本發(fā)明涉及一種用于密封及電磁屏蔽的導(dǎo)電橡膠，特別是涉及一種具有耐電化學(xué)腐蝕性能的導(dǎo)電橡膠，以及該導(dǎo)電橡膠的制備方法。
背景技術(shù)：
電子、通訊產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展帶來信息快速交換的同時，也產(chǎn)生了諸如電磁波信息泄密、電磁波干擾及電磁環(huán)境污染等危害。高導(dǎo)電橡膠復(fù)合材料不但可以在寬廣的頻率范圍內(nèi)有效的實現(xiàn)電磁密封，而且還具有彈性好、密度小、成本低和易于加工等優(yōu)點。近年來，高導(dǎo)電橡膠復(fù)合材料發(fā)展迅速，被廣泛應(yīng)用到軍事、國防、航空航天的各種電子電氣設(shè)備中，起到電磁屏蔽和環(huán)境密封的作用。
在電子設(shè)備中，高導(dǎo)電橡膠多以密封圈或?qū)щ娨r墊形式與鋁合金質(zhì)機(jī)箱或法蘭形成電磁屏蔽系統(tǒng)，在濕熱或鹽霧惡劣氣候環(huán)境條件下，高導(dǎo)電橡膠與金屬件接觸面會在外界鹽霧水汽環(huán)境造成的電解質(zhì)溶液下發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致電化學(xué)腐蝕發(fā)生，因此需要制備一種新型耐電化學(xué)腐蝕的電磁屏蔽高導(dǎo)電橡膠，以滿足濕熱、鹽霧環(huán)境下的電磁屏蔽使用要求。
導(dǎo)電填料的種類決定電磁屏蔽橡膠的屏蔽效能和物理性能，其中復(fù)合金屬填料一方面使得復(fù)合材料的體積電阻率降低，導(dǎo)電性能大大提高，另一方面也降低了材料的成本，是一類較為理想的導(dǎo)電填料，如鍍銀鋁粉、鍍銀銅粉、鍍鎳石墨、鎳包鋁粉等。其中，鍍銀鋁粉具有較好的導(dǎo)電性和抗氧化性能，具有較高的電磁屏蔽性能，被許多研究者所研究。在“一種防潮、耐鹽霧腐蝕導(dǎo)電橡膠及其制備方法”(申請?zhí)枺?01310489155.1)，發(fā)明人用捏煉硅橡膠和鋁鍍銀導(dǎo)制成了的具有一定防潮、耐鹽霧腐蝕性能導(dǎo)電橡膠。但是鍍銀鋁粉導(dǎo)電橡膠尚存在以下缺陷：價格昂貴；在潮濕環(huán)境中容易吸潮膨脹，導(dǎo)致導(dǎo)電粉體接觸不良，從而會降低導(dǎo)電橡膠的屏蔽效能；在鹽霧環(huán)境中會出現(xiàn)明顯的化學(xué)腐蝕，導(dǎo)致導(dǎo)電性下降，電磁屏蔽功能降低。而鎳包鋁粉價格相對便宜；同時具有較好的導(dǎo)電性和抗氧化性能；鎳和鋁的電勢差較小從而一定程度上減少了電化學(xué)腐蝕的發(fā)生。
因此我們通過將硅橡膠與鎳包鋁粉進(jìn)行混合，不僅降低了成本，還達(dá)到了耐電化學(xué)腐蝕的性能。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明通過在硅橡膠中添加相應(yīng)的各類助劑，提高了加工性能，同時能保證導(dǎo)電和耐電化學(xué)腐蝕性能優(yōu)異，操作工藝簡便，而且降低了生產(chǎn)成本。
具體制備步驟如下：
1)一種耐電化學(xué)腐蝕的高導(dǎo)電電磁屏蔽橡膠的制備，由以下重量分?jǐn)?shù)的成分組成：
其中，所述的導(dǎo)電粉使用偶聯(lián)劑進(jìn)行處理。
2)所述的方法，其特征是所述硅橡膠為甲基硅橡膠，甲基乙烯基硅橡膠,甲基乙烯基苯基硅橡膠,氟硅橡膠，亞苯基硅橡膠，苯醚基硅橡膠腈硅橡膠和硅硼橡膠。
3)所述的方法，其特征是所述鎳包鋁粉粒徑為10um～200um，鎳的質(zhì)量含量為10～90％。
4)所述的方法，其特征是所述白炭黑粒徑為5nm～100nm。
5)所述的方法，其特征是所述硫化劑為過氧化物硫化劑。
6)所述的方法，其特征是所述助硫化劑taic(三烯基甲基三異氰脲酸脂)。
