一种可焊性导电橡胶及其制备方法与流程

本发明涉及柔性导电材料技术领域，尤其涉及一种可焊性导电橡胶及其制备方法。

背景技术：

导电橡胶作为具备良好弹性能力的一类柔性导电材料，将其制成的弹性垫片或密封件，在电磁屏蔽、导通接地及静电防护等领域发挥着越来越多的作用。

导电橡胶垫圈、垫片或密封胶条等的安装方式，通常是直接填充于沟槽，或通过贴附双面胶固定在需要位置，或者配合特殊卡扣等结构来实现固定。

由于导电橡胶低表面能的特性，它同金属焊锡的润湿角大于90度，几乎没有可焊性。因此，在pcb上通过smt等方式的锡焊固定/安装导电橡胶材料制成的垫圈、垫片或密封胶条等无法实现，限制了导电橡胶在该领域的应用。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种可焊性导电橡胶及其制备方法，旨在解决现有导电橡胶不具有可焊性的问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种可焊性导电橡胶，其中，包括金属基层以及设置在所述金属基层上表面的导电橡胶层，所述导电橡胶层材料按重量份计包括：橡胶基体100份，导电填料5-500份，偶联剂0-20份，交联剂1-10份，催化剂1-10份。

所述的可焊性导电橡胶，其中，所述导电橡胶层材料按重量份计包括：橡胶基体100份，导电填料50-150份，偶联剂5-15份，交联剂5-8份，催化剂5-8份。

本发明中，所述橡胶基体可以选自甲基乙烯基硅橡胶、二甲基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶、睛硅橡胶和氟硅橡胶中的至少一种，例如甲基乙烯基硅橡胶。常温固化工艺的，主要是羟基封端聚二有机硅氧烷，例如107胶。

本发明中，导电填料可以为银玻、银铝、银铜、银镍及纯银粉，镍铝、镍碳、导电碳粉及碳纳米管等导电材料。

本发明中，偶联剂主要用于增加导电填料与橡胶基体及铜箔、铝箔等金属材料之间的亲和性从而使其紧密结合。其常见的分子式为rsix，其中r为不能水解的反应性有机官能基，例如环氧基、乙烯基、甲基丙烯酸酯基等，x为可水解基团，例如卤素、烷氧基、酰氧基等。

具体地，所述硅烷偶联剂可以选自乙烯基三乙氧基硅烷（a151）、乙烯基三甲氧基硅烷（a171）、乙烯基三（β-甲氧乙氧基）硅烷（a172）和、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷（a189）、γ-氨丙基三乙氧基硅烷（kh-550）和正辛基三乙氧基硅烷（a137）中的至少一种。

本发明中，所述交联剂（硫化剂）可以选自过氧化二叔丁基（硫化剂dtbp）、过氧化二异丙苯（硫化剂dcp）、2，5-二甲基-2，5-双（叔丁基过氧基）己烷（硫化剂dbpmh）。也可以选自mesi(oac)3,甲基三丙酮肟基硅烷、甲基三环己胺基硅烷、甲基三（n-甲基乙酰胺基）硅烷、甲基三（异丙烯氧基）硅烷、mesi(onet2)3和含氢硅油中的至少一种。

所述的可焊性导电橡胶，其中，所述催化剂选自金属有机酸、钛络合物、胍基硅烷和pt催化剂中的至少一种。

任一所述可焊性导电橡胶的制备方法，其中，包括步骤：

按照重量份将所述橡胶基体、导电填料、偶联剂、交联剂和催化剂进行混合，得到混合胶；

将所述混合胶在金属基材上进行挤压形成导电橡胶层，对所述导电橡胶层进行硫化处理，制得所述可焊性导电橡胶。

任一所述可焊性导电橡胶的制备方法，其中，包括步骤：

按照重量份将所述橡胶基体、导电填料、偶联剂、交联剂和催化剂进行混合，得到混合胶；

向所述混合胶中加入有机溶剂并混合，得到混炼胶浆料；

将所述混炼胶浆料涂覆在金属基材上生成导电橡胶层，对所述导电橡胶层进行硫化处理，制得所述可焊性导电橡胶。

所述可焊性导电橡胶的制备方法，其中，将所述混炼胶浆料涂覆在金属基材上生成导电橡胶层，对所述导电橡胶层进行硫化处理，制得所述可焊性导电橡胶的步骤，具体包括：

采用点胶机、印刷机、压延机或涂布机将所述混炼胶浆料涂覆在金属基材上生成导电橡胶层，对所述导电橡胶层进行硫化处理，制得所述可焊性导电橡胶，其中，硫化处理时间为12-72h。

