O silicone condutor é um material compósito de polímero com propriedades de elastômero e funções condutivas. Ele atinge propriedades condutivas adicionando preenchimentos condutores (como partículas de metal, materiais de carbono, fibras condutivas etc.) à matriz de borracha de silicone, mantendo a flexibilidade, a resistência ao clima e a estabilidade química do silicone. Suas principais características, processo de preparação e áreas de aplicação são as seguintes:
1. Características do núcleo
Propriedades condutivas
Uma rede condutiva tridimensional é formada por enchimentos condutores para obter condutividade isotrópica ou anisotrópica.
A resistividade do volume pode ser tão baixa quanto 10⁻² ~ 10⁰ Ω · cm, e a resistividade da superfície pode atingir abaixo de 10⁵ Ω/□ (nível de blindagem eletromagnética).
Fotos condutores comuns: pó de prata, pó de cobre, pó de grafite revestido de níquel, preto de carbono, fibra de carbono, etc.
Propriedades mecânicas
Resistência à tracção:5 ~ 10 MPa
Alongamento no intervalo:300%~800%
Dureza (costa a):25 ~ 60 graus, que podem ser ajustados de acordo com as necessidades.
Adaptabilidade ambiental
Faixa de temperatura:-60 grau ~ 200 graus (fórmula especial pode atingir 300 graus)
Resistência ao tempo:Resistência a UV, resistência ao ozônio, resistência ao envelhecimento.
Resistência a corrosão química:Boa tolerância a ácidos, álcalis, solventes, etc.
Escudo eletromagnético e desempenho de vedação
Quando a resistividade do volume é inferior a 10 Ω · cm, possui função de blindagem eletromagnética e a eficiência da blindagem pode atingir 40 GHz.
Excelente desempenho de vedação de vapor de água, adequado para alta pressão e ambiente úmido.
2. Processo de preparação
Material base
A borracha de silicone de metil vinil (VMQ) é usada como borracha base e aditivos como vulcanizador e agente de reticulação são adicionados.
Seleção de enchimento condutor
Preenchimento de metal:Pó de prata (melhor condutividade, alto custo), pó de cobre (fácil de oxidar), pó de cobre revestido de níquel (forte resistência a oxidação, desempenho de alto custo).
Filler de carbono:Preto de carbono, fibra de carbono, grafeno (baixo custo, condutividade moderada).
Filler composto:Contas de vidro revestidas com prata, grafite níquel, etc., levando em consideração a condutividade e o custo.
Mistura e moldagem
Mistura:Misture borracha de silicone, enchimento condutor e aditivos uniformemente em uma batedeira interna ou em uma batedeira aberta.
Processo de moldagem:
Moldagem de compressão:Adequado para produtos estruturais complexos (como botões condutores e selos).
Moldagem de extrusão:Usado para produzir perfis contínuos (como tiras de borracha condutiva e mangueiras).
Impressão 3D:Uma tecnologia emergente nos últimos anos que pode alcançar estruturas complexas personalizadas.
Vulcanização:Dê a elasticidade material através da vulcanização de platina ou vulcanização de peróxido.
3. Campos de aplicação
Eletrônico e elétrico
Conectores condutores:Substitua os conectores metálicos tradicionais para obter conexão de circuito flexível.
Blindagem eletromagnética:Utilizado para vedação eletromagnética de equipamentos eletrônicos, como chassi, armários e abrigos.
Componentes antistáticos:Bandejas antiestáticas e materiais de embalagem para fabricar componentes eletrônicos.
Equipamento de comunicação
Estações base 5G:Usado para vedação de antenas e blindagem de filtro.
Terminais portáteis:Chaves e vedação de interface de telefones celulares e tablets.
Eletrônica automotiva
Sensores:Vedação condutiva para sensores de pressão e sensores de temperatura.
Conectores de alta tensão:Sedas condutivas para novas baterias de veículos energéticos.
Aeroespacial
Selagem de naves espaciais:Usado para blindagem eletromagnética e vedação de satélites e espaçonave.
Componentes resistentes à radiação:Materiais condutores de vedação em usinas nucleares e ambientes de alta radiação.
Equipamento médico
Órgãos artificiais:vedação condutiva de marcapassos e neurostimuladores.
Dispositivos vestíveis:eletrodos e biossensores condutores flexíveis.
4. Desafios técnicos e tendências de desenvolvimento
Desafios técnicos
Equilíbrio entre condutividade e propriedades mecânicas:A alta condutividade requer alto teor de enchimento, mas reduzirá a resistência à tração e o alongamento.
Estabilidade de longo prazo:Os preenchimentos de metal são facilmente oxidados e os revestimentos antioxidivos ou preenchimentos compostos precisam ser desenvolvidos.
Controle de custo:O pó de prata é caro, e alternativas de baixo custo, como o pó de cobre revestido de níquel, precisa ser promovido.
Tendências de desenvolvimento
Multifuncionalidade:Desenvolvimento de materiais integrados multifuncionais, como condutores condutores, térmicos, retardadores de chama e antibacterianos.
Nanotecnologia:Use nanomateriais como grafeno e nanotubos de carbono para melhorar a condutividade e as propriedades mecânicas.
Proteção Ambiental:Use revestimentos condutores à base de água e retardadores de chama sem halogênio para atender às regulamentações ambientais como ROHs e alcance.
Fabricação inteligente:Combinado com impressão 3D e linhas de produção automatizadas, a produção personalizada e eficiente é alcançada.
5. Exemplos de produtos típicos
Botões condutores de silicone
Usado em controles remotos, calculadoras etc., para atingir o deslocamento através da força de compressão.
Dureza 40 ~ 60 costa a, resistividade 10² ~ 10⁴ Ω · cm.
Tiras de borracha condutora
Utilizado para vedar caixas de equipamentos eletrônicos, com funções condutivas e à prova d'água.
Resistividade de volume<10 Ω·cm, temperature resistance -50℃~200℃.
Almofadas de blindagem eletromagnética
Used for EMI shielding of chassis and cabinets, shielding effectiveness >60 dB (10 MHz ~ 18 GHz).
Placas de circuito flexíveis
Usado em dispositivos vestíveis e displays flexíveis para obter condutividade estável em condições de flexão.
Espessura 0. 1 ~ 1 mm, resistividade da camada condutora<10⁻³ Ω·cm.