粉体共混，混炼均匀后出片；

d.挤出硫化：将c步骤共混后的片状混炼胶先经硅橡胶挤出机挤出，然后再经热空气烘道硫化定型，得弹性胶管；

e.扩张定型：将d步骤的弹性胶管加热至热塑性树脂的熔点以上，使用外力使其扩张，然后骤冷定型，得产品。