CN112322041A - 一种电磁屏蔽橡胶及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电磁屏蔽橡胶及其制备方法和应用。该电磁屏蔽橡胶的原料组成包括以下重量组分：二羟基聚二甲基硅氧烷30份‑55份、填料26份‑45份、纳米碳黑5份‑10份、石墨烯0.6份‑1.2份、硅烷偶联剂0.05份‑0.15份、屏蔽材料201E 0.05份‑3份、固化剂0.5份‑2.5份。本发明还提供了上述电磁屏蔽橡胶的制备方法。本发明的电磁屏蔽橡胶的原料成本低、屏蔽效果优异。
Description
技术领域
本发明涉及一种橡胶材料，尤其涉及一种具有电磁屏蔽效应的橡胶材料，属于橡胶材料制备技术领域。
背景技术
电磁污染会严重影响着人类生活。电磁干扰、电磁信息泄露、环境电磁污染等问题也越来越突出，从而催生了高导电橡胶、吸波橡胶等功能性硅橡胶在电磁屏蔽领域的应用。电磁屏蔽，就是对两个空间区域之间进行金属的隔离，以控制电场、磁场和电磁波由一个区域向另一个区域的感应和辐射。电磁屏蔽就是利用辐射电磁场在金属界面的反射和金属屏蔽层的吸收来抑制电磁辐射干扰的，从而有效控制从屏蔽材料的一侧空间向另一侧空间传递电磁能量。
根据Schelkunoff电磁屏蔽理论，屏蔽效能可用下式表示：
SE＝R+A+B
式中SE(Shielding Effectness)为屏蔽材料的总屏蔽效能，R为表面反射损耗衰减，A为屏蔽材料内部吸收损耗衰减，B为屏蔽材料内部多次反射损耗衰减，单位为dB。因而屏蔽材料必须具有高的导电性和/或高的磁导率。
电磁屏蔽硅橡胶，主要作为密封件用于电子设备及***屏蔽体的通孔或缝隙，防止电磁波从这些缝隙中泄露，从而保障整个设备或***的电磁兼容性。
据市场统计，电磁屏蔽橡胶密封件是发展迅速，从2000年开始，年增长率已达5.2％。远远大于其他密封件的增长速度。这些电磁屏蔽硅橡胶，使用的是导电填料，主要有8类：纯银粉、镀银玻璃微珠、铝镀银、铜镀银、镍镀银、镍包石墨、导电炭黑、石墨烯等。根据产品的应用领域划分有民用、军用以及特殊用途的电磁屏蔽橡胶。制备出的都是导电产品，体积电阻率在0.002-10Ω.cm，且材料成本高。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种原料成本低、屏蔽效果优异的电磁屏蔽橡胶。
本发明的另一目的在于提供一种原料成本低、屏蔽效果优异的电磁屏蔽橡胶的制备方法。
为了实现上述任一目的，本发明提供了一种电磁屏蔽橡胶，该电磁屏蔽橡胶的原料组成包括以下重量组分：二羟基聚二甲基硅氧烷(107胶)30份-55份、填料26份-45份、纳米碳黑5份-10份、石墨烯0.6份-1.2份、硅烷偶联剂0.05份-0.15份、屏蔽材料201E 0.05份-3份、固化剂0.5份-2.5份。
在本发明的一具体实施方式中，采用的填料包括_白炭黑、氧化铝、氢氧化铝、氧化镁、氧化锌、氮化硼。采用的硅烷偶联剂包括_KH792、KH560、KH570。采用的固化剂包括钛酸二异丙酯_、正硅酸乙酯_。采用的纳米碳黑的粒径为10-30nm。
本发明的电磁屏蔽橡胶通过特定的原料组成，使得该电磁屏蔽橡胶的体积电阻率可以达到104Ω.cm-108Ω.cm。
在本发明的一具体实施方式中，该电磁屏蔽橡胶的原料组成包括以下重量组分：二羟基聚二甲基硅氧烷35份-55份、填料26份-35份、纳米碳黑8份-10份、石墨烯0.8份-1.2份、硅烷偶联剂0.10份-0.15份、屏蔽材料201E 1份-3份、固化剂1.5份-2.5份。
本发明还提供了上述电磁屏蔽橡胶的制备方法，该制备方法包括：
将二羟基聚二甲基硅氧烷、填料、纳米碳黑、石墨烯捏合均匀，研磨至细腻，再经高速分散机高速搅拌混合均匀；
在110℃-150℃脱水，真空冷却后加入硅烷偶联剂、屏蔽材料、固化剂，真空搅拌，得到所述电磁屏蔽橡胶。
在本发明的一具体实施方式中，搅拌速度为800-1200r/min。
本发明还提供了一种电子设备，该电子设备包括本发明的上述电磁屏蔽橡胶。包括但不限于，采用本发明的电磁屏蔽橡胶作为密封件，用于电子设备屏蔽体的通孔或缝隙，防止电磁波从通孔或缝隙中泄露，从而保证整个设备的电磁兼容性。
本发明的电磁屏蔽橡胶，通过特定的原料组成和制备方法，使得该电磁屏蔽硅橡胶的体积电阻率可以达到104Ω.cm-108Ω.cm。同时原料中不含有银、铝等金属元素，使用纳米碳黑，具有更好的纳米效应，即有屏蔽和吸波作用。同时该电磁屏蔽橡胶能够成功应用于抗EMI领域，在1MHz到100MHz频率范围内电磁屏蔽效能达到100dB，略低于银-铝115dB。在200MHz到10G频率范围内可达80dB以上衰减量。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供了一种电磁屏蔽橡胶，其是通过以下步骤制备得到的：
