一种定向金属丝填充的抗EMI硅胶衬垫及其制备方法

摘要

本发明提供一种定向金属丝填充的抗EMI硅胶衬垫及其制备方法，一种定向金属丝填充的抗EMI硅胶衬垫，包括硅胶体，硅胶体内定向均匀分布有金属丝。本发明提供的抗EMI硅胶衬垫不仅具有普通橡胶的高弹性，还具有金属材料的导电可靠性。

说明书

技术领域

本发明涉及抗EMI技术领域，特别涉及一种定向金属丝填充的抗EMI硅胶衬垫及其制备方法。

背景技术

电磁干扰(Electromagnetic Interference简称EMI)指电磁波与电子元件作用而产生的干扰现象，有传导干扰和辐射干扰两种。传导干扰是指通过导电介质把一个电网络上的信号耦合(干扰)到另一个电网络。辐射干扰是指干扰源通过空间把其信号耦合(干扰)到另一个电网络。随着电子工业的发展，电磁辐射无处不在，不仅影响环境，对人体健康也产生危害，而且严重影响了电子设备、舰船、车辆等的正常运行，各种抗EMI屏蔽材料就是为解决电磁干扰应用而生产的电磁防护材料。

屏蔽材料中有一类抗EMI导电橡胶衬垫材料，它是在硅胶基质中加入导电的金属微粒，如银粉、镀银铜粉、镀银铝粉、镀银玻璃粉，经模压硫化或挤出成型而制成，用于电子设备金属扣箱的扣壳缝隙处或盖板的法兰处。首先提供电连续，从而防止电磁波泄漏，起电磁密封作用；其次橡胶具有良好的水汽密封作用，可以对设备内部的线路及元器件起环境密封作用，另外也可用于接地和静电放电的场合。

这种传统的导电像胶衬垫金属粉含量在60～95％之间，体积电阻率在10^-2～10^-3Ω·cm之间，有很多缺点，如硬度大、强度低，永久变形大、导电颗粒易氧化和成本高等。

造成这些缺点的原因为：

a.橡胶中含大量金属粉，对橡胶的物理性能造成不良影响；

b.导电颗粒比表面积大，易氧化，导电性随时间环境而降低；

c.含有大量的金属银，成本较高。

发明内容

为解决上述现有技术的不足，本发明提供一种定向金属丝填充的抗EMI硅胶衬垫及其制备方法，不仅具有普通橡胶的高弹性，还具有金属材料的导电可靠性。

本发明的技术方案是这样实现的：一种定向金属丝填充的抗EMI硅胶衬垫，包括硅胶体，所述硅胶体内定向均匀分布有金属丝。

其中，优选地，所述金属丝为Monel丝或铝丝。

其中，优选地，所述Monel丝或铝丝的丝径为0.1～0.2mm。

其中，优选地，所述Monel丝或铝丝为压制成正弦曲线形的Monel丝或铝丝。

其中，优选地，所述正弦曲线形的Monel丝或铝丝的峰高为0.05～0.35mm。

一种定向金属丝填充的抗EMI硅胶衬垫的制备方法，其包括以下步骤：

1)金属丝前处理：将金属丝去油后用硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂处理表面；

2)均匀布丝：将金属丝均匀缠绕于矩形金属框上，缠丝的金属框与未缠丝的金属框间隔压合，模腔外用密封胶密封；

3)注胶：将液体胶在搅拌机中排泡，然后注满膜腔，将模腔置于真空排泡机中排泡；

4)硫化成型；

5)切割：根据客户需求切割成各种厚度的橡胶板，切割方向垂直于排丝方向。

其中，优选地，所述步骤2中，均匀布丝后的丝密度为140±15根/cm²。

本发明的有益效果：

1.本发明在硅胶里添加金属丝，用化学的方法粘合在橡胶里金属丝不易掉出来，且不含贵金属，金属丝含量在10％以下，由于金属丝量较少，保证了衬垫具有良好的橡胶性能。

2.本发明所有金属丝的排列方向都和硅胶体的端面垂直，导电可靠。

3.正弦曲线形的金属丝像弹簧一样，可使衬垫具有优良的回弹性，低压缩永不变形。

4.本发明的硅胶衬垫适合严重不平整的场合。

5.在金属丝的排布设计中，保证金属丝间不相连，因此水份不会从一条丝到另一条丝上，使产品具有良好的防潮性能，克服了传统颗粒填充型橡胶容易氧化锈蚀等缺点，因此，具有好的防潮性，金属丝之间不连接可防潮合传输或“虹吸”发生。

6.可与许多金属及合金兼容。

7.本发明的硅胶衬垫可在较大温度范围内使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的金属丝结构示意图；

图2为本发明的硅胶衬垫的剖面图。

图中，1.硅胶体，2.金属丝。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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做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。

