本发明属于电磁屏蔽材料的技术领域,特别是指一种电磁屏蔽密封制品及其制作工艺。
背景技术:
在某些特殊用途的电子设备中,为了防止电磁信号的干扰,保护设备的正常工作,需要对设备进行电磁屏蔽。这类电子设备如果在使用中受到同频电磁波的影响,很容易产生信号不良,导致使用的稳定性下降等后果。但是,在设备的接口等位置,由于需要安装或拆卸,就需要在此处进行电磁屏蔽和密封。现有的常规作法是在装配时使用导电橡胶密封圈进行电磁屏蔽处理,然而,由于人工操作失误及装配手法等问题,使得电磁密封圈容易出现装配不良,从而影响产品的屏蔽效果。
橡胶是普遍使用的密封材料,由于橡胶材料均为电的不良导体,因此,必须添加导电填料来满足橡胶材料的导电性能要求;同时,导电填料的大量添加会使胶料硬度大幅上升,弹性降低;而且,导电填料容易氧化,从而使得材料的屏蔽效能随着使用时间的增长大幅下;其制备工艺复杂,容易对骨架材料造成损伤;由于特殊用途的电子设备等对产品性能及外观要求极高,无法满足对电子设备可行性的要求。
技术实现要素:
本发明提供一种电磁屏蔽密封制品及其制作工艺,解决了现有技术中电磁屏蔽密封制品弹性低、屏蔽效能差、装配不良而影响屏蔽效果的问题。
本发明的一种电磁屏蔽密封制品,其主要是通过以下技术方案加以实现的:包括铝合金骨架,所述铝合金骨架上设有电磁屏蔽橡胶材料,所述电磁屏蔽橡胶材料包括以下重量份的组分:甲基乙烯基硅橡胶80~100份、镀银导电填料250~300份、dcbp膏2~8份、偶联剂2~8份。
本发明通过硅橡胶作为材料基材,这种甲基乙烯基硅橡胶在硅橡胶的侧链引入乙烯基和甲基,改进了硅橡胶的特性,为低硬度高扯断伸长率硅橡胶,并添加镀银导电填料,在dcbp膏硫化剂和偶联剂的作用下,与铝合金骨架进行复合,获得特种电磁屏蔽橡胶密封制品;所得密封制品表面的电磁屏蔽橡胶材料的扯断伸长率不低于500%,体积电阻率可以达到很低,具有优良的电磁屏蔽性能;其邵尔a硬度不高于70度,体积电阻率可以达到0.005ω•cm,保持了很好的弹性,电磁屏蔽寿命长,使用效果好。
作为一种优选的实施方案,所述镀银导电填料为镀银金属、镀银非金属、镀银氧化物中的任意一种或几种。镀银金属包括镀银铜粉、镀银铝粉和镀银镍粉等等,镀银非金属包括镀银玻璃、镀银陶瓷、镀银炭黑、镀银石墨和镀银云母等,镀银氧化物包括镀银二氧化锡、镀银氧化锌和镀银二氧化钛等。这些导电填料表面镀有银,中心为导电体,同时,其颗粒分散性好,能够很好地分散在甲基乙烯基硅橡胶中,所得电磁屏蔽橡胶材料在具有良好的电磁屏蔽性能的同时还具有很好的导电性能。
作为一种优选的实施方案,所述镀银导电填料中银的含量为10~40%,所述所述镀银导电填料的粒径大小为50~200nm。这种镀银导电填料作为导电填料粒径大小适宜,可以与硅橡胶更好的融合;表面镀银保护,不容易氧化,从而使得材料的屏蔽效能大幅延长。
作为一种优选的实施方案,所述dcbp膏中的2,4-二氯苯甲酰含量为30~70%。这种dcbp膏分解温度低,分解速度快;在热空气硫化时,不会产生气孔;采用dcbp膏作为硫化剂,其硫化效果好。
作为一种优选的实施方案,所述偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷偶联剂。这种偶联剂一方面与甲基乙烯基硅橡胶共聚,另一方面可作为特种硅橡胶即甲基乙烯基硅橡胶的填充剂,增强电磁屏蔽橡胶的密封性能。
作为一种优选的实施方案,所述电磁屏蔽橡胶材料的厚度为2~5mm。这种电磁屏蔽密封制品为特种硅橡胶密封材料与铝合金骨架复合而成的,对铝合金骨架不产生任何影响,且其对表面不产生污染,邵尔a硬度≤70度,满足产品电磁屏蔽和密封性能的要求。