7)所述的方法，其特征是所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑。
導(dǎo)電橡膠的制備方法，包括以下步驟：
1)將硅烷偶聯(lián)劑按導(dǎo)電粉用量的1％～10％均勻分散于乙醇溶液中；
2)將鎳包鋁粉加入上述偶聯(lián)劑溶液中，經(jīng)攪拌，揮發(fā)干燥后得到偶聯(lián)劑包覆的導(dǎo)電粉體；
3)在橡膠開煉機(jī)或密煉機(jī)中加入硅橡膠，依次加入助硫化劑，白炭黑，偶聯(lián)劑包覆的導(dǎo)電粉體，硫化劑制得鎳包鋁粉/硅橡膠混煉膠，通過硫化制得鎳包鋁粉/硅橡膠制品。
具體實施方式
下面結(jié)合實例進(jìn)一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于以下實施例，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種形式的變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
實施例1
甲基硅橡膠100份；
鎳包鋁粉(粒徑10um，鎳含量10％)100份；
白炭黑(粒徑5nm)5份；
過氧化二異丙苯(dcp)0.1份；
taic0.1份；
本發(fā)明所述導(dǎo)電橡膠的制備方法，包括以下步驟：
1)將硅烷偶聯(lián)劑a-137按導(dǎo)電粉用量的10％均勻分散于乙醇溶液中；
2)按照所述重量份數(shù)，將鎳包鋁粉加入上述偶聯(lián)劑溶液中，經(jīng)揮發(fā)干燥后得到偶聯(lián)劑包覆的導(dǎo)電粉體；
3)在橡膠開煉機(jī)或密煉機(jī)中加入硅橡膠，依次加入助硫化劑，白炭黑，偶聯(lián)劑包覆的導(dǎo)電粉體，硫化劑制得鎳包鋁粉/硅橡膠混煉膠，通過硫化制得鎳包鋁粉/硅橡膠硫化膠。
對制備的導(dǎo)電橡膠各項性能進(jìn)行測試。
力學(xué)性能：依據(jù)gb6037進(jìn)行拉伸強度測試，依據(jù)gb/t528進(jìn)行撕裂強度測試。測試結(jié)果見表1。
壓縮永久變形：依據(jù)gb7759進(jìn)行，以壓縮永久變形器夾持，100℃老化烘箱中放置70小時。測試結(jié)果見表1。
電磁屏蔽效能：電磁屏蔽性能由中國計量科學(xué)研究院按文件nim-zy-2000-05-emc-細(xì)則-06(材料屏蔽效能作業(yè)指導(dǎo)書)進(jìn)行測試，在30mhz～1.2ghz頻率范圍內(nèi)進(jìn)行電磁屏蔽性能試驗。測試結(jié)果見表1。
導(dǎo)電穩(wěn)定性：將導(dǎo)電橡膠放置30天后，對體積電阻率進(jìn)行測試；導(dǎo)電橡膠在形變50％時，對體積電阻率進(jìn)行測試。測試結(jié)果見表1。
耐電化學(xué)腐蝕：依據(jù)gjb150.1a進(jìn)行鹽霧試驗，以耐電化學(xué)腐蝕模具夾持，連續(xù)噴霧三個周期后用濃硝酸清洗法蘭。測試試驗前后鋁制法蘭的質(zhì)量損失、導(dǎo)電橡膠重量變化及導(dǎo)電橡膠表面接觸電阻變化。測試結(jié)果見表1。
實施例2
甲基乙烯基硅橡膠100份；
鎳包鋁粉(粒徑50um，鎳含量40％)300份；
白炭黑(粒徑30nm)10份；
2,5-二甲基-2,5-雙(叔丁基過氧基)己烷(dbpmh)3份；
taic2份；
本發(fā)明所述導(dǎo)電橡膠的制備方法，包括以下步驟：
1)將硅烷偶聯(lián)劑a-151按導(dǎo)電粉用量的5％均勻分散于乙醇溶液中；
2)按照所述重量份數(shù)，將鎳包鋁粉加入上述偶聯(lián)劑溶液中，經(jīng)揮發(fā)干燥后得到偶聯(lián)劑包覆的導(dǎo)電粉體；
