一種用于抑制電磁噪聲的橡膠基材料及其制備方法與流程

本發明涉及電子材料技術領域，具體涉及一種用于抑制電磁噪聲的橡膠基材料及其制備方法。

背景技術：

隨著微波技術和電子器件的發展，電子器件使用需要通過射頻設備傳送信號，導致射頻設備的功率迅速增加，射頻設備使用時會產生大量的電磁輻射(即電磁噪聲)，同時，微波設備使用時也會發出電磁波，產生電磁噪聲，過量的電磁噪聲進入環境中，會產生電磁污染，并對人體健康造成不良影響。

為了降低電磁噪聲對人體的影響，需要抑制相關設備向外部環境發射電磁波的功率，減少電磁波之間的相互干擾。

目前最常用的電磁噪聲抑制材料主要包括涂覆型和復合型兩種，其中涂覆型材料是將電磁波吸收劑與樹脂粘合劑混合制成涂料，然后涂覆在防護體表面；復合型材料則是將電磁波吸收劑混合在多層纖維中制備而成的增強型電磁噪聲抑制材料。

涂覆型和復合型材料在使用時有以下缺點：1、涂覆型電磁噪聲抑制材料大多采用溶劑型涂料，施工周期較長，且由于涂層的厚度分布均勻性較差，導致抑制效果較差的同時，涂層表面容易被破壞、脫落，使用周期較短，使用成本較高，且涂料中的有害成分對環境和人身影響較大；2、復合型材料存在電磁噪聲抑制性能差，制備工藝復雜，生產成本高、使用范圍較小。

技術實現要素：

針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種用于抑制電磁噪聲的橡膠基材料及其制備方法，能夠較好的抑制電磁噪聲、且柔韌性好、耐腐蝕性強，能夠延長使用周期，降低使用成本。

為達到以上目的，本發明采取的技術方案是：

一種用于抑制電磁噪聲的橡膠基材料，包括電磁噪聲抑制層和反射層，所述電磁噪聲抑制層為多層阻抗漸變式材料，包括兩層噪聲吸收層：上層噪聲吸收膜和下層噪聲吸收膜，所述上層噪聲吸收膜與下層噪聲吸收膜所吸收的電磁頻率不相同。

在上述技術方案的基礎上，所述上層噪聲吸收膜的厚度為0.1～0.5mm，所述下層噪聲吸收膜的厚度為0.1～0.5mm，所述反射層的厚度為0.2～0.5mm。

在上述技術方案的基礎上，所述上層噪聲吸收膜、下層噪聲吸收膜均包括質量份為50～85％的吸波材料。

在上述技術方案的基礎上，所述上層噪聲吸收膜中的吸波材料為球形羰基鐵粉，所述下層噪聲吸收膜中的吸波材料為片狀型羰基鐵粉。

在上述技術方案的基礎上，所述反射層包括質量份為50～75％的導電粉和30～45％的橡膠溶液，余量為玻璃纖維。

在上述技術方案的基礎上，所述玻璃纖維為石英纖維、高硅氧纖維或碳化硅纖維。

一種用于抑制電磁噪聲的橡膠基材料的制備方法，包括以下步驟：

S1、按質量份，將1份質量濃度為50～85％的球形羰基鐵粉加入9～15份橡膠溶膠中分散均勻，制成厚度為0.01～0.07mm的上層噪聲吸收膜；

S2、按質量份，將1份質量濃度為50～85％片狀型羰基鐵粉加入3.5～4份橡膠溶膠中分散均勻，制成厚度為0.01～0.07mm的下層噪聲吸收膜；

S3、按質量百分比，將50～75％的導電粉和30～45％的橡膠溶液混合均勻，得到漿料，將漿料注入墊有玻璃纖維的模具中進行澆注，制成厚度為0.1～0.3mm的反射膜；