一种定向金属丝填充的抗EMI硅胶衬垫，包括硅胶体，所述硅胶体内定向均匀分布有金属丝。

一种定向金属丝填充的抗EMI硅胶衬垫的制备方法，其包括以下步骤：

1)金属丝前处理：将金属丝去油后用硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂处理表面；

2)均匀布丝：将金属丝均匀缠绕于矩形金属框上，缠丝的金属框与未缠丝的金属框间隔压合，模腔外用密封胶密封；

3)注胶：将液体胶在搅拌机中排泡，然后注满膜腔，将模腔置于真空排泡机中排泡；

4)硫化成型；

5)切割：根据客户需求切割成各种厚度的橡胶板，切割方向垂直于排丝方向。

其中，步骤1中是用硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂清洗金属丝表面，以去除金属丝表面的污物。

其中，步骤2中，均匀布丝后的丝密度为140±15根/cm²。

其中，Monel是镍铜合金，是一种用量最大、用途最广、综合性能极佳的耐蚀合金。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例一种定向金属丝填充的抗EMI硅胶衬垫，包括硅胶体1，所述硅胶体内定向均匀分布有金属丝2。金属丝2为Monel丝，丝径为0.15mm，压制成正弦曲线形。

其中，正弦曲线形的Monel丝的峰高为0.2mm。

上述定向金属丝填充的抗EMI硅胶衬垫的制备方法，包括以下步骤：

1)Monel丝前处理：将Monel丝压制成正弦曲线形，去油后用硅烷偶联剂处理表面，保证金属丝与橡胶之间具有足够的粘接力；

2)均匀布丝：将Monel丝均匀缠绕于矩形金属框上，缠丝的金属框与未缠丝的金属框间隔压合，模腔外用密封胶密封；间隔压合保证了不同层的金属丝距离一定，模腔外用密封胶密封保证在后续的注胶工艺中液体胶不会从金属框间的缝隙中流出；

3)注胶：将液体胶在搅拌机中排泡，然后注满膜腔，将模腔置于真空排泡机中排泡；

4)硫化成型，在本实施例中，硫化成型采用室温固化。

5)切割：根据客户需求切割成各种厚度且厚度均匀的橡胶板，切割方向垂直于排丝方向。

其中，步骤2中，均匀布丝后的丝密度为140±15根/cm²。

实施例2

如图1和图2所示，本实施例一种定向金属丝填充的抗EMI硅胶衬垫，包括硅胶体1，所述硅胶体内定向均匀分布有金属丝2。金属丝2为Monel丝，丝径为0.1mm，压制成正弦曲线形。

其中，正弦曲线形的Monel丝的峰高为0.05mm

上述定向金属丝填充的抗EMI硅胶衬垫的制备方法，包括以下步骤：

1)Monel丝前处理：将Monel丝压制成正弦曲线形，去油后用硅烷偶联剂处理表面，保证金属丝与橡胶之间具有足够的粘接力；

2)均匀布丝：将Monel丝均匀缠绕于矩形金属框上，缠丝的金属框与未缠丝的金属框间隔压合，模腔外用密封胶密封；间隔压合保证了不同层的金属丝距离一定，模腔外用密封胶密封保证在后续的注胶工艺中液体胶不会从金属框间的缝隙中流出；

3)注胶：将液体胶在搅拌机中排泡，然后注满膜腔，将模腔置于真空排泡机中排泡；

4)硫化成型，在本实施例中，硫化成型采用室温固化。

5)切割：根据客户需求切割成各种厚度的橡胶板，切割方向垂直于排丝方向。

其中，步骤2中，均匀布丝后的丝密度为125根/cm²。

实施例3

如图1和图2所示，本实施例一种定向金属丝填充的抗EMI硅胶衬垫，包括硅胶体1，所述硅胶体内定向均匀分布有金属丝2。金属丝2为Monel丝，丝径为0.2mm，压制成正弦曲线形。

其中，正弦曲线形的Monel丝的峰高为0.35mm。

上述定向金属丝填充的抗EMI硅胶衬垫的制备方法，包括以下步骤：

1)Monel丝前处理：将Monel丝压制成正弦曲线形，去油后用硅烷偶联剂处理表面，保证金属丝与橡胶之间具有足够的粘接力；

2)均匀布丝：将Monel丝均匀缠绕于矩形金属框上，缠丝的金属框与未缠丝的金属框间隔压合，模腔外用密封胶密封；间隔压合保证了不同层的金属丝距离一定，模腔外用密封胶密封保证在后续的注胶工艺中液体胶不会从金属框间的缝隙中流出；

