Il silicone conduttivo è un materiale composito polimerico con proprietà di elastomero e funzioni conduttive. Raggiunge proprietà conduttive aggiungendo riempitivi conduttivi (come particelle di metallo, materiali in carbonio, fibre conduttive, ecc.) Alla matrice di gomma siliconica, mantenendo la flessibilità, la resistenza alle intemperie e la stabilità chimica del silicone. Le sue caratteristiche fondamentali, il processo di preparazione e le aree di applicazione sono le seguenti:
1. Caratteristiche di base
Proprietà conduttive
Una rete conduttiva tridimensionale viene formata attraverso riempitivi conduttivi per raggiungere conducibilità isotropica o anisotropica.
La resistività del volume può essere inferiore a 10⁻² ~ 10⁰ ω · cm e la resistività della superficie può raggiungere al di sotto di 10⁵ ω/□ (livello di schermatura elettromagnetica).
Filler conduttivi comuni: polvere d'argento, polvere di rame, polvere di grafite ricoperta di nichel, nero di carbonio, fibra di carbonio, ecc.
Proprietà meccaniche
Resistenza alla trazione:5 ~ 10 MPa
Allungamento in pausa:300%~800%
Durezza (Shore A):25 ~ 60 gradi, che possono essere regolati in base alle esigenze.
Adattabilità ambientale
Intervallo di temperatura:-60 grado ~ 200 gradi (la formula speciale può raggiungere 300 gradi)
Resistenza alle intemperie:Resistenza ai raggi UV, resistenza all'ozono, resistenza all'invecchiamento.
Resistenza alla corrosione chimica:Buona tolleranza ad acidi, alcali, solventi, ecc.
Schema elettromagnetica e prestazioni di tenuta
Quando la resistività del volume è inferiore a 10 Ω · cm, ha una funzione di schermatura elettromagnetica e l'efficienza di schermatura può raggiungere 40 GHz.
Eccellenti prestazioni di sigillatura del vapore acqueo, adatte ad alta pressione e ambiente umido.
2. Processo di preparazione
Materiale di base
La gomma di metil vinile silicone (VMQ) viene utilizzata come gomma di base e vengono aggiunti additivi come vulcanizzatore e agente di reticolazione.
Selezione di riempitivo conduttivo
Filler di metallo:Polvere d'argento (migliore conducibilità, costi elevati), polvere di rame (facile da ossidare), polvere di rame ricoperta di nichel (forte resistenza all'ossidazione, prestazioni ad alto costo).
Filler di carbonio:Black di carbonio, fibra di carbonio, grafene (a basso costo, conducibilità moderata).
Riempitivo composito:Perle di vetro rivestite in argento, grafite nichelata, ecc., Tenendo conto della conducibilità e dei costi.
Miscelazione e modanatura
Miscelazione:Mescola uniformemente gomma silicone, riempitore conduttivo e additivi in un mixer interno o un mixer aperto.
Processo di stampaggio:
Stampaggio a compressione:Adatto a prodotti strutturali complessi (come pulsanti e sigilli conduttivi).
Stampaggio di estrusione:Utilizzato per produrre profili continui (come strisce di gomma conduttiva e tubi).
Stampa 3D:Una tecnologia emergente negli ultimi anni che può raggiungere strutture complesse personalizzate.
Vulcanizzazione:Dare l'elasticità materiale attraverso la vulcanizzazione del platino o la vulcanizzazione del perossido.
3. Campi applicativi
Elettronico ed elettrico
Connettori conduttivi:Sostituire i tradizionali connettori in metallo per ottenere una connessione a circuito flessibile.
Proiezione elettromagnetica:Utilizzato per la tenuta elettromagnetica di apparecchiature elettroniche come telaio, armadi e rifugi.
Componenti antistatici:Vassoi antistatici e materiali di imballaggio per la produzione di componenti elettronici.
Attrezzatura di comunicazione
Stazioni base 5G:Utilizzato per la sigillatura dell'antenna e la schermatura del filtro.
Terminali portatile:Chiavi e sigillazione dell'interfaccia di telefoni cellulari e tablet.
Elettronica automobilistica
Sensori:Sigillatura conduttiva per sensori di pressione e sensori di temperatura.
Connettori ad alta tensione:Sigillature conduttive per i nuovi pacchi batteria per veicoli energetici.
Aerospaziale
Sigillatura spaziale:Utilizzato per schermatura elettromagnetica e sigillatura di satelliti e veicoli spaziali.
Componenti resistenti alle radiazioni:Materiali di tenuta conduttiva nelle centrali nucleari e ambienti ad alta radiazione.
Attrezzatura medica
Organi artificiali:sigillatura conduttiva di pacemaker e neurostimolatori.
Dispositivi indossabili:Elettrodi e biosensori conduttivi flessibili.
4. Sfide tecniche e tendenze di sviluppo
Sfide tecniche
Equilibrio tra conduttività e proprietà meccaniche:L'elevata conduttività richiede un alto contenuto di riempimento, ma ridurrà la resistenza alla trazione e l'allungamento.
Stabilità a lungo termine:I riempitivi di metallo sono facilmente ossidati e devono essere sviluppati rivestimenti antiossidazioni o filler compositi.
Controllo dei costi:La polvere d'argento è costosa e devono essere promosse alternative a basso costo come la polvere di rame ricoperta di nichel.
Tendenze di sviluppo
Multifunzionalità:Sviluppo di materiali integrati multifunzionali come conduttivo, termicamente conduttivo, retardante di fiamma e antibatterici.
Nanotecnologia:Utilizzare nanomateriali come grafene e nanotubi di carbonio per migliorare la conduttività e le proprietà meccaniche.
Protezione ambientale:Utilizzare rivestimenti conduttivi a base d'acqua e ritardanti di fiamma senza alogeni per soddisfare le normative ambientali come ROHS e Reach.
Produzione intelligente:In combinazione con la stampa 3D e le linee di produzione automatizzate, si ottiene una produzione personalizzata ed efficiente.
5. Esempi di prodotti tipici
Pulsanti in silicone conduttivo
Utilizzato in telecomandi, calcolatori, ecc., Per ottenere la commutazione attraverso la forza di compressione.
Durezza 40 ~ 60 Shore A, resistività 10² ~ 10⁴ ω · cm.
Strisce di gomma conduttive
Utilizzato per la tenuta di alloggiamenti di apparecchiature elettroniche, con funzioni sia conduttive che impermeabili.
Resistività al volume<10 Ω·cm, temperature resistance -50℃~200℃.
Caschetti di schermatura elettromagnetica
Used for EMI shielding of chassis and cabinets, shielding effectiveness >60 dB (10 MHz ~ 18 GHz).
Circuiti flessibili
Utilizzato in dispositivi indossabili e display flessibili per ottenere conducibilità stabile in condizioni di flessione.
Spessore 0. 1 ~ 1 mm, resistività dello strato conduttivo<10⁻³ Ω·cm.