一种用于抑制电磁噪声的橡胶基材料及其制备方法与流程

文档序号:11082523阅读:561来源:国知局
一种用于抑制电磁噪声的橡胶基材料及其制备方法与制造工艺

本发明涉及电子材料技术领域,具体涉及一种用于抑制电磁噪声的橡胶基材料及其制备方法。



背景技术:

随着微波技术和电子器件的发展,电子器件使用需要通过射频设备传送信号,导致射频设备的功率迅速增加,射频设备使用时会产生大量的电磁辐射(即电磁噪声),同时,微波设备使用时也会发出电磁波,产生电磁噪声,过量的电磁噪声进入环境中,会产生电磁污染,并对人体健康造成不良影响。

为了降低电磁噪声对人体的影响,需要抑制相关设备向外部环境发射电磁波的功率,减少电磁波之间的相互干扰。

目前最常用的电磁噪声抑制材料主要包括涂覆型和复合型两种,其中涂覆型材料是将电磁波吸收剂与树脂粘合剂混合制成涂料,然后涂覆在防护体表面;复合型材料则是将电磁波吸收剂混合在多层纤维中制备而成的增强型电磁噪声抑制材料。

涂覆型和复合型材料在使用时有以下缺点:1、涂覆型电磁噪声抑制材料大多采用溶剂型涂料,施工周期较长,且由于涂层的厚度分布均匀性较差,导致抑制效果较差的同时,涂层表面容易被破坏、脱落,使用周期较短,使用成本较高,且涂料中的有害成分对环境和人身影响较大;2、复合型材料存在电磁噪声抑制性能差,制备工艺复杂,生产成本高、使用范围较小。



技术实现要素:

针对现有技术中存在的缺陷,本发明的目的在于提供一种用于抑制电磁噪声的橡胶基材料及其制备方法,能够较好的抑制电磁噪声、且柔韧性好、耐腐蚀性强,能够延长使用周期,降低使用成本。

为达到以上目的,本发明采取的技术方案是:

一种用于抑制电磁噪声的橡胶基材料,包括电磁噪声抑制层和反射层,所述电磁噪声抑制层为多层阻抗渐变式材料,包括两层噪声吸收层:上层噪声吸收膜和下层噪声吸收膜,所述上层噪声吸收膜与下层噪声吸收膜所吸收的电磁频率不相同。

在上述技术方案的基础上,所述上层噪声吸收膜的厚度为0.1~0.5mm,所述下层噪声吸收膜的厚度为0.1~0.5mm,所述反射层的厚度为0.2~0.5mm。

在上述技术方案的基础上,所述上层噪声吸收膜、下层噪声吸收膜均包括质量份为50~85%的吸波材料。

在上述技术方案的基础上,所述上层噪声吸收膜中的吸波材料为球形羰基铁粉,所述下层噪声吸收膜中的吸波材料为片状型羰基铁粉。

在上述技术方案的基础上,所述反射层包括质量份为50~75%的导电粉和30~45%的橡胶溶液,余量为玻璃纤维。

在上述技术方案的基础上,所述玻璃纤维为石英纤维、高硅氧纤维或碳化硅纤维。

一种用于抑制电磁噪声的橡胶基材料的制备方法,包括以下步骤:

S1、按质量份,将1份质量浓度为50~85%的球形羰基铁粉加入9~15份橡胶溶胶中分散均匀,制成厚度为0.01~0.07mm的上层噪声吸收膜;

S2、按质量份,将1份质量浓度为50~85%片状型羰基铁粉加入3.5~4份橡胶溶胶中分散均匀,制成厚度为0.01~0.07mm的下层噪声吸收膜;

S3、按质量百分比,将50~75%的导电粉和30~45%的橡胶溶液混合均匀,得到浆料,将浆料注入垫有玻璃纤维的模具中进行浇注,制成厚度为0.1~0.3mm的反射膜;

S4、将若干层上层噪声吸收膜、若干层下层噪声吸收膜分别压制后粘合,得到电磁噪声抑制层,将若干层反射膜压制得到反射层;

S5、将电磁噪声抑制层与反射层共硫化成型,得到抑制电磁噪声的橡胶基材料。

在上述技术方案的基础上,所述抑制电磁噪声的橡胶基材料在1~8GHz的反射损耗均小于-6.5dB,8~18GHz的反射损耗均小于-10.4dB,吸收峰12.5GHz的反射损耗小于-35dB。

在上述技术方案的基础上,所述步骤S2中制成厚度为0.01~0.07mm的下层噪声吸收膜具体包括以下步骤:通过流延设备流延制备成厚度为0.05mm的薄膜,在流延的过程中添加外置磁场,使片状型羰基铁粉在磁力线的作用下排列有序。