3)注胶：将液体胶在搅拌机中排泡，然后注满膜腔，将模腔置于真空排泡机中排泡；

4)硫化成型，在本实施例中，硫化成型采用高温硫化固化工艺。

5)切割：根据客户需求切割成各种厚度的橡胶板，切割方向垂直于排丝方向。

其中，步骤2中，均匀布丝后的丝密度为155根/cm²。

实施例4

如图1和图2所示，本实施例一种定向金属丝填充的抗EMI硅胶衬垫，包括硅胶体1，所述硅胶体内定向均匀分布有金属丝2。金属丝2为铝丝，丝径为0.15mm，压制成正弦曲线形。

其中，正弦曲线形的铝丝的峰高为0.20mm。

上述定向金属丝填充的抗EMI硅胶衬垫的制备方法，包括以下步骤：

1)铝丝前处理：将铝丝压制成正弦曲线形，去油后用硅烷偶联剂处理表面，保证金属丝与橡胶之间具有足够的粘接力；

2)均匀布丝：将铝丝均匀缠绕于矩形金属框上，缠丝的金属框与未缠丝的金属框间隔压合，模腔外用密封胶密封；间隔压合保证了不同层的金属丝距离一定，模腔外用密封胶密封保证在后续的注胶工艺中液体胶不会从金属框间的缝隙中流出；

3)注胶：将液体胶在搅拌机中排泡，然后注满膜腔，将模腔置于真空排泡机中排泡；

4)硫化成型，在本实施例中，硫化成型采用室温固化。

5)切割：根据客户需求切割成各种厚度的橡胶板，切割方向垂直于排丝方向。

其中，步骤2中，均匀布丝后的丝密度为140±15根/cm²。

实施例5

如图1和图2所示，本实施例一种定向金属丝填充的抗EMI硅胶衬垫，包括硅胶体1，所述硅胶体内定向均匀分布有金属丝2。金属丝2为铝丝，丝径为0.1mm，压制成正弦曲线形。

其中，正弦曲线形的铝丝的峰高为0.05mm。

上述定向金属丝填充的抗EMI硅胶衬垫的制备方法，包括以下步骤：

1)铝丝前处理：将铝丝压制成正弦曲线形，去油后用硅烷偶联剂处理表面，保证金属丝与橡胶之间具有足够的粘接力；

2)均匀布丝：将铝丝均匀缠绕于矩形金属框上，缠丝的金属框与未缠丝的金属框间隔压合，模腔外用密封胶密封；间隔压合保证了不同层的金属丝距离一定，模腔外用密封胶密封保证在后续的注胶工艺中液体胶不会从金属框间的缝隙中流出；

3)注胶：将液体胶在搅拌机中排泡，然后注满膜腔，将模腔置于真空排泡机中排泡；

4)硫化成型，在本实施例中，硫化成型采用室温固化。

5)切割：根据客户需求切割成各种厚度的橡胶板，切割方向垂直于排丝方向。

其中，步骤2中，均匀布丝后的丝密度为125根/cm²。

实施例6

如图1和图2所示，本实施例一种定向金属丝填充的抗EMI硅胶衬垫，包括硅胶体1，所述硅胶体内定向均匀分布有金属丝2。金属丝2为铝丝，丝径为0.2mm，压制成正弦曲线形。

其中，正弦曲线形的铝丝的峰高为0.35mm。

上述定向金属丝填充的抗EMI硅胶衬垫的制备方法，包括以下步骤：

1)铝丝前处理：将铝丝压制成正弦曲线形，去油后用硅烷偶联剂处理表面，保证金属丝与橡胶之间具有足够的粘接力；

2)均匀布丝：将铝丝均匀缠绕于矩形金属框上，缠丝的金属框与未缠丝的金属框间隔压合，模腔外用密封胶密封；间隔压合保证了不同层的金属丝距离一定，模腔外用密封胶密封保证在后续的注胶工艺中液体胶不会从金属框间的缝隙中流出；

3)注胶：将液体胶在搅拌机中排泡，然后注满膜腔，将模腔置于真空排泡机中排泡；

4)硫化成型，在本实施例中，硫化成型采用高温硫化固化工艺。

5)切割：根据客户需求切割成各种厚度的橡胶板，切割方向垂直于排丝方向。

其中，步骤2中，均匀布丝后的丝密度为155根/cm²

实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6拉伸强度≥1.8MPa2.02.21.92.12.32.0伸长率≥200％220240210230250220硬度A35±5353238363439撕裂强度≥8Kg/cm111210121310

丝密度140±15根/cm²140125155140125155屏蔽效果(14KHZ～1GHZ)≥60dB706580607080

从上表可以看出，本发明制备的硅胶衬垫不但保留了硅胶原有的性能，其拉伸强度、撕拉强度较高，且电阻率在10^-2～10^-3Ω·cm之间，能起到很好的抗EMI作用。

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。