本发明的一种电磁屏蔽密封制品的制作工艺,其主要是通过以下技术方案加以实现的:包括以下步骤:1)取甲基乙烯基硅橡胶,加入dcbp膏,混炼,制成硅橡胶混炼胶;2)在步骤1)所得硅橡胶混炼胶中,缓慢加入镀银导电填料,倒胶返炼,至颜色均匀,得初胶料;3)将步骤2)所得初胶料返炼,出片,裁片,得半成品;4)取铝合金骨架,采用有机溶剂进行清洗,喷涂粘合剂,得到骨架a;5)将步骤3)所得半成品放入模具的型腔内,将步骤3)所得骨架a装入模具的上模,卡入中模,将上模、中模合在下模上,合模硫化,硫化温度为60~100℃,硫化压力为2~3mpa,硫化时间为15~20min,得成品;6)开模,取出成品,后处理,得密封制品。
本发明在特种硅橡胶材料基体中添加镀银导电填料,采用低温进行硫化,通过dcbp膏硫化剂和偶联剂的添加,制备的电磁屏蔽橡胶材料的邵尔a硬度≤70度,体积电阻率在0.005~0.01ω•cm之间,具有很好的弹性以及电磁屏蔽性能,电磁屏蔽性能好,满足了电磁屏蔽材料的密封性能要求;这种低温硫化工艺和电磁屏蔽橡胶材料,不会对铝合金骨架产生任何影响,而且也不会对其表面产生污染,低温硫化进展顺利,效果好;本发明的制作工艺简单,操作温度低,能耗小,生产效率高,易于实现产业化。
作为一种优选的实施方案,所述步骤1)中,混炼的温度为30~40℃,混炼后,室温停放2~6h;所述步骤2)中,返炼的温度为30~40℃。本发明混炼和返炼温度均在30~40℃之间,温度低,便于控制。
作为一种优选的实施方案,所述步骤4)中,有机溶剂为乙酯、酒精或汽油中的任意一种,粘合剂喷涂2~5遍。采用有机溶剂对铝合金骨架进行清洗,以除去其表面的杂质;通过粘合剂是上述橡胶组分很好的融合到铝合金骨架的表面,并保障了粘合剂的均匀性。
作为一种优选的实施方案,所述步骤6)中,开模之前,排气2~5次;后处理为采用抹布蘸取挥发性有机溶剂清理成品,使用压缩空气清理,去除成品表面杂质和污物。采用挥发性有机溶剂对成品进行清洗,并采用压缩空气对其进行吹扫,以保证成品表面的清洁度和光滑性。
本发明的有益效果是:本发明通过甲基乙烯基硅橡胶作为材料基材,添加镀银导电填料,在dcbp膏硫化剂和偶联剂的作用下,与铝合金骨架进行复合,获得特种电磁屏蔽橡胶密封制品;所得密封制品表面的电磁屏蔽橡胶材料的扯断伸长率大,体积电阻率可以达到很低,具有优良的电磁屏蔽性能;其邵尔a硬度不高于70度,体积电阻率不高于0.01ω•cm,扯断伸长率不低于500%,电磁屏蔽性能好,电磁屏蔽寿命长,保持了很好的弹性;制作工艺简单,操作温度低,不会对铝合金骨架产生任何影响,也不会对铝合金骨架表面产生污染,能耗小,生产效率高,易于实现产业化,开创了高导电橡胶材料的先河,填补了高导电橡胶材料的空白,满足了设备的电磁屏蔽和密封性能要求。
具体实施方式
下面将结合本发明的具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例一
本发明的一种电磁屏蔽密封制品的制作工艺,包括以下步骤:
1)按照如下重量份称取原料:甲基乙烯基硅橡胶100份,镀银玻璃球300份,dcbp膏4份,偶联剂4份;
2)取甲基乙烯基硅橡胶,添加dcbp膏,在开炼机中进行混炼,制备硅橡胶混炼胶;
3)将开炼机调至适当辊距,生胶包辊,调整挡板保持辊上有适量余胶,缓慢加入镀银玻璃球,不断倒胶返炼,直至胶料颜色均匀,制备得初胶料;
4)将上述初胶料返炼,出片,裁片(依据制品要求调整裁片宽度),制得半成品;
5)取铝合金骨架,在其待复合电磁屏蔽橡胶材料处,使用乙酯清理,放入喷涂工装喷涂粘合剂,制备得到骨架a;
6)预设硫化参数,硫化温度为90℃,硫化压力为3mpa,硫化时间为20min,硫化机达到预设温度后,依据要求将上述半成品放入模具的型腔内,将上述铝合金骨架a装入模具的上模,卡入中模,将上模和带有骨架的中模合在下模上,放入平板中间后,合模硫化;