S4、將若干層上層噪聲吸收膜、若干層下層噪聲吸收膜分別壓制后粘合，得到電磁噪聲抑制層，將若干層反射膜壓制得到反射層；

S5、將電磁噪聲抑制層與反射層共硫化成型，得到抑制電磁噪聲的橡膠基材料。

在上述技術方案的基礎上，所述抑制電磁噪聲的橡膠基材料在1～8GHz的反射損耗均小于-6.5dB，8～18GHz的反射損耗均小于-10.4dB，吸收峰12.5GHz的反射損耗小于-35dB。

在上述技術方案的基礎上，所述步驟S2中制成厚度為0.01～0.07mm的下層噪聲吸收膜具體包括以下步驟：通過流延設備流延制備成厚度為0.05mm的薄膜，在流延的過程中添加外置磁場，使片狀型羰基鐵粉在磁力線的作用下排列有序。

與現有技術相比，本發明的優點在于：

(1)本發明的一種用于抑制電磁噪聲的橡膠基材料，包括電磁噪聲抑制層和反射層，且兩層結構通過加壓硫化，使層與層之間的橡膠進行交聯反應，形成一個整體的橡膠材料，提升其柔韌性、抗撕裂和沖擊強度，能夠延長使用周期，降低使用成本；且材料的結構比較簡單，電磁噪聲抑制效果好、柔韌性好、耐腐蝕性強、使用方便、制備工藝簡單、成本低、可連續化生產。

(2)本發明采用流延成型工藝與外置磁場定向處理，可使片狀型羰基鐵粉在磁力線的作用下排列有序，提升吸波膜的磁導率，改善材料的電磁噪聲抑制性能；在1～8GHz的反射損耗均小于-6.5dB，8～18GHz的反射損耗均小于-10.4dB，吸收峰12.5GHz的反射損耗小于-35dB。

附圖說明

圖1為本發明實施例中用于抑制電磁噪聲的橡膠基材料的結構示意圖。

圖中：1-電磁噪聲抑制層，2-反射層，3-上層噪聲吸收膜，4-下層噪聲吸收膜。

具體實施方式

以下結合附圖及實施例對本發明作進一步詳細說明。

參見圖1所示，本發明實施例提供一種用于抑制電磁噪聲的橡膠基材料，一種用于抑制電磁噪聲的橡膠基材料，包括電磁噪聲抑制層1和反射層2，電磁噪聲抑制層1為多層阻抗漸變式材料，包括兩層噪聲吸收層：上層噪聲吸收膜3和下層噪聲吸收膜4，上層噪聲吸收膜3與下層噪聲吸收膜4所吸收的電磁頻率不相同。

上層噪聲吸收膜3與下層噪聲吸收膜4所選用的材料和厚度均根據實際需要進行設置，本實施例中，上層噪聲吸收膜3的厚度為0.1～0.5mm，下層噪聲吸收膜4的厚度為0.1～0.5mm，反射層2的厚度為0.2～0.5mm。

上層噪聲吸收膜3、下層噪聲吸收膜4均包括質量份為50～85％的吸波材料，其中，上層噪聲吸收膜3中的吸波材料為球形羰基鐵粉，下層噪聲吸收膜4中的吸波材料為片狀型羰基鐵粉。

反射層2包括質量份為50～75％的導電粉和30～45％的橡膠溶液，余量為玻璃纖維，玻璃纖維為石英纖維、高硅氧纖維或碳化硅纖維。

本發明還提供一種用于抑制電磁噪聲的橡膠基材料的制備方法，包括以下步驟：

S1、按質量份，將1份質量濃度為50～85％的球形羰基鐵粉加入9～15份橡膠溶膠中分散均勻，制成厚度為0.01～0.07mm的上層噪聲吸收膜3。

S2、按質量份，將1份質量濃度為50～85％片狀型羰基鐵粉加入3.5～4份橡膠溶膠中分散均勻，制成厚度為0.01～0.07mm的下層噪聲吸收膜4。

S3、按質量百分比，將50～75％的導電粉和30～45％的橡膠溶液混合均勻，得到漿料，將漿料注入墊有玻璃纖維的模具中進行澆注，制成厚度為0.1～0.3mm的反射膜。