所述可焊性导电橡胶的制备方法，其中，将所述混炼胶浆料涂覆在金属基材上生成导电橡胶层，对所述导电橡胶层进行硫化处理，制得所述可焊性导电橡胶的步骤，具体包括：

采用喷涂设备将所述混炼胶浆料均匀喷涂在金属基材上生成导电橡胶层，对所述导电橡胶层进行硫化处理，制得所述可焊性导电橡胶。

所述可焊性导电橡胶的制备方法，其中，所述有机溶剂选自甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、四氯化碳、碳酸二甲酯和石油醚种的一种或多种。

有益效果：本发明所提供的可焊性导电橡胶，通过将上述特定的导电橡胶组合物生长在金属基材上制得，其克服了现有技术中导电橡胶不具有可焊性，导电橡胶与金属材质结合粘结力差的问题。同时，制备出的可焊性导电橡胶还具有优异的电学性能和机械性能。混合物浆料通过涂覆制得的可焊性导电橡胶组合物，可以得到更软或压缩性能更好的导电橡胶，特别适用于平面度精度不高，轻薄结构件等场所。硬度最低可做到shorea40，压缩率可达50%。

附图说明

图1为本发明所提供的实施例1中可焊性导电橡胶制备方法的流程图。

图2为本发明所提供的实施例2中可焊性导电橡胶制备方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

1、导电橡胶层，本实施例中导电橡胶层由如下重量份的组分组成：

甲基乙烯基硅橡胶100份

银玻300份

γ-巯基丙基三甲氧基硅烷（a189）10份

2,4-二氯过氧苯甲酰（硫化剂dcbp）2份

2、可焊性导电橡胶，本实施例中的可焊性导电橡胶包括，金属基层，导电橡胶层，导电橡胶层由上述组分组成。所述金属基层所用的材料可以是金属铜箔、铝箔、锡箔以及铜镀锡箔等。

如图1所示，可焊性导电橡胶的制备方法包括如下步骤：

s10、按照重量份将所述橡胶基体、导电填料、偶联剂、交联剂和催化剂进行混合，得到混合胶；

s20、将所述混合胶在金属基材上进行挤压形成导电橡胶层，对所述导电橡胶层进行硫化处理，制得所述可焊性导电橡胶。

具体来说，按照份量准确称量甲基乙烯基硅橡胶100份、银玻300份、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷（a189）10份、2,4-二氯过氧苯甲酰（硫化剂dcbp）2份，置于混炼机中进行混炼，控制混炼温度为<40℃（30℃），混炼时间为60min，使各组分混合均匀，出片后放置，得到混炼胶。

采用平板硫化机对所述混炼胶在铜箔上进行模压形成导电橡胶层，随后对导电橡胶层进行二段硫化处理，可以控制模压温度为160℃，模压压力为25mpa左右，模压时间为10min，制得所述可焊性导电橡胶。

采用推拉力计对增生在金属基材上的导电橡胶附着力进行测试，附着力为160n/cm²。采用模压工艺生产可焊性导电橡胶具有产品结合力强，尺寸稳定，简单有效的特点。

实施例2

1、导电橡胶层，本实施例中导电橡胶层由如下重量份的组分组成：

107胶100份

镍铝300份

甲基含氢硅油10份

2%氯铂酸-异丙醇溶液0.5份

2、可焊性导电橡胶，本实施例中的可焊性导电橡胶包括，金属基层，导电橡胶层，导电橡胶层由上述组分组成。所述金属基层所用的材料可以是金属铜箔、铝箔、锡箔以及铜镀锡箔等。

如图2所示，可焊性导电橡胶的制备方法包括如下步骤：

s10、按照重量份将所述橡胶基体、导电填料、偶联剂、交联剂和催化剂进行混合，得到混合胶；

s20、向所述混合胶中加入有机溶剂并混合，得到混炼胶浆料；

s30、将所述混炼胶浆料涂覆在金属基材上生成导电橡胶层，对所述导电橡胶层进行硫化处理，制得所述可焊性导电橡胶。

具体来说，按照份量准确称量107胶100份，镍铝300份，甲基含氢硅油10份，2%氯铂酸-异丙醇溶液0.5份，置于搅拌机中，控制搅拌速度300r/min，搅拌时间为60min，使各组分混合均匀，得到混炼胶浆料。

