一种用于高频焊接的硅胶吸波材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电磁波吸波材料领域，尤其涉及一种用于高频焊接的硅胶吸波材料及其制备方法。
背景技术
所谓吸波材料，指能吸收或者大幅减弱投射到它表面的电磁波能量，从而减少电磁波的干扰的一类材料。在工程应用上，除要求吸波材料在较宽频带内对电磁波具有高的吸收率外，还要求它具有质量轻、耐温、耐湿、抗腐蚀等性能。
按损耗机制可将吸波材料分为以下三类：1)、电阻型损耗，此类吸收机制和材料的导电率有关的电阻性损耗，即导电率越大，载流子引起的宏观电流(包括电场变化引起的电流以及磁场变化引起的涡流)越大，从而有利于电磁能转化成为热能。2)、电介质损耗，它是一类和电极有关的介质损耗吸收机制，即通过介质反复极化产生的“摩擦”作用将电磁能转化成热能耗散掉。电介质极化过程包括：电子云位移极化，极性介质电矩转向极化，电铁体电畴转向极化以及壁位移等。3)、磁损耗，此类吸收机制是一类和铁磁性介质的动态磁化过程有关的磁损耗，此类损耗可以细化为：磁滞损耗，旋磁涡流、阻尼损耗以及磁后效效应等，其主要来源是和磁滞机制相似的磁畴转向、磁畴壁位移以及磁畴自然共振等。此外，最新的纳米材料微波损耗机制是如今吸波材料分析的一大热点。
虽然目前的吸波材料其吸波效果均有较大改善，但对于高频焊接领域，目前的吸波材料则表现出吸波效果不佳的问题。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于高频焊接的硅胶吸波材料及其制备方法，旨在解决现有吸波材料在高频焊接领域的吸波效果不佳的问题。
本发明的技术方案如下：
一种用于高频焊接的硅胶吸波材料，其中，按质量份计，包括：
100～200份硅橡胶；
1～8份补强剂；
3～15份偶联剂；
0.8～10份硫化剂；
400～900份吸波剂。
所述的硅胶吸波材料，其中，所述橡胶为甲基乙烯基硅橡胶。
所述的硅胶吸波材料，其中，所述补强剂为气相白炭黑。
所述的硅胶吸波材料，其中，所述偶联剂为硅烷偶联剂、酞酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂。
所述的硅胶吸波材料，其中，所述硅烷偶联剂为A-151硅烷偶联剂。
所述的硅胶吸波材料，其中，所述硫化剂为双二五硫化剂。
所述的硅胶吸波材料，其中，所述吸波剂为铁硅铝磁粉、铁粉或石墨粉。
一种如上所述的用于高频焊接的硅胶吸波材料的制备方法，其中，包括步骤：
用偶联剂对吸波剂进行表面处理，然后将经偶联剂处理后的吸波剂与硅橡胶进行搅拌；
将搅拌得到的混合物与剩余原料进行搅拌，直至混合均匀；
将混合均匀得到的混合物注入压延机中进行压延固化，得到硅胶吸波材料。
所述的制备方法，其中，所述压延固化的条件为150℃的温度条件下固化5～15min。
所述的制备方法，其中，在压延固化后还包括以下步骤：
通过收卷机对硅胶吸波材料进行收卷。
有益效果：本发明所制备的吸波材料，相对于市面上的普通吸波材料，应用在高频焊接领域，可以保证具有较好的吸波性能，并且所制备的吸波材料的吸波性能更稳定。
具体实施方式
本发明提供一种用于高频焊接的硅胶吸波材料及其制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下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。
本发明所提供的一种用于高频焊接的硅胶吸波材料，按质量份计，包括：
100～200份硅橡胶；
1～8份补强剂；
