[发明专利]一种室温硫化硅橡胶电磁屏蔽涂料及其制备方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及电磁屏蔽涂料领域，尤其涉及一种室温硫化硅橡胶电磁屏蔽涂料及其制备方法。

背景技术     电磁屏蔽材料是一类导体材料，具有较低的电阻率。电磁波射入后，被电磁屏蔽材料表面反射或者被材料本体吸收，难以穿透。从宏观看就是，电磁波被屏蔽于电磁屏蔽材料的射入面，这种能对电磁波产生屏蔽作用的材料即为电磁屏蔽材料。如果将电磁屏蔽材料做成涂料涂覆在需要屏蔽物表面以达到电磁屏蔽的目的，这种涂料形式的电磁屏蔽材料则是电磁屏蔽涂料。

    电磁屏蔽涂料一般采用有机高分子材料为成膜物质。如果有机高分子本身具有一定的导电性，如聚苯胺、聚吡咯等，将非常有利于提高电磁屏蔽涂料的电磁屏蔽效果。但这类具有一定导电性的有机高分子普遍成膜性不好，涂层机械性能差，且成本高，因此并不是成膜物质的合适选择。目前一般采用环氧、聚丙烯酸等具有较好成膜性能、涂层机械性能好、相对便宜的有机高分子材料作为电磁屏蔽涂料的基体树脂，即成膜物质。虽然这类有机高分子材料的电阻率高，但可通过添加导电填料来赋予涂层较好的导电性。因此，该类有机高分子材料在电磁屏蔽涂料中应用广泛。

    由于导电性是电磁屏蔽涂料的必要性能，对于由非导电性有机高分子材料制备的电磁屏蔽涂料，其导电性能主要来源于导电填料。常用的导电填料包括金属和石墨，可制成粉末或者短纤维等形状加入电磁屏蔽涂料，而纤维状材料的导电性能比粉末状优越。金属导电填料可选用金、银、铜、镍、铁等高导电率金属，但由于铜、铁等金属表面易氧化，在使用过程中表面形成氧化膜而使电阻率升高，导致屏蔽性能降低。因此金、银、镍等相对惰性的金属是优选的导电填料。

综合考虑制备过程中的成本因素，一般场合选择银粉和镍粉作为导电填料。由于银、镍等具有较高密度，在有机高分子基体树脂中分散性较差，易沉降。另外，单一的导电填料也不可能对所有阻抗的电磁场具有较好的屏蔽效果。为了进一步降低导电填料的成本，解决导电填料在基体树脂中分散性的问题，同时提高涂层的综合屏蔽效能，目前正研究多种导电填料复配使用。多种导电填料的复配主要有两种途径：①采用化学镀在一种导电填料的表面沉积另一种导电填料；②将两种导电填料简单共混。途径①可克服某种导电填料的缺点，赋予导电填料更优的性能。如在铜表面覆盖银，可克服铜易氧化的缺陷，延长使用寿命。而途径②仅是几种导电填料性能的简单加和。

复合导电填料是目前研究的热点。常见的复合导电填料有金属/金属复合导电填料、金属/非金属复合导电填料、导电聚合物/非金属复合导电填料等，其中金属/金属复合导电填料具有高密度、易沉积等问题；导电聚合物的种类少成本高限制了导电聚合物/非金属复合导电填料的应用。而金属/非金属复合导电填料可以选用多种性能优异的金属进行复合，同时可降低金属导电填料的密度，利于导电填料在基本树脂中的分散；而且减少了金属用量，可降低成本，是最有前途的一类复合导电填料。

很多研究者通过化学镀在二氧化硅表面覆盖银、镍等金属，将二氧化硅改性为导电材料。二氧化硅的密度相对较低（约2.3g/cm³），可以降低导电材料的密度，同时二氧化硅颗粒在高分子基体中具有较好的分散性，对高分子体系还有一定的补强作用。采用传统的Stober溶胶-凝胶法可以制备二氧化硅球形颗粒，且所得二氧化硅的表面化学结构和粒径等参数均易控制。鉴于上述特点，改性后的二氧化硅导电材料是可用作导电填料。

聚硅氧烷制备的有机硅材料类似于有机-无机杂化材料。分子中既含有甲基等有机官能团，也含有类似于二氧化硅的Si-O骨架，且成膜性能良好，可做成橡胶，也可硫化成各种涂层。虽然有机硅材料本身具有非常好的电绝缘性能，但也有研究者尝试通过添加镍粉等导电填料赋予其导电性，作为一种电磁屏蔽材料。当然，这种电磁屏蔽材料必然带有金属导电填料的种种缺陷。二氧化硅是有机硅材料必要的补强剂，可以赋予有机硅材料一定的力学性能。正是二氧化硅补强填料的使用，才使有机硅材料的应用逐步推广。目前未见任何将改性二氧化硅导电材料用作有机硅电磁屏蔽材料导电填料的应用研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种以表面化学镀镍或银改性的二氧化硅为导电填料、端羟基聚硅氧烷为基胶的电磁屏蔽涂料及其制备方法。

本发明提供的室温硫化硅橡胶电磁屏蔽涂料，包括基胶、补强填料、导电填料、交联剂、催化剂和稀释剂，所述的基胶为端羟基聚硅氧烷，所述的导电填料为表面镀镍或银的二氧化硅颗粒。所述的端羟基聚硅氧烷、补强填料、表面镀镍或银的二氧化硅颗粒的质量比为100：（1～40）：（10～80）。