一种5G基站用高导热电磁屏蔽橡胶及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种5G基站用高导热电磁屏蔽橡胶及其制备方法，该材料由橡胶、炭黑、导热材料、纳米金属粉末、活性剂、偶联剂、增塑剂、润滑剂等组分经密炼、开练、平板硫化制备而成。与现有技术相比，本发明专利技术的有益效果是：利用片状氧化铝接枝鳞片石墨制备导热材料，利用氧化铝和鳞片石墨特殊的片状结构，显著提高材料电磁屏蔽性能和导热性能同时具有优良的力学性能和加工性能，方法操作简单、高效，易于生产，应用前景广阔。用前景广阔。

【技术实现步骤摘要】
一种5G基站用高导热电磁屏蔽橡胶及其制备方法


[0001]本专利技术属于高导热电磁屏蔽橡胶制备领域，特别涉及一种5G基站用高导热电磁屏蔽橡胶及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，第五代移动通信系统5G已经成为通信业和学术界探讨的热点，5G通信基站大规模使用导电橡胶来实现密封和减震，同时由于5G通信基站各电子器件之间集成度提高，相互间信号干扰严重，需要进行电磁兼容设计，实现电磁屏蔽。而随着电子集成技术的提高，基站内部电子组件产生的热量需要及时的释放出来，以免影响电子元器件的使用寿命，维持电子组件的正常工作，因此，开发一种5G基站用高导热电磁屏蔽橡胶成为目前重要的发展方向。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种5G基站用高导热电磁屏蔽橡胶及其制备方法。
[0004]本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种5G基站用高导热电磁屏蔽橡胶，由下列重量份的原料制备而成：橡胶70～100份，炭黑20～50份，导热材料2～10份，纳米金属粉末5～30份，硫化剂0.5～3份，活性剂0.1～1.5份，促进剂0.2～2份，偶联剂0.1～1份，增塑剂5～15份，润滑剂0.5～3份。
[0005]所述炭黑是乙炔炭黑，平均粒径20～50nm。
[0006]所述纳米金属粉末是镍粉、铝粉、铜粉或银粉中的一种以上，平均粒径在20～100nm。
[0007]所述导热材料为片状氧化铝接枝鳞片石墨，其制备方法包括如下步骤：（1）将鳞片石墨在强酸混合溶液中进行表面羧基化改性，得到羧基化鳞片石墨；（2）将片状Al2O3加入偶联剂乙醇溶液中经充分反应后得到表面修饰片状Al2O3材料；（3）将表面修饰片状Al2O3材料在乙醇溶液中水解，使其表面带羟基；（4）将步骤（1）制得的羧基化鳞片石墨和步骤（3）制得的表面羟基化片状Al2O3分别加入有机溶剂中经回流充分反应，清洗、过滤，干燥后得到片状氧化铝接枝鳞片石墨导热材料。
[0008]步骤（1）所述鳞片的固定碳含量≥95%，鳞片尺寸≤0.001mm，晶体粒径≤0.018mm。
[0009]步骤（1）所述强酸混合溶液包括浓硝酸、浓硫酸和浓盐酸中的至少两种。
[0010]步骤（2）所述片状Al2O3粒径为0.5～5μm、厚度为0.05～0.5μm。
[0011]步骤（2）所述偶联剂为硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂和钛酸酯偶联剂中的至少一种，溶液中偶联剂质量分数0.5～3%。
[0012]步骤（4）所述制备片状氧化铝接枝鳞片石墨导热材料反应温度50～80℃，反应3～10h，回流时间2～5h。
[0013]所述橡胶是三元乙丙橡胶、丁腈橡胶、天然橡胶和氯丁橡胶中的至少一种。
[0014]所述硫化剂为硫磺和过氧化二异丙苯按照质量比1～5:1。
[0015]所述促进剂为N
‑
环己基
‑2‑
苯并噻唑次磺酰胺、二丁基二硫代氨基甲酸锌中的至少一种。
[0016]所述活性剂为胺类活性剂、皂类活性剂中的至少一种。
[0017]所述偶联剂为硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂和钛酸酯偶联剂中的至少一种。
[0018]所述增塑剂为液体石蜡、白油、邻苯二甲酸二仲辛酯中的至少一种。
[0019]所述润滑剂为聚乙烯蜡、石蜡中的至少一种。
[0020]上述一种5G基站用高导热电磁屏蔽橡胶的制备方法，包括以下步骤：（1）将橡胶、炭黑、导热材料、纳米金属粉末、活性剂、偶联剂、增塑剂、润滑剂按照组成配方加入密炼机进行混炼后，加入开炼机进行混炼，最后加入硫化剂进行混炼，混合均匀后出片得到混炼胶；将混炼胶在室温下停放24小时；（2）将冷却后混炼胶按照所需尺寸经平板硫化机硫化，得到一种5G基站用高导热电磁屏蔽橡胶。
[0021]上述技术方案制备的5G基站用高导热电磁屏蔽橡胶，电磁屏蔽效能：≥ 60dB（0.03
‑
18GHz频段），导热系数：≥ 0.8W/m
·