与现有技术相比,本发明的优点在于:

(1)本发明的一种用于抑制电磁噪声的橡胶基材料,包括电磁噪声抑制层和反射层,且两层结构通过加压硫化,使层与层之间的橡胶进行交联反应,形成一个整体的橡胶材料,提升其柔韧性、抗撕裂和冲击强度,能够延长使用周期,降低使用成本;且材料的结构比较简单,电磁噪声抑制效果好、柔韧性好、耐腐蚀性强、使用方便、制备工艺简单、成本低、可连续化生产。

(2)本发明采用流延成型工艺与外置磁场定向处理,可使片状型羰基铁粉在磁力线的作用下排列有序,提升吸波膜的磁导率,改善材料的电磁噪声抑制性能;在1~8GHz的反射损耗均小于-6.5dB,8~18GHz的反射损耗均小于-10.4dB,吸收峰12.5GHz的反射损耗小于-35dB。

附图说明

图1为本发明实施例中用于抑制电磁噪声的橡胶基材料的结构示意图。

图中:1-电磁噪声抑制层,2-反射层,3-上层噪声吸收膜,4-下层噪声吸收膜。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1所示,本发明实施例提供一种用于抑制电磁噪声的橡胶基材料,一种用于抑制电磁噪声的橡胶基材料,包括电磁噪声抑制层1和反射层2,电磁噪声抑制层1为多层阻抗渐变式材料,包括两层噪声吸收层:上层噪声吸收膜3和下层噪声吸收膜4,上层噪声吸收膜3与下层噪声吸收膜4所吸收的电磁频率不相同。

上层噪声吸收膜3与下层噪声吸收膜4所选用的材料和厚度均根据实际需要进行设置,本实施例中,上层噪声吸收膜3的厚度为0.1~0.5mm,下层噪声吸收膜4的厚度为0.1~0.5mm,反射层2的厚度为0.2~0.5mm。

上层噪声吸收膜3、下层噪声吸收膜4均包括质量份为50~85%的吸波材料,其中,上层噪声吸收膜3中的吸波材料为球形羰基铁粉,下层噪声吸收膜4中的吸波材料为片状型羰基铁粉。

反射层2包括质量份为50~75%的导电粉和30~45%的橡胶溶液,余量为玻璃纤维,玻璃纤维为石英纤维、高硅氧纤维或碳化硅纤维。

本发明还提供一种用于抑制电磁噪声的橡胶基材料的制备方法,包括以下步骤:

S1、按质量份,将1份质量浓度为50~85%的球形羰基铁粉加入9~15份橡胶溶胶中分散均匀,制成厚度为0.01~0.07mm的上层噪声吸收膜3。

S2、按质量份,将1份质量浓度为50~85%片状型羰基铁粉加入3.5~4份橡胶溶胶中分散均匀,制成厚度为0.01~0.07mm的下层噪声吸收膜4。

S3、按质量百分比,将50~75%的导电粉和30~45%的橡胶溶液混合均匀,得到浆料,将浆料注入垫有玻璃纤维的模具中进行浇注,制成厚度为0.1~0.3mm的反射膜。

S4、将若干层上层噪声吸收膜3、若干层下层噪声吸收膜4分别压制后粘合,得到电磁噪声抑制层1,将若干层反射膜压制得到反射层2。

S5、将电磁噪声抑制层1与反射层2共硫化成型,得到抑制电磁噪声的橡胶基材料。

其中,溶胶的配方为:橡胶:100g,有机溶剂:1000g,硫化剂:6g,硫化助剂:2g,促进剂:3g。

溶胶制备方法为(以下所有实施例中的溶胶均按此方法制备):按照上述配比将橡胶、硫化剂、硫化助剂和促进剂加入到有机溶剂中,然后在烘箱中65℃下保温4h,再取出进行搅拌分散至全部溶解。

所述的橡胶为三元乙丙橡胶,有机溶剂为二甲苯,硫化剂为过氧化二异丙苯,硫化助剂为氧化锌粉末,促进剂为流平剂。

采用本发明的方法制备的抑制电磁噪声的橡胶基材料,在1~8GHz的反射损耗均小于-6.5dB,8~18GHz的反射损耗均小于-10.4dB,吸收峰12.5GHz的反射损耗小于-35dB。

下面,通过5个实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

S1、将100g浓度为50%的球状羰基铁粉加入1100g橡胶溶胶中,进行超声乳化分散处理,分散时间为30min,然后将超声分散均匀的浆料通过流延设备流延制备成厚度为0.05mm的薄膜,得到上层噪声吸收膜3。

