可固化导电有机聚硅氧烷组合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于制备尤其具有高含量导电填料的可固化导电有机聚硅氧烷组合物的方法和优选由其获得的可固化导电有机聚硅氧烷组合物以及预混的导电糊料。本发明专利技术还涉及通过这种可固化导电有机聚硅氧烷组合物获得的固化的导电硅橡胶及其用途，特别是在电磁屏蔽中的用途。本发明专利技术还涉及包含这种固化的导电硅橡胶的电线和电缆。通过如下方式可以加载更高含量的导电填料，同时使得能够获得良好的加工性能：初始制备包含具有特定动态粘度的有机聚硅氧烷和导电填料的至少一部分的预混的导电糊料，随后将该预混的导电糊料与包含至少一种有机聚硅氧烷A和任选的至少一种增强填料的有机聚硅氧烷母料混合以获得混合物。机聚硅氧烷母料混合以获得混合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可固化导电有机聚硅氧烷组合物及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种用于制备尤其具有高含量导电填料的可固化导电有机聚硅氧烷组合物的方法。本专利技术还涉及优选通过这种方法获得的可固化导电有机聚硅氧烷组合物和预混的导电糊料。本专利技术还涉及通过固化这种尤其具有高含量导电填料的可固化导电有机聚硅氧烷组合物获得的固化的导电硅橡胶。本专利技术还涉及固化的导电硅橡胶作为电磁屏蔽元件在电子、汽车、航空航天、高速铁路、通信、电力、医药和可穿戴智能设备领域中的用途。本专利技术还涉及包含这种固化的导电硅橡胶的电线或电缆。

技术介绍

[0002]如今，电子产品的应用变得越来越广泛。在电子产品的工作过程中，它们常常对外部环境造成干扰，这被称为电磁干扰(EMI)。这种电磁干扰和电磁辐射越来越影响设备的安全可靠运行和人类的健康。为了解决电磁干扰问题，电磁屏蔽是必要的。近来，电磁屏蔽材料越来越受到科研人员的重视。
[0003]一种常用的电磁屏蔽材料是导电硅橡胶，其通过如下方式获得：将一定量的导电填料与基础有机聚硅氧烷组分混合，然后通过交联进行固化以形成具有电磁屏蔽性能的导电硅橡胶。导电填料如金属包碳(特别是镍包碳)具有优异的电磁屏蔽性能并且被广泛用在电磁屏蔽领域中。
[0004]为了制备易于进行加工(例如进行挤出和轧制)的可固化有机聚硅氧烷体系，导电填料的含量是相当关键的。如果导电填料的含量太低，则最终固化的产品具有差的导电性并且因此具有差的电磁屏蔽性能。如果导电填料的含量过高(例如，超过60wt％)，则固化前的所得体系由于粘度非常高(典型地大于2千万mPa
·
s)而难以处理和加工，这可能导致最终固化的产品的相对较差的电导率和机械性能。当基础有机聚硅氧烷组分具有高粘度时(例如有机聚硅氧烷胶)，这个问题变得更糟。导电填料由于有机聚硅氧烷胶相当高的粘度(在25℃下典型地大于600 000mPa
·
s)而难以分散，因此在现有技术中添加的导电填料的含量受到限制。
[0005]已经进行了各种尝试以将导电填料掺入基础有机聚硅氧烷组分中。在迄今为止的大多数现有制备方法中，在添加其他组分之前，将导电填料与基础有机聚硅氧烷组分一步混合。
[0006]专利CN102276988A公开了一种用于制备通过铂硫化的单组分Ni
‑
C填充的高导电硅橡胶的方法。其中将包含二氧化硅的粘度为5000
‑
20000mPa
·
s的乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷与导电填料混合，该导电填料由167
‑
180份平均粒子尺寸为50μm
‑
100μm的镍包石墨粉末和28
‑
30份直径为7μm
‑
10μm且长度为100μm
‑
200μm的镍包碳纤维组成。这样得到的配制剂适合于进一步加工。然而，基础有机聚硅氧烷组分具有非常低的粘度，这不适合于挤出模塑或压缩模塑。
[0007]专利CN103602072A公开了一种用于电磁屏蔽的导电硅橡胶及其制备方法。所使用的导电填料包含30
‑
60份的包含银粒子的导电介质和30
‑
60份的包含镍粒子的磁性介质。将
所得混合物在50℃
‑
150℃的温度下在双辊磨机上混合0.5
‑
1.5小时。这种方法涉及一种以异氰酸酯为交联剂的羟基硅橡胶，不同于乙烯基硅橡胶的加成反应体系或过氧化物固化体系。
[0008]专利CN105131612A公开了一种用于电磁屏蔽的自粘性导电硅橡胶的制备方法。50
‑
85份所用的导电填料包括导电炭黑、镍包石墨和镍包玻璃珠、银铝粉、银包玻璃珠等。这种混合物在双辊磨机上制备并进行过氧化物硫化。它只强调了自粘性和电磁屏蔽性能的可接受性。它没有公开该方法的细节。
[0009]专利CN103496228A公开了一种包括双层或多层结构的电磁屏蔽硅橡胶及其制备方法。所使用的导电填料包含59％
‑
64％质量百分比的镍包石墨、镍包铝粉和镍粉。通过多层导电硅橡胶的复合结构获得了良好的电磁屏蔽效果。然而，其没有公开原材料的类型和成品的导电性。
[0010]另一专利CN107964247A公开了一种使用碳纳米管混合物的方法，该碳纳米管混合物包含比例为1:(0.05
‑
0.20)的碳纳米管和聚有机硅氧烷。所使用的所有碳纳米管都以碳纳米管混合物的形式加入。这种一步混合法可能需要更高的温度和更多的时间来均匀混合。
[0011]由上可以看出，制备可固化导电有机聚硅氧烷组合物的现有技术方法在加工方面并不完全令人满意。因此，仍然需要一种改进的方法来克服现有技术的缺陷。