3～15份偶联剂；
0.8～10份硫化剂；
400～900份吸波剂。
本发明所制备的吸波材料，相对于市面上的普通吸波材料，应用在高频焊接领域，可以保证具有较好的吸波性能，并且所制备的吸波材料的吸波性能更稳定。
进一步，所述橡胶优选为甲基乙烯基硅橡胶。甲基乙烯基硅橡胶简称乙烯基硅橡胶，是由二甲基硅氧烷与少量乙烯基硅氧烷共聚而成，乙烯基含量一般为0.1％～0.3％(摩尔分数)。少量不饱和乙烯基的引入使它的硫化工艺及成品性能，特别是耐热老化性和高温抗压缩变形有很大改进。甲基乙烯基硅氧烷单元的含量对硫化作用和硫化胶耐热性有很大影响，含量过少则作用不显著，含量过大会降低硫化胶的耐热性。
进一步，所述补强剂优选为气相白炭黑。气相白炭黑是极其重要的纳米级无机原材料之一，由于其粒径很小，因此比表面积大，表面吸附力强，表面能大，化学纯度高、分散性能好，在热阻、电阻等方面具有特异的性能，具有优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性。由于它在磁性、催化性、光吸收、热阻和熔点等方面与常规材料相比显示出特异功能，因而可作为橡胶的优良补强剂。
进一步，所述偶联剂为硅烷偶联剂、酞酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂。偶联剂是在塑料配混中，改善合成树脂与无机填充剂或增强材料的界面性能的一种塑料添加剂，又称表面改性剂。它在塑料加工过程中可降低合成树脂熔体的粘度，改善填充剂的分散度以提高加工性能，进而使制品获得良好的表面质量及机械、热和电性能。其用量一般为填充剂用量的0.5～2％。偶联剂是一类具有两不同性质官能团的物质，其分子结构的最大特点是分子中含有化学性质不同的两个基团，一个是亲无机物的基团，易与无机物表面起化学反应；另一个是亲有机物的基团，能与合成树脂或其它聚合物发生化学反应或生成氢键溶于其中。因此偶联剂被称作“分子桥”，用以改善无机物与有机物之间的界面作用，从而大大提高复合材料的性能，如物理性能、电性能、热性能、光性能等。本发明中，添加偶联剂可提高产品的耐磨性和耐老化性能，并且能减小NR用量，从而降低成本。同时，添加偶联剂，还在于其既能与增强材料表面的某些基团反应，又能与基体树脂反应，在增强材料与树脂基体之间形成一个界面层，界面层能传递应力，从而增强了增强材料与树脂之间粘合强度，提高了复合材料的性能。
进一步，所述硅烷偶联剂为A-151硅烷偶联剂。硅烷偶联剂A-151是化学物质，分子式是CH2＝CHSi(OC2H5)3。主要用于聚乙烯交联；不饱和聚酯、聚乙烯、聚丙烯树脂等玻璃纤维增强塑料的玻纤表面处理；合成特种涂料；粘接剂；电子元器件的表面防潮处理；无机含硅填料的表面处理等。硅烷偶联剂A-151也用作处理特种橡胶填充剂。
进一步，所述硫化剂为双二五硫化剂。双二五硫化剂是一种化学物质，用作硅橡胶、氯磺化聚乙烯、聚氨酯、EVA等胶黏剂的交联剂，参考用量0.5％～3.0％。也用作引发剂。
进一步，所述吸波剂为铁硅铝磁粉、铁粉或石墨粉。其中，铁硅铝粉末是通过合金熔化、高压氮气雾化，制备出含氧量更低、球形度更好的合金粉末。本发明也优选采用铁硅铝磁粉作为吸波剂，其配合其他原料所制备的吸波材料，吸波性能更佳。
本发明还提供一种如上所述的用于高频焊接的硅胶吸波材料的制备方法，其包括步骤：
S1、用偶联剂对吸波剂进行表面处理，然后将经偶联剂处理后的吸波剂与硅橡胶进行搅拌；
S2、将搅拌得到的混合物与剩余原料进行搅拌，直至混合均匀；
S3、将混合均匀得到的混合物注入压延机中进行压延固化，得到硅胶吸波材料。