7)排气5次,开模,取出中模和成品,去处飞边,采用抹布蘸取酒精清理成品,使用压缩空气清理,去除表面杂质和污物,得到密封制品。
实施例二
1)按照如下重量份称取原料:甲基乙烯基硅橡胶80份,镀银导电粉250份,dcbp膏2份,偶联剂2份,dcbp膏中2,4-二氯苯甲酰的含量为30%,镀银导电粉的粒径大小为50nm;
2)取硅橡胶,添加dcbp膏,在开炼机中进行混炼,混炼后,室温停放2h,制备硅橡胶混炼胶;
3)将开炼机调至适当辊距,生胶包辊,调整挡板保持辊上有适量余胶,缓慢加入镀银导电粉,不断倒胶返炼,直至胶料颜色均匀,制备得初胶料;
4)将上述初胶料返炼,出片,裁片(依据制品要求调整裁片宽度),制得半成品;
5)取铝合金骨架,在其待复合电磁屏蔽橡胶材料处,使用酒精清理,放入喷涂工装喷涂粘合剂2遍,制备得到骨架a;
6)预设硫化参数,硫化温度为60℃,硫化压力为2mpa,硫化时间为15min,硫化机达到预设温度后依据要求将上述半成品放入模具的型腔内,将上述铝合金骨架a装入模具的上模,卡入中模,将上模和带有骨架的中模合在下模上,放入平板中间后,合模硫化;
7)排气2次,开模,取出中模和成品,去处飞边,采用抹布蘸取酒精清理成品,使用压缩空气清理,去除表面杂质和污物,得到密封制品。
实施例三
1)按照如下重量份称取原料:甲基乙烯基硅橡胶90份,镀银铝粉260份,dcbp膏8份,乙烯基三乙氧基硅烷偶联剂8份,镀银铝粉中银的含量为40%,镀银铝粉的粒径大小为100nm;
2)取甲基乙烯基硅橡胶,开启开炼机,控制辊温度为40℃,待包辊后添加dcbp膏,混炼,混炼后,室温停放6h,制备硅橡胶混炼胶;
3)将开炼机调至适当辊距,生胶包辊,调整挡板保持辊上有适量余胶,缓慢加入镀银铝粉,控制温度在40℃,不断倒胶返炼,直至胶料颜色均匀,制备得初胶料;
4)将上述初胶料返炼,出片,裁片(依据制品要求调整裁片宽度),制得半成品;
5)取铝合金骨架,在其待复合电磁屏蔽橡胶材料处,使用汽油清理,放入喷涂工装喷涂粘合剂5遍,制备得到骨架a;
6)预设硫化参数,硫化温度为100℃,硫化压力为2.5mpa,硫化时间为17min,硫化机达到预设温度后依据要求将上述半成品放入模具的型腔内,将上述铝合金骨架a装入模具的上模,卡入中模,将上模和带有骨架的中模合在下模上,放入平板中间后,合模硫化;
7)开模,取出成品,后处理,得到密封制品。
实施例四
1)按照如下重量份称取原料:甲基乙烯基硅橡胶85份,镀银氧化锌280份,dcbp膏3份,乙烯基三乙氧基硅烷偶联剂3份,镀银氧化锌中银的含量为10%,dcbp膏中2,4-二氯苯甲酰的含量为50%,镀银氧化锌的粒径大小为200nm;
2)取甲基乙烯基硅橡胶,添加dcbp膏,在开炼机中进行混炼,混炼后,室温停放4h,制备硅橡胶混炼胶;
3)将开炼机调至适当辊距,生胶包辊,调整挡板保持辊上有适量余胶,缓慢加入镀银氧化锌,不断倒胶返炼,直至胶料颜色均匀,制备得初胶料;
4)将上述初胶料返炼,出片,裁片(依据制品要求调整裁片宽度),制得半成品;
5)取铝合金骨架,在其待复合电磁屏蔽橡胶材料处,使用乙酸乙酯清理,放入喷涂工装喷涂粘合剂3遍,制备得到骨架a;
6)预设硫化参数,硫化温度为80℃,硫化压力为3mpa,硫化时间为18min,硫化机达到预设温度后依据要求将上述半成品放入模具的型腔内,将上述铝合金骨架a装入模具的上模,卡入中模,将上模和带有骨架的中模合在下模上,放入平板中间后,合模硫化;
7)排气4次,开模,取出中模和成品,去处飞边,采用抹布蘸取酒精清理成品,使用压缩空气清理,去除表面杂质和污物,得到密封制品。
实施例五
1)按照如下重量份称取原料:甲基乙烯基硅橡胶95份,镀银玻璃球290份,dcbp膏5份,乙烯基三乙氧基硅烷偶联剂5份,dcbp膏中2,4-二氯苯甲酰的含量为70%;