k，拉伸强度：≥ 8MPa，断裂伸长率：≥ 200%，密度：≤ 2g/cm3。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术利用片状氧化铝接枝鳞片石墨制备导热材料，利用氧化铝和鳞片石墨特殊的片状结构，显著提高材料电磁屏蔽性能和导热性能；（2）本专利技术制备的5G基站用高导热电磁屏蔽橡胶，提升橡胶材料电磁屏蔽和导热性能的同时具有优良的力学性能和加工性能；（3）本专利技术的方法操作简单、高效，易于生产，应用前景广阔。
实施方式
[0023]下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术 而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
[0024]一种5G基站用高导热电磁屏蔽橡胶的制备方法，包括以下步骤：（1）将三元乙丙橡胶70份、乙炔炭黑20份、片状氧化铝接枝鳞片石墨导热材料2份，纳米镍粉5份、胺类活性剂0.1份、N
‑
环己基
‑2‑
苯并噻唑次磺酰胺0.2份、硅烷偶联剂0.1份，液体石蜡5份、聚乙烯蜡0.5份；加入密炼机进行混炼后，加入开炼机进行混炼，最后加入硫化剂（硫磺和过氧化二异丙苯按照质量比1:1）0.5份进行混炼，混合均匀后出片得到混炼胶；将混炼胶在室温下停放24小时；（2）将冷却后混炼胶按照所需尺寸经平板硫化机硫化，得到一种5G基站用高导热电磁屏蔽橡胶。
[0025]经性能测试，该5G基站用高导热电磁屏蔽橡胶，电磁屏蔽效能68.7dB（0.03
‑
18GHz频段），导热系数0.81W/m
·
k，拉伸强度 8.95MPa，断裂伸长率214.4%，密度1.77g/cm3，性能较好。
实施例2
[0026]一种5G基站用高导热电磁屏蔽橡胶的制备方法，包括以下步骤：（1）将丁腈橡胶75份、乙炔炭黑30份、片状氧化铝接枝鳞片石墨导热材料4份，纳米铝粉8份、皂类活性剂0.3份、二丁基二硫代氨基甲酸锌0.6份、铝酸酯偶联剂0.3份，白油9份、石蜡0.85份；加入密炼机进行混炼后，加入开炼机进行混炼，最后加入硫化剂（硫磺和过氧化二异丙苯按照质量比2:1）1份进行混炼，混合均匀后出片得到混炼胶；将混炼胶在室温下停放24小时；（2）将冷却后混炼胶按照所需尺寸经平板硫化机硫化，得到一种5G基站用高导热电磁屏蔽橡胶。
[0027]经性能测试，该5G基站用高导热电磁屏蔽橡胶，电磁屏蔽效能72.3dB（0.03
‑
18GHz频段），导热系数0.87W/m
·
k，拉伸强度 9.45MPa，断裂伸长率211.3%，密度1.85g/cm3，性能较好。
实施例3
[0028]一种5G基站用高导热电磁屏蔽橡胶的制备方法，包括以下步骤：（1）将天然橡胶85份、乙炔炭黑35份、片状氧化铝接枝鳞片石墨本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种5G基站用高导热电磁屏蔽橡胶，其特征在于由下列重量份的原料制备而成：橡胶70～100份，炭黑20～50份，导热材料2～10份，纳米金属粉末5～30份，硫化剂0.5～3份，活性剂0.1～1.5份，促进剂0.2～2份，偶联剂0.1～1份，增塑剂5～15份，润滑剂0.5～3份；所述炭黑是乙炔炭黑，平均粒径20～50nm；所述纳米金属粉末是镍粉、铝粉、铜粉或银粉中的一种以上，平均粒径在20～100nm；所述导热材料为片状氧化铝接枝鳞片石墨，其制备方法包括如下步骤：（1）将鳞片石墨在强酸混合溶液中进行表面羧基化改性，得到羧基化鳞片石墨；（2）将片状Al2O3加入偶联剂乙醇溶液中经充分反应后得到表面修饰片状Al2O3材料；（3）将表面修饰片状Al2O3材料在乙醇溶液中水解，使其表面带羟基；（4）将步骤（1）制得的羧基化鳞片石墨和步骤（3）制得的表面羟基化片状Al2O3分别加入有机溶剂中经回流充分反应，清洗、过滤，干燥后得到片状氧化铝接枝鳞片石墨导热材料；步骤（1）所述鳞片的固定碳含量≥95%，鳞片尺寸≤0.001mm，晶体粒径≤0.018mm；步骤（1）所述强酸混合溶液包括浓硝酸、浓硫酸和浓盐酸中的至少两种；步骤（2）所述片状Al2O3粒径为0.5～5μm、厚度为0.05～0.5μm；步骤（2）所述偶联剂为硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂和钛酸酯偶联剂中的至少一种，溶液中偶联剂质量分数0.5～3%；步骤（4）所述制备片状氧化铝接枝鳞片石墨导热材料反应温度50～80℃，反应3～10h；回流时间2～5h。2.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴惠民，力伟，林宇霖，余丽玲，彭超，
申请(专利权)人：福州市福塑科学技术研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：