[发明专利]导热屏蔽橡胶、其制备方法及含其电子设备

说明书

本发明提供了一种导热屏蔽橡胶、其制备方法及含其电子设备。该导热屏蔽橡胶的制备方法包括：采用含金属镀层的石墨纤维构建三维骨架；制备液态的混有导热填料的硫化硅橡胶；及使液态的混有导热填料的硫化硅橡胶填充三维骨架，并进行真空处理及室温硫化处理，得到导热屏蔽橡胶。相比于现有方法，采用上述方法制备导热屏蔽橡胶，不仅有利于降低填料的用量，还有利于提高导热屏蔽橡胶的电磁场屏蔽能力和力学性能，进而在应用过程中能够大大提高电子元器件的散热性能，延长电子设备的使用寿命，拓宽电子设备的应用范围。

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种导热屏蔽橡胶、其制备方法及含其电子设备。

背景技术

通信领域电子元器件体积不断缩小，工作频率不断提高，电子设备之间的相互干扰现象和生产的热量迅速积累。通常电子元器件温度每升高2℃，其可靠性、稳定性下降10％。为保证电子元器件能长时间高可靠性地工作，散热性就成为影响其使用寿命的重要因素，因此迫切需要研制具有高导热性能的电磁屏蔽材料。

导电硅橡胶作为一种新型的电磁屏蔽材料，不仅具有良好的柔韧性、密封性及耐候性，更展现出优异的电磁屏蔽性能，可有效解决上述问题。对导电硅橡胶而言，填料的电导率及其在硅橡胶中的分散与联通性是制约其综合导电性能和电磁屏蔽性能的重要因素。传统的共混类制备方法，因无法实现填料在基体材料中的均匀分布及高效贯通，致使材料存在填料用量大、电磁屏蔽效能差等问题。

鉴于上述问题，需要开发一种低填料含量和高屏蔽效能的硅橡胶复合材料。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种导热屏蔽橡胶、其制备方法及含其电子设备，以解决现有方法无法实现填料在基体材料中的均匀分布及高效贯通，致使硅橡胶复合材料存在填料用量大和电磁屏蔽效能差的问题。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种导热屏蔽橡胶的制备方法，该导热屏蔽橡胶的制备方法包括：采用含金属镀层的石墨纤维构建三维骨架；制备液态的混有导热填料的硫化硅橡胶；及使液态的混有导热填料的硫化硅橡胶填充三维骨架，并进行真空处理及室温硫化处理，得到导热屏蔽橡胶。

进一步地，该构建三维骨架的步骤包括：构建至少两个备选三维模型；分析各备选三维模型对力学性能的影响，当含金属镀层的石墨纤维的用量最少时，将力学性能最优的备选三维模型作为目标三维骨架结构；及以含金属镀层的石墨纤维为原料，根据目标三维骨架结构建模，得到三维骨架。

进一步地，该制备液态的混有导热填料的硫化硅橡胶的步骤包括：采用偶联剂对导热填料进行表面改性，得到表面改性的导热填料；将表面改性的导热填料与室温硫化硅橡胶及催化剂的混合物依次进行预混和真空捏合，得到预处理产品；使预处理产品与交联剂进行交联反应，得到液态的混有导热填料的硫化硅橡胶；优选地，偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷和/或甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；优选地，导热填料选自氮化硼、氧化铝、氮化硅、氮化铝组成的组中的一种或多种；更优选地，导热填料的粒径为50～150nm，进一步优选地，导热填料的粒径为90～110nm。

进一步地，表面改性过程包括：将偶联剂与有机溶剂混合，得到第一溶液；将第一溶液、导热填料及水混合后，依次进行超声分散、溶剂蒸发及干燥处理，得到表面改性的导热填料；优选地，偶联剂、导热填料及水的重量比为(1～5):(120～180):(2～10)。

进一步地，第一溶液、导热填料及水混合后，反应体系的pH为3～5，超声分散处理过程的时间为20～60min，溶剂蒸发过程的温度为60～90℃，干燥过程的温度为100～130℃，干燥时间为12～24h。

进一步地，含金属镀层的石墨纤维选自镀银石墨纤维、镀铜石墨纤维和镀镍石墨纤维组成的组中的一种或多种；优选地，含金属镀层的石墨纤维的单丝直径为6～10μm，镀层厚度为0.1～0.3μm，以导热屏蔽橡胶按100重量份计，含金属镀层的石墨纤维的加入量为10～30％。