S4、將若干層上層噪聲吸收膜3、若干層下層噪聲吸收膜4分別壓制后粘合，得到電磁噪聲抑制層1，將若干層反射膜壓制得到反射層2。

S5、將電磁噪聲抑制層1與反射層2共硫化成型，得到抑制電磁噪聲的橡膠基材料。

其中，溶膠的配方為：橡膠：100g，有機溶劑：1000g，硫化劑：6g，硫化助劑：2g，促進劑：3g。

溶膠制備方法為(以下所有實施例中的溶膠均按此方法制備)：按照上述配比將橡膠、硫化劑、硫化助劑和促進劑加入到有機溶劑中，然后在烘箱中65℃下保溫4h，再取出進行攪拌分散至全部溶解。

所述的橡膠為三元乙丙橡膠，有機溶劑為二甲苯，硫化劑為過氧化二異丙苯，硫化助劑為氧化鋅粉末，促進劑為流平劑。

采用本發明的方法制備的抑制電磁噪聲的橡膠基材料，在1～8GHz的反射損耗均小于-6.5dB，8～18GHz的反射損耗均小于-10.4dB，吸收峰12.5GHz的反射損耗小于-35dB。

下面，通過5個實施例對本發明進行詳細說明。

實施例1

S1、將100g濃度為50％的球狀羰基鐵粉加入1100g橡膠溶膠中，進行超聲乳化分散處理，分散時間為30min，然后將超聲分散均勻的漿料通過流延設備流延制備成厚度為0.05mm的薄膜，得到上層噪聲吸收膜3。

S2、將100g濃度為75％的片狀型羰基鐵粉加入366g橡膠溶膠中，進行超聲乳化分散處理，分散時間為30min，然后將超聲分散均勻的漿料通過流延設備流延制備成厚度為0.05mm的薄膜，在流延的過程中添加外置磁場，使片狀型羰基鐵粉在磁力線的作用下排列有序，得到下層噪聲吸收膜4。

S3、按質量百分比，將65％的導電粉加入30％的橡膠溶液中，通過超聲分散將導電粉體與橡膠溶膠混合均勻，得到漿料，將漿料注入墊有石英纖維的模具中進行澆注，在60℃保溫5h，得到厚度為0.2mm厚度的反射膜。

S4、采用壓延的方式將5層上層噪聲吸收膜3和5層下層噪聲吸收膜4分別進行熱壓處理，得到由厚度為0.7mm的上層噪聲吸收膜3和厚度為0.7mm的下層噪聲吸收膜4疊加而成的電磁噪聲抑制吸收膜1。

S5、自上而下將電磁噪聲抑制吸收膜1與一層反射膜排列，采用共硫化成型工藝，通過鼓式硫化機進行熱壓硫化，硫化溫度為160℃，時間為20min，制得厚度0.5mm的電磁噪聲抑制的橡膠基材料，其中電磁噪聲抑制吸收膜層1厚度為0.3mm，反射膜層2厚度為0.2mm。

采用本實施例的方法制備的電磁噪聲抑制的橡膠基材料，具有優良的電磁噪聲抑制效果，在1～8GHz的反射損耗均小于-4dB，8～18GHz的反射損耗均小于-8dB，吸收峰12.5GHz的反射損耗小于-25dB。

實施例2

S1、將100g濃度為61％的球狀羰基鐵粉加入704g橡膠溶膠中，進行超聲乳化分散處理，分散時間為30min，然后將超聲分散均勻的漿料通過流延設備流延制備成厚度為0.07mm的薄膜，得到上層噪聲吸收膜3。

