[发明专利]一种改善导电橡胶导电性能的方法

说明书

本发明公开了一种改善导电橡胶导电性能的方法。该方法通过在多孔型导电橡胶现有的孔洞内壁上，或者实心导电橡胶中以机械或物理的方法制备出孔洞来并在孔洞内壁上进行化学镀或电镀，在孔洞内壁形成金属镀层，以增强导电橡胶的导电性能。金属镀层在导电橡胶中形成金属网络，将进一步的增强导电橡胶在各个方向上的导电性能。该方法使得导电橡胶的表面接触电阻，从100Ω以上下降到1Ω以下，使用该方法制得的导电橡胶的导电性能更加优良，可用导通和分断100mA以上电流的开关触点材料。

技术领域

本发明属于导电材料领域，具体涉及一种多孔型导电橡胶通过化学镀和电镀，在多孔型橡胶内形成金属镀层，甚至形成金属网络，从而提高导电橡胶导电性能的方法。

背景技术

将导电的碳类材料（如导电炭黑、碳纤维、石墨、碳纳米管和石墨烯）或金属材料（如金属粉末、金属纤维等）填充到橡胶材料中，是制备导电橡胶的主要方法。但由于所加入的导电填料是分散的，这样的导电橡胶，体积电阻率和表面电阻率还是比常见金属导电材料大，导通较大电流的能力在某些场合显得不足够。这样的导电橡胶作为开关触点材料，也只能应用在电流较小（例如小于200毫安）的电路中，才能保证开关触点有合适的使用寿命。而且，用导电粉末或导电纤维填充的导电橡胶，在使用中有可能出现导电粉末或导电纤维从导电橡胶中脱离的问题。

申请号为201310620701.0的专利文献“导电橡胶”公开了在橡胶中同时加入导电石墨和导电颗粒制备既具有良好的导电性能，又具有较大抗拉强度的导电橡胶的方法，所述的导电颗粒为铜粉、铝粉、镁粉的混合物，铜粉、铝粉、镁粉的重量份数比为2 :3:1。申请号为201410417394.0的专利文献“一种改善的导电橡胶”公开了在丁苯橡胶中同时加入导电填料、炭黑、石墨和铜粉等材料而制得的一种导电橡胶，其导电性良好，且具有耐热、耐油性功能。欧洲专利申请EP1090959“Conductive Silicone Rubber Composition”，公开了通过在硅橡胶中加入镍或金层涂覆的无机材料或有机树脂的颗粒来获得低体积电阻率的导电硅橡胶的方法。以上这些专利在思路上都是通过添加分散型的导电填料来制备导电橡胶。

发明内容

发明目的：现有填充型导电橡胶的体积电阻率和表面电阻率比金属导电材料大。本发明的目的，是将填充型导电橡胶的表面接触电阻降低到金属导电材料的水平上，也就是说，使填充型导电橡胶与PCB镀层触点之间的接触电阻小于1Ω，从而拓展导电橡胶的应用范围。

本发明公开了对填充型导电橡胶进行改善的一种方法：通过在多孔型导电橡胶现成的孔洞内壁上，或者在实心导电橡胶中以机械或物理的方法制备出孔洞并在孔洞内壁上进行化学镀或电镀，或者先进行化学镀再进行电镀，在导电橡胶孔洞内壁形成附着于孔洞内壁表面的金属镀层。在多孔型橡胶的孔洞内壁表面进行化学镀或电镀，可镀铜、镍、锡、铅、钴、铁、银或这些元素的合金，或者先镀铜、镍、锡、铅、钴、铁、钨、银或这些元素的合金，再进一步镀银、金、钌、铑、钯、铂等贵金属，使得在多孔型导电橡胶的孔洞内壁形成金属镀层。

在实施化学镀和电镀时，可让镀液不断从多孔型导电橡胶孔洞中流过，让镀液在多孔型导电橡胶孔洞中的流动过程中发生金属沉积；可先镀价格低的金属如镍，再镀价格高的金属如金，这样可以节省贵金属并达到几乎同样好的导电性能。

所述的多孔型导电橡胶是一种或多种导电填料填充于橡胶中而得到的。所述的导电填料是导电粉末或导电纤维，如导电炭黑、碳纤维、石墨、碳纳米管、石墨烯、金属粉末、金属短纤维、金属涂覆的粉末、微珠或短纤维、具有导电性的氧化物粉末等。

所述的多孔型导电橡胶是开孔型的泡沫导电橡胶或具有开孔和闭孔的混合孔型泡沫导电橡胶；导电橡胶中的孔洞是完全或部分连通的并有部分孔洞外露于导电橡胶表面。作为优化，使用孔洞完全连通的多孔型导电橡胶作为基材，通过化学镀和电镀，在基材内部孔洞内壁表面形成金属镀层，最终在多孔型导电橡胶中形成连续的完整的金属网络。