技术实现思路

[0012]本专利技术的目的因此在于提供一种用于制备这种可固化导电有机聚硅氧烷组合物的方法，该可固化导电有机聚硅氧烷组合物尤其具有高含量导电填料而对加工性能没有负面影响，特别用于挤出模塑、压延模塑和压缩模塑。由此，所得到的固化的导电硅橡胶可表现出优异的导电性和电磁屏蔽性能以及机械性能。
[0013]申请人已经令人惊讶地发现，通过如下方式可以加载更高含量的导电填料，同时使得能够获得良好的加工性能：初始制备包含具有如本文所述的特定动态粘度的有机聚硅氧烷C和导电填料B的至少一部分的预混的导电糊料，随后将该预混的导电糊料与包含至少一种有机聚硅氧烷A和任选的至少一种增强填料的有机聚硅氧烷母料混合以获得混合物。这种预混的导电糊料的作用是使导电填料充分分散，这可降低处理具有更高含量导电填料的可固化导电有机聚硅氧烷组合物的难度。
[0014]在第一方面中，本专利技术涉及一种用于制备具有高含量导电填料的可固化导电有机聚硅氧烷组合物的方法，该方法包括以下步骤：
[0015](i)将导电填料B的至少一部分与有机聚硅氧烷C混合，以获得预混的导电糊料，该有机聚硅氧烷C具有在25℃下为1000mPa
·
s至400000mPa
·
s、优选10000
‑
200000mPa
·
s、更优选50000
‑
150000mPa
·
s的动态粘度；
[0016](ii)将步骤(i)中获得的预混的导电糊料与包含至少一种有机聚硅氧烷A和任选的至少一种增强填料的有机聚硅氧烷母料混合，以获得混合物。
[0017]优选地，该可固化导电有机聚硅氧烷组合物中总导电填料B的含量为40wt％
‑
80wt％，优选50wt％
‑
80wt％，更优选60wt％
‑
80wt％，再优选50wt％
‑
75wt％，再更优选60wt％
‑
75wt％，甚至更优选65wt％
‑
70wt％，基于该可固化导电有机聚硅氧烷组合物的总
重量计。
[0018]预混的导电糊料
[0019]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】000mPa
·
s、优选25℃下大于1 000 000mPa
·
s的动态粘度的有机聚硅氧烷胶和/或在25℃下稠度为200mm/10至2000mm/10、优选300mm/10至1800mm/10、更优选500mm/10至1500mm/10的有机聚硅氧烷胶。8.根据权利要求1
‑
6中任一项所述的方法，其中有机聚硅氧烷A包含至少一种有机聚硅氧烷A
’
和至少一种有机聚硅氧烷A”，其中有机聚硅氧烷A
’
是具有25℃下大于600 000mPa
·
s、优选25℃下大于1 000000mPa
·
s的动态粘度的有机聚硅氧烷胶和/或在25℃下稠度为200mm/10至2000mm/10、优选300mm/10至1800mm/10、更优选500mm/10至1500mm/10的有机聚硅氧烷胶，有机聚硅氧烷A”是具有25℃下15
‑
50mPa
·
s、优选25℃下20
‑
40mPa
·
s的动态粘度的油，具有2wt％
‑
12wt％、优选4.5％
‑
9.8wt％的羟基含量，基于组分A”的总重量计。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中有机聚硅氧烷A的含量为0.1wt％
‑
40wt％，优选1wt％
‑
30wt％，更优选4wt％
‑
25wt％，基于该可固化导电有机聚硅氧烷组合物的总重量计。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括步骤(iii)：将导电填料B的剩余部分添加到步骤(ii)中获得的混合物中，优选以分批的方式添加。11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括步骤(iv)：将生坯强度改性剂D添加到步骤(ii)或步骤(iii)中获得的混合物中以调节其生坯强度。12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中生坯强度改性剂D的含量为0.1wt％
‑
2.0wt％，优选0.5wt％
‑
1.5wt％，更优选0.8wt％
‑
1.2wt％，基于该可固化导电有机聚硅氧烷组合物的总重量计，优选地，生坯强度改性剂D为聚四氟乙烯。13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括步骤(v)：将至少一种有机过氧化物E添加到步骤(ii)或(iii)或(iv)中获得的混合物中，优选以0.5wt％
‑
2wt％、更优选0.8wt％
‑
1.6wt％的量，基于该可固化导电有机聚硅氧烷组合物的总重量计。14.在根据权利要求1
‑
6中任一项所述的方法的步骤(i)中获得的预混的导电糊料。15.尤其具有高含量导电填料的可固化导电有机聚硅氧烷组合物，其通过根据权利要求1
‑
13中任一项所述的方法获得。16.根据权利要求15所述的可固化导电有机聚硅氧烷组合物，其特征在于包含以下项：(a)有机聚硅氧烷母料，其包含0.1wt％
‑
40wt％、优选1wt％
‑
30wt％、更优选4wt％
‑
25wt％的至少一种有机聚硅氧烷A和至少一种增强填料；(b)40wt％
‑
80wt％、优...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡甜，杨龙，蒋鑫，
申请(专利权)人：埃肯有机硅上海有限公司，
类型：发明
国别省市：