[发明专利]高强度宽频段高屏蔽效能硅橡胶材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高强度宽频段高屏蔽效能硅橡胶材料及其制备方法，该橡胶材料组分包括：基材、纳米银粒子、补强材料、导电填料和其他助剂，其他助剂包括偶联剂、导电促进剂、硫化剂、色胶。本发明的橡胶材料同时兼顾高强度和20MHz～18GHz宽频段的屏蔽效能功能；其使用温度在‑55℃～160℃之间，拉伸强度≥5MPa、压缩永久变形≤30％、体积电阻率≤0.002Ω·cm；本发明材料工艺性优良，能够进行复杂截面的橡胶制品生产，产品同时兼顾水密、气密密封和电磁屏蔽效能功能。

技术领域

本发明属于特种橡胶技术领域，具体涉及一种高强度宽频段高屏蔽效能硅橡胶材料。

背景技术

随着我国科技和国防工业现代化水平的不断提高，机载设备要求技术含量更高，功能更全。由于其特殊的作战需求，防止电子设备之间的相互干扰，相对与传统飞机其使用功能上具有一定的电磁屏蔽的特殊性，对其机体所采用的橡胶密封材料的性能和可靠性较以往有着更加苛刻的要求。现阶段制备电磁屏蔽材料的基体橡胶材料，硅(氟硅)橡胶硬度在20邵尔A时，强度只有5～6MPa，同时要获得高导电性能的导电橡胶材料，需要加入大量的导电填料，而随着填充量的增加，导电粒子之间的硅橡胶含量越来越少，硅橡胶自身的连续相受到减弱乃至破坏，从而使导致硬度呈直线增加，加工性下降，其力学强度太低，压缩永久变形大，拉伸强度只有3MPa，拉断伸长率只有100％，且工艺性能差，不能满足高强度、高回弹电磁屏蔽橡胶材料和制备复杂截面的电磁屏蔽橡胶密封制备。因此，需研制出一种兼顾高强度以及宽屏蔽下高屏蔽效能的橡胶材料，满足航空航天兵器船舶机载设备的气密、水密密封及电磁防护功能。

发明内容

本发明提供了一种高强度宽频段高屏蔽效能硅橡胶材料，解决现有技术中屏蔽橡胶材料屏蔽性能和力学强度无法兼顾的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

高强度宽频段高屏蔽效能硅橡胶材料，所述橡胶材料组分包括：基材、纳米银粒子、补强材料、导电填料和其他助剂，其他助剂包括偶联剂、导电促进剂、硫化剂、色胶；

各组分的质量百分比范围是：基材25％-30％，纳米银粒子1％-2％，补强材料5％-10％，导电填料60％-70％，其他助剂1％-5％，上述组分的质量百分比之和为 100％。

进一步的，所述基材为端乙烯基甲基乙烯基硅橡胶。

进一步的，所述补强材料包括结构控制剂、白炭黑。

进一步的，所述导电填料包括碳纳米管镀镍镀银、二氧化硅镀镍镀银、镀镍镀银玻璃珠的一种或几种的组合。

进一步的，所述偶联剂选用A151硅烷偶联剂，所述导电促进剂选用戊二酸或丙二酸，所述硫化剂选用2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧基己烷过氧化物硫化剂。

进一步的，所述橡胶材料的具体配比方案如下：

高强度宽频段高屏蔽效能硅橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：以八甲基环四硅氧烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷为起始原料，采用硅醇盐为引发剂，在90～110℃下开环聚合过程中加入纳米银粒子制备含纳米银粒子的端乙烯基甲基乙烯基硅橡胶；

步骤二：使用双辊开炼机，将辊距调至3～5mm，在辊温≤55℃下加入含纳米银粒子的端乙烯基甲基乙烯基硅橡胶；

步骤三：双辊开炼机依次加入白炭黑和结构控制剂，混炼混匀；

步骤四：将步骤二混炼好的胶料置于搪瓷盘放入烘箱进行(200±5)℃×1h 热处理；

步骤五：使用双棍开炼机，将辊距调到4～6mm，在辊温≤55℃下加入步骤三处理后的胶料，重分返炼后，然后依次加入导电填料、偶联剂、导电促进剂、硫化剂和色胶，混炼均匀下片；