S2、将100g浓度为75%的片状型羰基铁粉加入366g橡胶溶胶中,进行超声乳化分散处理,分散时间为30min,然后将超声分散均匀的浆料通过流延设备流延制备成厚度为0.05mm的薄膜,在流延的过程中添加外置磁场,使片状型羰基铁粉在磁力线的作用下排列有序,得到下层噪声吸收膜4。

S3、按质量百分比,将65%的导电粉加入30%的橡胶溶液中,通过超声分散将导电粉体与橡胶溶胶混合均匀,得到浆料,将浆料注入垫有石英纤维的模具中进行浇注,在60℃保温5h,得到厚度为0.2mm厚度的反射膜。

S4、采用压延的方式将5层上层噪声吸收膜3和5层下层噪声吸收膜4分别进行热压处理,得到由厚度为0.7mm的上层噪声吸收膜3和厚度为0.7mm的下层噪声吸收膜4叠加而成的电磁噪声抑制吸收膜1。

S5、自上而下将电磁噪声抑制吸收膜1与一层反射膜排列,采用共硫化成型工艺,通过鼓式硫化机进行热压硫化,硫化温度为160℃,时间为20min,制得厚度0.5mm的电磁噪声抑制的橡胶基材料,其中电磁噪声抑制吸收膜层1厚度为0.3mm,反射膜层2厚度为0.2mm。

采用本实施例的方法制备的电磁噪声抑制的橡胶基材料,具有优良的电磁噪声抑制效果,在1~8GHz的反射损耗均小于-4dB,8~18GHz的反射损耗均小于-8dB,吸收峰12.5GHz的反射损耗小于-25dB。

实施例2

S1、将100g浓度为61%的球状羰基铁粉加入704g橡胶溶胶中,进行超声乳化分散处理,分散时间为30min,然后将超声分散均匀的浆料通过流延设备流延制备成厚度为0.07mm的薄膜,得到上层噪声吸收膜3。

S2、将100g浓度为80%的片状型羰基铁粉加入475g橡胶溶胶中,进行超声乳化分散处理,分散时间为30min,然后将超声分散均匀的浆料通过流延设备流延制备成厚度为0.07mm的薄膜,在流延的过程中添加外置磁场,使片状型羰基铁粉在磁力线的作用下排列有序,得到下层噪声吸收膜4。

S3、按质量百分比,将75%的导电粉加入20%的橡胶溶液中,通过超声分散将导电粉体与橡胶溶胶混合均匀,得到浆料,将浆料注入垫有高硅氧纤维的模具中进行浇注,在60℃保温5h,得到厚度为0.2mm厚度的反射膜。

S4、采用压延的方式将5层上层噪声吸收膜3和5层下层噪声吸收膜4分别进行热压处理,得到由厚度为0.7mm的上层噪声吸收膜3和厚度为0.7mm的下层噪声吸收膜4叠加而成的电磁噪声抑制吸收膜1。

S5、自上而下将电磁噪声抑制吸收膜1与一层反射膜排列,采用共硫化成型工艺,通过鼓式硫化机进行热压硫化,硫化温度为165℃,时间为30min,制得厚度1.6mm的电磁噪声抑制的橡胶基材料,其中电磁噪声抑制吸收膜层1的厚度为1.4mm,反射膜层2厚度为0.2mm。

采用本实施例制备的1.4mm电磁噪声抑制的橡胶基材料,具有优良的电磁噪声抑制效果,在1~8GHz的反射损耗均小于-5dB,8~18GHz的反射损耗均小于-9dB,吸收峰10GHz的反射损耗小于-28dB。

实施例3:

S1、将100g浓度为85%的球状羰基铁粉加入1500g橡胶溶胶中,进行超声乳化分散处理,分散时间为30min,然后将超声分散均匀的浆料通过流延设备流延制备成厚度为0.01mm的薄膜,得到上层噪声吸收膜3。

S2、将100g浓度为85%的片状型羰基铁粉加入400g橡胶溶胶中,进行超声乳化分散处理,分散时间为30min,然后将超声分散均匀的浆料通过流延设备流延制备成厚度为0.01mm的薄膜,在流延的过程中添加外置磁场,使片状型羰基铁粉在磁力线的作用下排列有序,得到下层噪声吸收膜4。

S3、按质量百分比,将51%的导电粉加入49%的橡胶溶液中,通过超声分散将导电粉体与橡胶溶胶混合均匀,得到浆料,将浆料注入垫有石英纤维的模具中进行浇注,在60℃保温5h,得到厚度为0.2mm厚度的反射膜。

S4、采用压延的方式将上层噪声吸收膜3和下层噪声吸收膜4分别进行热压处理,得到由厚度为0.55mm的上层噪声吸收膜3和厚度为0.55mm的下层噪声吸收膜4叠加而成的电磁噪声抑制吸收膜1。