其中，在所述步骤S1中，先利用偶联剂对吸波剂进行表面处理，其中的表面处理是为了改善吸波剂的表面性能，从而有利于吸波剂与其他原料的复合。
在表面处理之后，再将经偶联剂处理后的吸波剂与硅橡胶进行搅拌，具体可以投入到搅拌机中进行搅拌，使上述原料混合均匀。
在所述步骤S2中，将搅拌得到的混合物与剩余原料进行搅拌，直至混合均匀。
本步骤的目的是使剩余的原料与步骤S1中搅拌得到的混合物全部混合均匀，即所有原料在此步骤中均进行混合，使各原料充分混匀。
在所述步骤S3中，将步骤S2中混合均匀的混合物注入压延机中进行压延固化。压延机(calender)是由两个或两个以上的辊筒，按一定形式排列，在一定温度下，将橡胶或塑料压制展延成一定厚度和表面形状的胶片，并可对纤维帘帆布或钢丝帘布进行挂胶的机械。通过压延机进行压延，还可以调整硅胶吸波材料的厚度。
其中压延固化的具体条件为：150℃的温度条件下固化5～15min。在此压延固化条件下，所制备的硅胶吸波材料成形效果更好，且吸波性能更佳。
进一步，在压延固化后还包括以下步骤：
通过收卷机对硅胶吸波材料进行收卷。
通过上述步骤可以将硅胶吸波材料制成卷状硅胶吸波材料，方便包装、运输和使用等。
实施例1
本实施例所提供的一种用于高频焊接的硅胶吸波材料，按质量份计，包括：100份硅橡胶；8份补强剂；3份偶联剂；10份硫化剂；400份吸波剂。
其制备方法如下：
S1、用偶联剂对吸波剂进行表面处理，然后将经偶联剂处理后的吸波剂与硅橡胶进行搅拌；
S2、将搅拌得到的混合物与剩余原料进行搅拌，直至混合均匀；
S3、将混合均匀得到的混合物注入压延机中进行压延固化，得到硅胶吸波材料。压延固化的具体条件为：150℃的温度条件下固化5min；
S4、通过收卷机对硅胶吸波材料进行收卷。
实施例2
本实施例所提供的一种用于高频焊接的硅胶吸波材料，按质量份计，包括：200份硅橡胶；1份补强剂；15份偶联剂；0.8份硫化剂；900份吸波剂。
其制备方法如下：
S1、用偶联剂对吸波剂进行表面处理，然后将经偶联剂处理后的吸波剂与硅橡胶进行搅拌；
S2、将搅拌得到的混合物与剩余原料进行搅拌，直至混合均匀；
S3、将混合均匀得到的混合物注入压延机中进行压延固化，得到硅胶吸波材料。压延固化的具体条件为：150℃的温度条件下固化15min；
S4、通过收卷机对硅胶吸波材料进行收卷。
实施例3
本实施例所提供的一种用于高频焊接的硅胶吸波材料，按质量份计，包括：150份硅橡胶；5份补强剂；10份偶联剂；5份硫化剂；600份吸波剂。
其制备方法如下：
S1、用偶联剂对吸波剂进行表面处理，然后将经偶联剂处理后的吸波剂与硅橡胶进行搅拌；
S2、将搅拌得到的混合物与剩余原料进行搅拌，直至混合均匀；
S3、将混合均匀得到的混合物注入压延机中进行压延固化，得到硅胶吸波材料。压延固化的具体条件为：150℃的温度条件下固化10min；
S4、通过收卷机对硅胶吸波材料进行收卷。
实施例4
本实施例所提供的一种用于高频焊接的硅胶吸波材料，按质量份计，包括：120份硅橡胶；6份补强剂；8份偶联剂；3份硫化剂；500份吸波剂。
其制备方法如下：
S1、用偶联剂对吸波剂进行表面处理，然后将经偶联剂处理后的吸波剂与硅橡胶进行搅拌；
S2、将搅拌得到的混合物与剩余原料进行搅拌，直至混合均匀；
S3、将混合均匀得到的混合物注入压延机中进行压延固化，得到硅胶吸波材料。压延固化的具体条件为：150℃的温度条件下固化7min；
S4、通过收卷机对硅胶吸波材料进行收卷。
实施例5
本实施例所提供的一种用于高频焊接的硅胶吸波材料，按质量份计，包括：180份硅橡胶；2份补强剂；12份偶联剂；8份硫化剂；700份吸波剂。