2)取甲基乙烯基硅橡胶,开启开炼机,控制辊温度为30℃,待包辊后添加dcbp膏,混炼,制备硅橡胶混炼胶;
3)将开炼机调至适当辊距,生胶包辊,调整挡板保持辊上有适量余胶,缓慢加入镀银玻璃球,控制温度在30℃,不断倒胶返炼,直至胶料颜色均匀,制备得初胶料;
4)将上述初胶料返炼,出片,裁片(依据制品要求调整裁片宽度),制得半成品;
5)取铝合金骨架,在其待复合电磁屏蔽橡胶材料处,使用乙酸乙酯清理,放入喷涂工装喷涂粘合剂4遍,制备得到骨架a;
6)预设硫化参数,硫化温度为70℃,硫化压力为2mpa,硫化时间为16min,硫化机达到预设温度后依据要求将上述半成品放入模具的型腔内,将上述铝合金骨架a装入模具的上模,卡入中模,将上模和带有骨架的中模合在下模上,放入平板中间后,合模硫化;
7)排气4次,开模,取出中模和成品,去处飞边,采用抹布蘸取酒精清理成品,使用压缩空气清理,去除表面杂质和污物,得到密封制品。
将本发明实施例一至实施例五所得五种密封制品上的电磁屏蔽密封橡胶材料进行性能检测,其中,邵尔a硬度按照gb/t531.1-2008规定的方法进行,拉伸强度按照gb/t528-2009规定的方法进行,拉断伸长率按照iso527-2012规定的方法进行,体积电阻率按照gb/t15662-1995规定的方法进行,电磁屏蔽性能按照gjb6190-2008规定的方法进行,并分别测定了0.2mhz、100mhz、500mhz、2000mhz和10000mhz下的电磁屏蔽性能,并采用相同的方法在相同的条件下对市售的某国外进口的电磁屏蔽密封胶料(简称国外胶料)也进行邵尔a硬度、拉伸强度、伸长率、体积电阻率和5个条件下的电磁屏蔽性能等五大指标的性能测试,检测结果如表1所示。
表1电磁屏蔽橡胶材料的性能检测结果
由表1可以看出,本发明的铝合金骨架上的电磁屏蔽密封橡胶材料的性能中硬度与国外现有胶料相当,其邵尔a硬度均不高于70度,可以达到60度;其拉伸强度也与国外胶料相当,均在1.3mpa左右;但是,本发明的铝合金骨架上的电磁屏蔽密封橡胶材料的扯断伸长率不低于500%,均在600%以上,是国外胶料的2-6倍,这明显优于国外胶料,可以起到很好的密封性能;同时,本发明的电磁屏蔽密封橡胶材料的体积电阻率均≤0.01ω•cm,并且在0.005~0.007ω•cm范围之内,达到了国外胶料的水平。另外,本发明的铝合金骨架上的电磁屏蔽密封橡胶材料在0.2mhz下的电磁屏蔽性能达到70db左右,优于国外胶料;在100mhz下的电磁屏蔽性能达到104db左右,优于国外胶料;在500mhz下的电磁屏蔽性能达到112db左右,优于国外胶料;在2000mhz下的电磁屏蔽性能达到101db左右,优于国外胶料;在10000mhz下的电磁屏蔽性能达到95db左右,优于国外胶料;因此,本发明的铝合金骨架上的电磁屏蔽性能不论是在低赫兹下还是在高赫兹下均明显优于国外胶料,这说明本发明的铝合金骨架上的电磁屏蔽密封橡胶材料在国内外达到了领先地位。
本发明的有益效果是:本发明通过甲基乙烯基硅橡胶作为材料基材,添加镀银导电填料,在dcbp膏硫化剂和偶联剂的作用下,与铝合金骨架进行复合,获得特种电磁屏蔽橡胶密封制品;所得密封制品表面的电磁屏蔽橡胶材料的扯断伸长率大,体积电阻率可以达到很低,具有优良的电磁屏蔽性能;其邵尔a硬度不高于70度,体积电阻率不高于0.01ω•cm,扯断伸长率不低于500%,电磁屏蔽性能好,电磁屏蔽寿命长,保持了很好的弹性;制作工艺简单,操作温度低,不会对铝合金骨架产生任何影响,也不会对铝合金骨架表面产生污染,能耗小,生产效率高,易于实现产业化,开创了高导电橡胶材料的先河,填补了高导电橡胶材料的空白,满足了设备的电磁屏蔽和密封性能要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。