S5、自上而下将电磁噪声抑制吸收膜1与一层反射膜排列,采用共硫化成型工艺,通过鼓式硫化机进行热压硫化,硫化温度为160℃,时间为35min,制得厚度1.3mm的电磁噪声抑制的橡胶基材料,其中电磁噪声抑制吸收膜层1厚度为1.1mm,反射膜层2厚度为0.2mm。

采用本实施例的方法制备的电磁噪声抑制的橡胶基材料,具有优良的电磁噪声抑制效果,1~8GHz的反射损耗均小于-6.5dB,8~18GHz的反射损耗均小于-10.4dB,吸收峰6GHz的反射损耗小于-35dB。

实施例4:

S1、将100g浓度为66%的球状羰基铁粉加入880g橡胶溶胶中,进行超声乳化分散处理,分散时间为30min,然后将超声分散均匀的浆料通过流延设备流延制备成厚度为0.03mm的薄膜,得到上层噪声吸收膜3。

S2、将100g浓度为82%的片状型羰基铁粉加入750g橡胶溶胶中,进行超声乳化分散处理,分散时间为30min,然后将超声分散均匀的浆料通过流延设备流延制备成厚度为0.03mm的薄膜,在流延的过程中添加外置磁场,使片状型羰基铁粉在磁力线的作用下排列有序,得到下层噪声吸收膜4。

S3、按质量百分比,将50%的导电粉加入50%的橡胶溶液中,通过超声分散将导电粉体与橡胶溶胶混合均匀,得到浆料,将浆料注入垫有石英纤维的模具中进行浇注,在60℃保温5h,得到厚度为0.3mm厚度的反射膜。

S4、采用压延的方式将上层噪声吸收膜3和下层噪声吸收膜4分别进行热压处理,得到由厚度为0.45mm的上层噪声吸收膜3和厚度为0.45mm的下层噪声吸收膜4叠加而成的电磁噪声抑制吸收膜1。

S5、自上而下将电磁噪声抑制吸收膜1与一层反射膜排列,采用共硫化成型工艺,通过鼓式硫化机进行热压硫化,硫化温度为168℃,时间为20min,制得厚度1.2mm的电磁噪声抑制的橡胶基材料,其中电磁噪声抑制吸收膜层1厚度为0.9mm,反射膜层2厚度为0.3mm。

采用本实施例的方法制备的电磁噪声抑制的橡胶基材料,具有优良的电磁噪声抑制效果,在1~8GHz的反射损耗均小于-6.5dB,8~18GHz的反射损耗均小于-9.5dB,吸收峰5GHz的反射损耗小于-35dB。

实施例5:

S1、将100g浓度为40%的球状羰基铁粉加入1400g橡胶溶胶中,进行超声乳化分散处理,分散时间为30min,然后将超声分散均匀的浆料通过流延设备流延制备成厚度为0.03mm的薄膜,得到上层噪声吸收膜3。

S2、将100g浓度为40%的片状型羰基铁粉加入700g橡胶溶胶中,进行超声乳化分散处理,分散时间为30min,然后将超声分散均匀的浆料通过流延设备流延制备成厚度为0.03mm的薄膜,在流延的过程中添加外置磁场,使片状型羰基铁粉在磁力线的作用下排列有序,得到下层噪声吸收膜4。

S3、按质量百分比,将67%的导电粉加入33%的橡胶溶液中,通过超声分散将导电粉体与橡胶溶胶混合均匀,得到浆料,将浆料注入垫有石英纤维的模具中进行浇注,在60℃保温5h,得到厚度为0.2mm厚度的反射膜。

S4、采用压延的方式将上层噪声吸收膜3和下层噪声吸收膜4分别进行热压处理,得到由厚度为0.15mm的上层噪声吸收膜3和厚度为0.15mm的下层噪声吸收膜4叠加而成的电磁噪声抑制吸收膜1。

S5、自上而下将电磁噪声抑制吸收膜1与一层反射膜排列,采用共硫化成型工艺,通过鼓式硫化机进行热压硫化,硫化温度为160℃,时间为20min,制得厚度0.5mm的电磁噪声抑制的橡胶基材料,其中电磁噪声抑制吸收膜层1厚度为0.3mm,反射膜层2厚度为0.2mm。

采用本实施例的方法制备的电磁噪声抑制的橡胶基材料,具有优良的电磁噪声抑制效果,在1~8GHz的反射损耗均小于-4dB,8~18GHz的反射损耗均小于-8dB,吸收峰12.5GHz的反射损耗小于-25dB。

本发明不局限于上述实施方式,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

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