S2、將100g濃度為80％的片狀型羰基鐵粉加入475g橡膠溶膠中，進行超聲乳化分散處理，分散時間為30min，然后將超聲分散均勻的漿料通過流延設備流延制備成厚度為0.07mm的薄膜，在流延的過程中添加外置磁場，使片狀型羰基鐵粉在磁力線的作用下排列有序，得到下層噪聲吸收膜4。

S3、按質量百分比，將75％的導電粉加入20％的橡膠溶液中，通過超聲分散將導電粉體與橡膠溶膠混合均勻，得到漿料，將漿料注入墊有高硅氧纖維的模具中進行澆注，在60℃保溫5h，得到厚度為0.2mm厚度的反射膜。

S4、采用壓延的方式將5層上層噪聲吸收膜3和5層下層噪聲吸收膜4分別進行熱壓處理，得到由厚度為0.7mm的上層噪聲吸收膜3和厚度為0.7mm的下層噪聲吸收膜4疊加而成的電磁噪聲抑制吸收膜1。

S5、自上而下將電磁噪聲抑制吸收膜1與一層反射膜排列，采用共硫化成型工藝，通過鼓式硫化機進行熱壓硫化，硫化溫度為165℃，時間為30min，制得厚度1.6mm的電磁噪聲抑制的橡膠基材料，其中電磁噪聲抑制吸收膜層1的厚度為1.4mm，反射膜層2厚度為0.2mm。

采用本實施例制備的1.4mm電磁噪聲抑制的橡膠基材料，具有優良的電磁噪聲抑制效果，在1～8GHz的反射損耗均小于-5dB，8～18GHz的反射損耗均小于-9dB，吸收峰10GHz的反射損耗小于-28dB。

實施例3：

S1、將100g濃度為85％的球狀羰基鐵粉加入1500g橡膠溶膠中，進行超聲乳化分散處理，分散時間為30min，然后將超聲分散均勻的漿料通過流延設備流延制備成厚度為0.01mm的薄膜，得到上層噪聲吸收膜3。

S2、將100g濃度為85％的片狀型羰基鐵粉加入400g橡膠溶膠中，進行超聲乳化分散處理，分散時間為30min，然后將超聲分散均勻的漿料通過流延設備流延制備成厚度為0.01mm的薄膜，在流延的過程中添加外置磁場，使片狀型羰基鐵粉在磁力線的作用下排列有序，得到下層噪聲吸收膜4。

S3、按質量百分比，將51％的導電粉加入49％的橡膠溶液中，通過超聲分散將導電粉體與橡膠溶膠混合均勻，得到漿料，將漿料注入墊有石英纖維的模具中進行澆注，在60℃保溫5h，得到厚度為0.2mm厚度的反射膜。

S4、采用壓延的方式將上層噪聲吸收膜3和下層噪聲吸收膜4分別進行熱壓處理，得到由厚度為0.55mm的上層噪聲吸收膜3和厚度為0.55mm的下層噪聲吸收膜4疊加而成的電磁噪聲抑制吸收膜1。

S5、自上而下將電磁噪聲抑制吸收膜1與一層反射膜排列，采用共硫化成型工藝，通過鼓式硫化機進行熱壓硫化，硫化溫度為160℃，時間為35min，制得厚度1.3mm的電磁噪聲抑制的橡膠基材料，其中電磁噪聲抑制吸收膜層1厚度為1.1mm，反射膜層2厚度為0.2mm。

采用本實施例的方法制備的電磁噪聲抑制的橡膠基材料，具有優良的電磁噪聲抑制效果，1～8GHz的反射損耗均小于-6.5dB，8～18GHz的反射損耗均小于-10.4dB，吸收峰6GHz的反射損耗小于-35dB。

實施例4：

S1、將100g濃度為66％的球狀羰基鐵粉加入880g橡膠溶膠中，進行超聲乳化分散處理，分散時間為30min，然后將超聲分散均勻的漿料通過流延設備流延制備成厚度為0.03mm的薄膜，得到上層噪聲吸收膜3。