其制备方法如下：
S1、用偶联剂对吸波剂进行表面处理，然后将经偶联剂处理后的吸波剂与硅橡胶进行搅拌；
S2、将搅拌得到的混合物与剩余原料进行搅拌，直至混合均匀；
S3、将混合均匀得到的混合物注入压延机中进行压延固化，得到硅胶吸波材料。压延固化的具体条件为：150℃的温度条件下固化8min；
S4、通过收卷机对硅胶吸波材料进行收卷。
实施例6
本实施例所提供的一种用于高频焊接的硅胶吸波材料，按质量份计，包括：160份硅橡胶；4份补强剂；6份偶联剂；9份硫化剂；800份吸波剂。
其制备方法如下：
S1、用偶联剂对吸波剂进行表面处理，然后将经偶联剂处理后的吸波剂与硅橡胶进行搅拌；
S2、将搅拌得到的混合物与剩余原料进行搅拌，直至混合均匀；
S3、将混合均匀得到的混合物注入压延机中进行压延固化，得到硅胶吸波材料。压延固化的具体条件为：150℃的温度条件下固化12min；
S4、通过收卷机对硅胶吸波材料进行收卷。
实施例7
本实施例所提供的一种用于高频焊接的硅胶吸波材料，按质量份计，包括：140份硅橡胶；3份补强剂；11份偶联剂；3份硫化剂；650份吸波剂。
其制备方法如下：
S1、用偶联剂对吸波剂进行表面处理，然后将经偶联剂处理后的吸波剂与硅橡胶进行搅拌；
S2、将搅拌得到的混合物与剩余原料进行搅拌，直至混合均匀；
S3、将混合均匀得到的混合物注入压延机中进行压延固化，得到硅胶吸波材料。压延固化的具体条件为：150℃的温度条件下固化14min；
S4、通过收卷机对硅胶吸波材料进行收卷。
实施例8
本实施例所提供的一种用于高频焊接的硅胶吸波材料，按质量份计，包括：190份硅橡胶；7份补强剂；14份偶联剂；4份硫化剂；750份吸波剂。
其制备方法如下：
S1、用偶联剂对吸波剂进行表面处理，然后将经偶联剂处理后的吸波剂与硅橡胶进行搅拌；
S2、将搅拌得到的混合物与剩余原料进行搅拌，直至混合均匀；
S3、将混合均匀得到的混合物注入压延机中进行压延固化，得到硅胶吸波材料。压延固化的具体条件为：150℃的温度条件下固化9min；
S4、通过收卷机对硅胶吸波材料进行收卷。
实施例9
本实施例所提供的一种用于高频焊接的硅胶吸波材料，按质量份计，包括：130份硅橡胶；6份补强剂；7份偶联剂；4份硫化剂；550份吸波剂。
其制备方法如下：
S1、用偶联剂对吸波剂进行表面处理，然后将经偶联剂处理后的吸波剂与硅橡胶进行搅拌；
S2、将搅拌得到的混合物与剩余原料进行搅拌，直至混合均匀；
S3、将混合均匀得到的混合物注入压延机中进行压延固化，得到硅胶吸波材料。压延固化的具体条件为：150℃的温度条件下固化13min；
S4、通过收卷机对硅胶吸波材料进行收卷。
实施例测试数据见表1、表2和表3
表1参数表
表2未加保护测试数据
表3加保护测试数据
其中，表2是指不将各实施例的材料包裹在感应线圈用于通电和通冷却水的铜管上(非线圈工作部分)。检查周围不锈钢、铁零件的温度，可采用手摸、浇水等方式测试温度，因铜管内有冷却水铜管，铜管壁处于低温状态。
表3是指将各实施例的材料包裹在感应线圈用于通电和通冷却水的铜管上(非线圈工作部分)。检查周围不锈钢、铁零件的温度，可采用手摸、浇水等方式测试温度，因铜管内有冷却水铜管，铜管壁处于低温状态。
从表2和表3的对比可知，本发明所制备的各吸波材料，应用在高频焊接领域，可以保证具有较好的吸波性能，并且所制备的吸波材料的吸波性能更稳定。
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。