3)在橡膠開煉機(jī)或密煉機(jī)中加入硅橡膠，依次加入助硫化劑，白炭黑，偶聯(lián)劑包覆的導(dǎo)電粉體，硫化劑制得鎳包鋁粉/硅橡膠混煉膠，通過硫化制得鎳包鋁粉/硅橡膠硫化膠。
對制備的導(dǎo)電橡膠各項性能進(jìn)行測試。
力學(xué)性能：依據(jù)gb6037進(jìn)行拉伸強度測試，依據(jù)gb/t528進(jìn)行撕裂強度測試。測試結(jié)果見表1。
壓縮永久變形：依據(jù)gb7759進(jìn)行，以壓縮永久變形器夾持，100℃老化烘箱中放置70小時。測試結(jié)果見表1。
電磁屏蔽效能：電磁屏蔽性能由中國計量科學(xué)研究院按文件nim-zy-2000-05-emc-細(xì)則-06(材料屏蔽效能作業(yè)指導(dǎo)書)進(jìn)行測試，在30mhz～1.2ghz頻率范圍內(nèi)進(jìn)行電磁屏蔽性能試驗。測試結(jié)果見表1。
導(dǎo)電穩(wěn)定性：將導(dǎo)電橡膠放置30天后，對體積電阻率進(jìn)行測試；導(dǎo)電橡膠在形變50％時，對體積電阻率進(jìn)行測試。測試結(jié)果見表1。
耐電化學(xué)腐蝕：依據(jù)gjb150.1a進(jìn)行鹽霧試驗，以耐電化學(xué)腐蝕模具夾持，連續(xù)噴霧三個周期后用濃硝酸清洗法蘭。測試試驗前后鋁制法蘭的質(zhì)量損失、導(dǎo)電橡膠重量變化及導(dǎo)電橡膠表面接觸電阻變化。測試結(jié)果見表1。
實施例3
氟硅橡膠100份；
鎳包鋁粉(粒徑100um，鎳含量60％)450份；
白炭黑(粒徑60nm)15份；
1,3-雙(叔丁過氧異丙基)苯(bipb)1.5份；
tatc2份；
本發(fā)明所述導(dǎo)電橡膠的制備方法，包括以下步驟：
1)將硅烷偶聯(lián)劑a-174按導(dǎo)電粉用量的7％均勻分散于乙醇溶液中；
2)按照所述重量份數(shù)，將鎳包鋁粉加入上述偶聯(lián)劑溶液中，經(jīng)揮發(fā)干燥后得到偶聯(lián)劑包覆的導(dǎo)電粉體；
3)在橡膠開煉機(jī)或密煉機(jī)中加入硅橡膠，依次加入助硫化劑，白炭黑，偶聯(lián)劑包覆的導(dǎo)電粉體，硫化劑制得鎳包鋁粉/硅橡膠混煉膠，通過硫化制得鎳包鋁粉/硅橡膠硫化膠。
對制備的導(dǎo)電橡膠各項性能進(jìn)行測試。
力學(xué)性能：依據(jù)gb6037進(jìn)行拉伸強度測試，依據(jù)gb/t528進(jìn)行撕裂強度測試。測試結(jié)果見表1。
壓縮永久變形：依據(jù)gb7759進(jìn)行，以壓縮永久變形器夾持，100℃老化烘箱中放置70小時。測試結(jié)果見表1。
電磁屏蔽效能：電磁屏蔽性能由中國計量科學(xué)研究院按文nim-zy-2000-05-emc-細(xì)
則-06(材料屏蔽效能作業(yè)指導(dǎo)書)進(jìn)行測試，在30mhz～1.2ghz頻率范圍內(nèi)進(jìn)行電磁屏蔽性能試驗。測試結(jié)果見表1。
導(dǎo)電穩(wěn)定性：將導(dǎo)電橡膠放置30天后，對體積電阻率進(jìn)行測試；導(dǎo)電橡膠在形變50％時，對體積電阻率進(jìn)行測試。測試結(jié)果見表1。
耐電化學(xué)腐蝕：依據(jù)gjb150.1a進(jìn)行鹽霧試驗，以耐電化學(xué)腐蝕模具夾持，連續(xù)噴霧三個周期，測試試驗前后導(dǎo)電橡膠重量變化及導(dǎo)電橡膠表面接觸電阻變化。測試結(jié)果見表1。
實施例4
甲基乙烯基苯基硅橡膠100份；
粒徑200um鎳包鋁粉(粒徑200um，鎳含量90％)600份；
白炭黑(粒徑100nm)20份；
過氧化苯甲酰(bpo)5份；
taic5份；
本發(fā)明所述導(dǎo)電橡膠的制備方法，包括以下步驟：
1)將硅烷偶聯(lián)劑kh550按導(dǎo)電粉用量的1％均勻分散于乙醇溶液中；