在捏合机中加入二羟基聚二甲基硅氧烷30g、填料45g、纳米碳黑5g、石墨烯0.6g捏合均匀，再经三辊研磨三次，研磨至细腻，再经高速分散机高速搅拌(1000r/min)混合均匀，然后加入脱水机在110-150℃真空下脱水，真空冷却后加入硅烷偶联剂0.05g、屏蔽材料201E0.05g、固化剂0.5g，真空下搅拌均匀，经检测合格后出料得产品80g。
实施例2
本实施例提供了一种电磁屏蔽橡胶，其是通过以下步骤制备得到的：
在捏合机中加入二羟基聚二甲基硅氧烷55g、填料26g、纳米碳黑10g、石墨烯1.2g捏合均匀，经三辊研磨三次研磨至细腻，再经高速分散机高速搅拌(1100r/min)混合均匀，然后加入脱水机在110～150真空下脱水，真空冷却后加入硅烷偶联剂0.15g、屏蔽材料201E3g、固化剂2.5g，真空下搅拌均匀,经检测合格后出料得产品97g。
实施例3
本实施例提供了一种电磁屏蔽橡胶，其是通过以下步骤制备得到的：
在捏合机中加入二羟基聚二甲基硅氧烷35g、填料30g、纳米碳黑9g、石墨烯0.8g捏合均匀，再经三辊研磨三次，研磨至细腻，再经高速分散机高速搅拌(1200r/min)混合均匀，然后加入脱水机在110～150真空下脱水，真空冷却后加入硅烷偶联剂0.12g、屏蔽材料201E2g、固化剂2g，真空下搅拌均匀，经检测合格后出料得产品78g。
实施例4
本实施例提供了一种电磁屏蔽橡胶，其是通过以下步骤制备得到的：
在捏合机中加入二羟基聚二甲基硅氧烷40g、填料35g、纳米碳黑8g、石墨烯0.9g捏合均匀，经三辊研磨三次,研磨至细腻，再经高速分散机高速搅拌(1000r/min)混合均匀，然后加入脱水机在110～150真空下脱水，真空冷却后加入硅烷偶联剂0.1g、屏蔽材料201E1g、固化剂1.5g，真空下搅拌均匀，经检测合格后出料得产品86g。
实施例5
本实施例提供了一种电磁屏蔽橡胶，其是通过以下步骤制备得到的：
在捏合机中加入二羟基聚二甲基硅氧烷45g、填料40g、纳米碳黑6g、石墨烯1g捏合均匀，经三辊研磨三次，研磨至细腻，再经高速分散机高速搅拌(1000r/min)混合均匀，然后加入脱水机在110～150真空下脱水，真空冷却后加入硅烷偶联剂0.08g、屏蔽材料201E0.5g、固化剂1g，真空下搅拌均匀，经检测合格后出料得产品93g。
对比例1
本对比例与实施例2基本相同，区别在于：二羟基聚二甲基硅氧烷的含量为20重量份。
对比例2
本对比例与实施例2基本相同，区别在于：纳米炭黑的含量为20重量份。
对比例3
本对比例与实施例2基本相同，区别在于：屏蔽材料201E的含量为20重量份。
将实施例1-实施例5的电磁屏蔽橡胶、以及对比例1-对比例3的材料进行粘度、电阻率和屏蔽效能测试，结果如表1所示。
表1
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电磁屏蔽橡胶，该电磁屏蔽橡胶的原料组成包括以下重量组分：二羟基聚二甲基硅氧烷30份-55份、填料26份-45份、纳米碳黑5份-10份、石墨烯0.6份-1.2份、硅烷偶联剂0.05份-0.15份、屏蔽材料201E 0.05份-3份、固化剂0.5份-2.5份。
2.根据权利要求1所述的电磁屏蔽橡胶，其中，所述填料包括白炭黑、氧化铝、氢氧化铝、氧化镁、氧化锌、氮化硼。
3.根据权利要求1所述的电磁屏蔽橡胶，其中，所述硅烷偶联剂包括KH792、KH560、KH570。
4.根据权利要求1所述的电磁屏蔽橡胶，其中，所述固化剂包括钛酸二异丙酯、正硅酸乙酯。
5.根据权利要求1所述的电磁屏蔽橡胶，其中，所述纳米碳黑的粒径为10nm-30nm。
6.根据权利要求1-5任一项所述的电磁屏蔽橡胶，其中，该电磁屏蔽橡胶的体积电阻率为104Ω.cm-108Ω.cm。
7.根据权利要求1所述的电磁屏蔽橡胶，其中，该电磁屏蔽橡胶的原料组成包括以下重量组分：二羟基聚二甲基硅氧烷35份-55份、填料26份-35份、纳米碳黑8份-10份、石墨烯0.8份-1.2份、硅烷偶联剂0.10份-0.15份、屏蔽材料201E 1份-3份、固化剂1.5份-2.5份。
8.权利要求1-7任一项所述的电磁屏蔽材料的制备方法，其中，该制备方法包括：
将二羟基聚二甲基硅氧烷、填料、纳米碳黑、石墨烯捏合均匀，研磨至细腻，再经高速分散机高速搅拌，混合均匀；
在110℃-150℃脱水，真空冷却后加入硅烷偶联剂、屏蔽材料、固化剂，真空搅拌，得到所述电磁屏蔽橡胶。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其中，搅拌速度为800-1200r/min。
10.一种电子设备，该电子设备包括权利要求1-7任一项所述的电磁屏蔽橡胶。
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