S2、將100g濃度為82％的片狀型羰基鐵粉加入750g橡膠溶膠中，進行超聲乳化分散處理，分散時間為30min，然后將超聲分散均勻的漿料通過流延設備流延制備成厚度為0.03mm的薄膜，在流延的過程中添加外置磁場，使片狀型羰基鐵粉在磁力線的作用下排列有序，得到下層噪聲吸收膜4。

S3、按質量百分比，將50％的導電粉加入50％的橡膠溶液中，通過超聲分散將導電粉體與橡膠溶膠混合均勻，得到漿料，將漿料注入墊有石英纖維的模具中進行澆注，在60℃保溫5h，得到厚度為0.3mm厚度的反射膜。

S4、采用壓延的方式將上層噪聲吸收膜3和下層噪聲吸收膜4分別進行熱壓處理，得到由厚度為0.45mm的上層噪聲吸收膜3和厚度為0.45mm的下層噪聲吸收膜4疊加而成的電磁噪聲抑制吸收膜1。

S5、自上而下將電磁噪聲抑制吸收膜1與一層反射膜排列，采用共硫化成型工藝，通過鼓式硫化機進行熱壓硫化，硫化溫度為168℃，時間為20min，制得厚度1.2mm的電磁噪聲抑制的橡膠基材料，其中電磁噪聲抑制吸收膜層1厚度為0.9mm，反射膜層2厚度為0.3mm。

采用本實施例的方法制備的電磁噪聲抑制的橡膠基材料，具有優良的電磁噪聲抑制效果，在1～8GHz的反射損耗均小于-6.5dB，8～18GHz的反射損耗均小于-9.5dB，吸收峰5GHz的反射損耗小于-35dB。

實施例5：

S1、將100g濃度為40％的球狀羰基鐵粉加入1400g橡膠溶膠中，進行超聲乳化分散處理，分散時間為30min，然后將超聲分散均勻的漿料通過流延設備流延制備成厚度為0.03mm的薄膜，得到上層噪聲吸收膜3。

S2、將100g濃度為40％的片狀型羰基鐵粉加入700g橡膠溶膠中，進行超聲乳化分散處理，分散時間為30min，然后將超聲分散均勻的漿料通過流延設備流延制備成厚度為0.03mm的薄膜，在流延的過程中添加外置磁場，使片狀型羰基鐵粉在磁力線的作用下排列有序，得到下層噪聲吸收膜4。

S3、按質量百分比，將67％的導電粉加入33％的橡膠溶液中，通過超聲分散將導電粉體與橡膠溶膠混合均勻，得到漿料，將漿料注入墊有石英纖維的模具中進行澆注，在60℃保溫5h，得到厚度為0.2mm厚度的反射膜。

S4、采用壓延的方式將上層噪聲吸收膜3和下層噪聲吸收膜4分別進行熱壓處理，得到由厚度為0.15mm的上層噪聲吸收膜3和厚度為0.15mm的下層噪聲吸收膜4疊加而成的電磁噪聲抑制吸收膜1。

S5、自上而下將電磁噪聲抑制吸收膜1與一層反射膜排列，采用共硫化成型工藝，通過鼓式硫化機進行熱壓硫化，硫化溫度為160℃，時間為20min，制得厚度0.5mm的電磁噪聲抑制的橡膠基材料，其中電磁噪聲抑制吸收膜層1厚度為0.3mm，反射膜層2厚度為0.2mm。

采用本實施例的方法制備的電磁噪聲抑制的橡膠基材料，具有優良的電磁噪聲抑制效果，在1～8GHz的反射損耗均小于-4dB，8～18GHz的反射損耗均小于-8dB，吸收峰12.5GHz的反射損耗小于-25dB。

本發明不局限于上述實施方式，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發明的保護范圍之內。本說明書中未作詳細描述的內容屬于本領域專業技術人員公知的現有技術。