2)按照所述重量份數(shù)，將鎳包鋁粉加入上述偶聯(lián)劑溶液中，經(jīng)揮發(fā)干燥后得到偶聯(lián)劑包覆的導(dǎo)電粉體；
3)在橡膠開煉機(jī)或密煉機(jī)中加入硅橡膠，依次加入助硫化劑，白炭黑，偶聯(lián)劑包覆的導(dǎo)電粉體，硫化劑制得鎳包鋁粉/硅橡膠混煉膠，通過硫化制得鎳包鋁粉/硅橡膠硫化膠。
對制備的導(dǎo)電橡膠各項性能進(jìn)行測試。
力學(xué)性能：依據(jù)gb6037進(jìn)行拉伸強度測試，依據(jù)gb/t528進(jìn)行撕裂強度測試。測試結(jié)果見表1。
壓縮永久變形：依據(jù)gb7759進(jìn)行，以壓縮永久變形器夾持，100℃老化烘箱中放置70小時。測試結(jié)果見表1。
電磁屏蔽效能：電磁屏蔽性能由中國計量科學(xué)研究院按文nim-zy-2000-05-emc-細(xì)則-06(材料屏蔽效能作業(yè)指導(dǎo)書)進(jìn)行測試，在30mhz～1.2ghz頻率范圍內(nèi)進(jìn)行電磁屏蔽性能試驗。測試結(jié)果見表1。
導(dǎo)電穩(wěn)定性：將導(dǎo)電橡膠放置30天后，對體積電阻率進(jìn)行測試；導(dǎo)電橡膠在形變50％時，對體積電阻率進(jìn)行測試。測試結(jié)果見表1。
耐電化學(xué)腐蝕：依據(jù)gjb150.1a進(jìn)行鹽霧試驗，以耐電化學(xué)腐蝕模具夾持，連續(xù)噴霧三個周期，測試試驗前后導(dǎo)電橡膠重量變化及導(dǎo)電橡膠表面接觸電阻變化。測試結(jié)果見表1。
對比例
甲基乙烯基苯基硅橡膠100份；
鍍銀鋁粉(粒徑200um，銀含量90％)600份；
白炭黑(粒徑100nm)20份；
過氧化苯甲酰(bpo)5份；
taic5份；
本發(fā)明所述導(dǎo)電橡膠的制備方法，包括以下步驟：
1)將硅烷偶聯(lián)劑kh550按導(dǎo)電粉用量的1％均勻分散于乙醇溶液中；
2)按照所述重量份數(shù)，將鍍銀鋁粉加入上述偶聯(lián)劑溶液中，經(jīng)揮發(fā)干燥后得到偶聯(lián)劑包覆的導(dǎo)電粉體；
3)在橡膠開煉機(jī)或密煉機(jī)中加入硅橡膠，依次加入助硫化劑，白炭黑，偶聯(lián)劑包覆的導(dǎo)電粉體，硫化劑制得鍍銀鋁粉/硅橡膠混煉膠，通過硫化制得鍍銀鋁粉/硅橡膠硫化膠。
對制備的導(dǎo)電橡膠各項性能進(jìn)行測試。
力學(xué)性能：依據(jù)gb6037進(jìn)行拉伸強度測試，依據(jù)gb/t528進(jìn)行撕裂強度測試。測試結(jié)果見表1。
壓縮永久變形：依據(jù)gb7759進(jìn)行，以壓縮永久變形器夾持，100℃老化烘箱中放置70小時。測試結(jié)果見表1。
電磁屏蔽效能：電磁屏蔽性能由中國計量科學(xué)研究院按文nim-zy-2000-05-emc-細(xì)則-06(材料屏蔽效能作業(yè)指導(dǎo)書)進(jìn)行測試，在30mhz～1.2ghz頻率范圍內(nèi)進(jìn)行電磁屏蔽性能試驗。測試結(jié)果見表1。
導(dǎo)電穩(wěn)定性：將導(dǎo)電橡膠放置30天后，對體積電阻率進(jìn)行測試；導(dǎo)電橡膠在形變50％時，對體積電阻率進(jìn)行測試。測試結(jié)果見表1。
耐電化學(xué)腐蝕：依據(jù)gjb150.1a進(jìn)行鹽霧試驗，以耐電化學(xué)腐蝕模具夾持，連續(xù)噴霧三個周期，測試試驗前后導(dǎo)電橡膠重量變化及導(dǎo)電橡膠表面接觸電阻變化。測試結(jié)果見表1。
對上述實施例1-4及對比例配方制備的導(dǎo)電硅橡膠進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果見表1。