采用点胶机、印刷机或涂布机对所述混炼胶浆料在铝箔材上涂覆，室温硫化成型，制得连续长度可焊性导电橡胶，其中，表干时间60min，在160℃条件下烘烤60min。

采用推拉力计对增生在金属基材上的导电橡胶附着力进行测试，附着力145n/cm²。采用涂覆法制备可焊性导电橡胶具有可连续生成、效率高的特点。

实施例3

1、导电橡胶层，本实施例中导电橡胶层由如下重量份的组分组成：

乙烯基封端含氟聚硅氧烷100份

碳纳米管（cnt）15份

正辛基三乙氧基硅烷（a137）钛酸酯偶联剂5份

含氢硅油3份

氯铂酸催化剂0.1份

2、可焊性导电橡胶，本实施例中的可焊性导电橡胶包括，金属基层，导电橡胶层，导电橡胶层由上述组分组成。所述金属基层所用的材料为锡箔。

可焊性导电橡胶的制备方法包括如下步骤：

按照重量份将所述乙烯基封端含氟聚硅氧烷、碳纳米管（cnt）、正辛基三乙氧基硅烷（a137）钛酸酯偶联剂、含氢硅油和氯铂酸催化剂置于混合设备中进行混合，得到混合胶；

将所述混合胶喷涂在金属基材上形成导电橡胶层，对所述导电橡胶层进行硫化处理，制得所述可焊性导电橡胶。

具体来说，按照份量准确称量各组分，置于搅拌机中，控制搅拌速度600r/min，混炼时间为70min，使各组分混合均匀，得到混炼胶浆料。

采用高压喷涂设备对所述混炼胶浆料均匀喷涂在锡箔材上，室温硫化成型，制得厚度小于0.5mm的超薄可焊性导电橡胶，其中，表干时间50min，在160c烘箱中烘烤60min。

采用推拉力计对增生在金属基材上的导电橡胶附着力进行测试，附着力110n/cm²。采用喷涂法可制备超薄（厚度小于0.5mm）可焊性导电橡胶。

实施例4

1、导电橡胶层，本实施例导电橡胶层由如下重量份的组分组成：

甲基乙烯基硅橡胶100份

银玻500份

γ-巯基丙基三甲氧基硅烷（a189）20份

2,4-二氯过氧苯甲酰（硫化剂dcbp）10份

2、可焊性导电橡胶，本实施例中的可焊性导电橡胶包括，金属基层，导电橡胶层，导电橡胶层由上述导电橡胶组合物制得。所述金属基层所用的材料可以是金属铜箔、铝箔、锡箔以及铜镀锡箔等。

可焊性导电橡胶的制备方法包括如下步骤：

按照重量份将所述甲基乙烯基硅橡胶、银玻、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷（a189）、2,4-二氯过氧苯甲酰（硫化剂dcbp）置于混合设备中进行混合，得到混合胶；

将所述混合胶采用模压法，在所述金属基材形成导电橡胶层，对所述导电橡胶层进行硫化处理，制得所述可焊性导电橡胶。

具体来说，按照份量准确称量各组分，置于混炼机中进行混炼，控制混炼温度为35℃，混炼时间为80min，使各组分混合均匀，出片后放置，得到混炼胶。

采用平板硫化机对所述混炼胶在铜箔上进行模压成型，随后进行二段硫化，可以控制模压温度为180℃，模压压力为25mpa左右，模压时间为20min，制得所述可焊性导电橡胶。

采用推拉力计对增生在金属基材上的导电橡胶附着力进行测试，附着力为150n/cm²。

综上所述，本发明提供了一种可焊性导电橡胶及其制备方法。本发明通过将上述特定的导电橡胶组合物生长在金属基材上制得，其克服了现有技术中导电橡胶不具有可焊性，导电橡胶与金属材质结合粘结力差的问题。同时，制备出的可焊性导电橡胶还具有优异的电学性能和机械性能，拓展了导电橡胶件在pcb领域的应用范围。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。