CN102585385B - 一种epdm基导电橡胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种EPDM基导电橡胶及其制备方法，包括以下重量百分比的原料：EPDM橡胶15%～20%、钛酸酯偶联剂0.005%～1%、硫化剂0.6%～1.2%、活性剂4%～6%、导电粉体71.8%～80.4%。步骤包括导电粉体干燥及导电粉体粒径极配、导电粉体包覆、混合。本发明的EPDM基导电橡胶具有优异的耐氧化性，抗臭氧和抗侵蚀的能力，同时具有导电性能优良，稳定的电阻时间特性，可控制的电阻温度系数及较高的温度界限等优点。

Description

一种EPDM基导电橡胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种EPDM基导电橡胶及其制备方法，尤其是涉及一种低成本EPDM基导电橡胶及其制备方法，属于一种有电磁屏蔽界面要求的有机导电材料。

背景技术

近年来，随着科学技术和电子工业的高速发展，各种数字化、高频化的电子电器设备在工作时向空间辐射了大量不同波长和频率的电磁波，从而导致了新的环境污染-电磁波干扰和放射频率干扰。电磁辐射产生的电磁干扰不仅影响到电子产品的性能实现，而且由此而引起的电磁污染会对人类和其它生物体造成严重的危害。为解决电磁波辐射造成的干扰与泄漏，主要采用电磁屏蔽材料进行屏蔽，实现电子电器设备与环境相调和、相共存的电磁兼容环境。

目前，市场上的导电橡胶，其高分了基料主要采用硅基橡胶材料，虽然硅基橡胶材料具有良好的电气性能，耐候性和耐高低温稳定性等，但他们目前的价格较高，尤其是具有特殊性能的硅橡胶，其价格更高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种以低成本的EPDM橡胶为载体，在其中通过添加导电填料而制得的EPDM基导电橡胶。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种EPDM基导电橡胶，包括以下重量百分比的原料：EPDM橡胶15％～20％、钛酸酯偶联剂0.005％～1％、硫化剂0.6％～1.2％、活性剂4％～6％、导电粉体71.8％～80.4％。

本发明的有益效果是：本发明的EPDM基导电橡胶具有耐氧化性，抗臭氧和抗侵蚀等优点，同时导电性能优良，具有较好的性价比。可以应用于通信终端，笔计本电脑，数码视听及通信设备等，以满足中高端应用。

所述的EPDM橡胶，中文名是三元乙丙橡胶，是乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物，1963年开始商业化生产。每年全世界的消费量是80万吨。EPDM最主要的特性就是其优越的耐氧化、抗臭氧和抗侵蚀的能力。由于三元乙丙橡胶属于聚烯烃家族，它具有极好的硫化特性。在所有橡胶当中，EPDM具有最低的比重。它能吸收大量的填料和油而影响特性不大。因此可以制作成本低廉的橡胶化合物。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述EPDM橡胶是指以ENB(乙叉降冰片烯)为第三单体的EPDM和以DCPD(双环戊二烯)为第三单体的EPDM中的一种或两种以上的混合物。

进一步，所述钛酸酯偶联剂为KR-138。

KR-138为商品名，为美国公司Kenrich生产。

钛酸酯偶联剂是70年代后期由美国肯利奇石油化学公司开发的一种偶联剂。对于热塑型聚合物和干燥的填料，有良好的偶联效果；这类偶联剂可用通式：ROO(4-n)Ti(OX-R’Y)n(n＝2，3)表示；其中RO-是可水解的短链烷氧基，能与无机物表面羟基起反应，从而达到化学偶联的目的；OX-可以是羧基、烷氧基、磺酸基、磷基等，这些基团很重要，决定钛酸酯所具有的特殊功能，如磺酸基赋予有机物一定的触变性；焦磷酰氧基有阻燃，防锈，和增强粘接的性能。

进一步，所述硫化剂为有机过氧化物；例如，磷化硼(BP)、2.4-二氯过氧化苯甲酰(DCBP)、过氧化二异丙苯(DCP)及2，5-二甲基2，5-双(叔丁基过氧基)己烷(DBPMH)中的一种或任意两种以上的混合物。

进一步，所述活性剂为氧化锌。

进一步，所述导电粉体为纯银导电粉体、纯镍导电粉体、镍包石墨导电粉体、银包铝导电粉体、银包铜导电粉体、银包镍导电粉体、银包玻璃导电粉体中的一种或任意两种以上的混合物。

所述的导电粉体按大、小两种粒径粉体按照10∶1的重量比组成，大粒径的颗粒尺寸为50～100μm，小粒径的颗粒尺寸为20～50μm。

另外，根据性能需要，本发明EPDM基导电橡胶还可以包括内脱模剂、抗氧化剂、增塑剂。

本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下：

一种EPDM基导电橡胶的制备方法，包括以下步骤：

1)导电粉体干燥及导电粉体粒径极配

将导电粉体进行烘烤，以去除水分，然后再将烘烤后的导电粉体按照10∶1的重量比分别取粒径为50～100μm的粉体及粒径为20～50μm的粉体进行混合，使两种不同粒径的导电粉体初步混合，得到混合后的导电粉体；

2)导电粉体包覆

将钛酸酯偶联剂加入到步骤1)中得到的混合后的导电粉体中，通过湿法处理，得到包覆一层钛酸酯偶联剂的导电粉体；

3)混合

先将EPDM橡胶塑炼5～15分钟，然后再加入步骤2)得到的包覆一层钛酸酯偶联剂的导电粉体，进行混合塑炼10～20分钟，然后再加入硫化剂及活性剂，再进行混合塑炼10～20分钟，即得到所述EPDM基导电橡胶。

所述湿法处理也称为湿法修饰，因为钛酸酯偶联剂为表面处理剂，要求的用量不多，理想状态是使其使每个粉体颗粒表面包覆上钛酸酯偶联剂，为了达到此目的，需要将如此少量的钛酸酯偶联剂加入到乙醇溶液中，并调节其pH值到4左右，使其水解，然后把粉体加入其中，充分搅拌后，然后水浴加热使乙醇挥发来进行干燥，干燥后的粉体表面就会包覆上一层钛酸酯偶联剂，这个过程就叫做湿法处理。

所述塑炼是橡胶加工的一个工序，指采用机械或化学的方法，降低生胶分子量和粘度以提高其可塑性，并获适当的流动性，以满足混炼和成型进一步加工的需要。塑炼过程是使橡胶大分子链断裂，分子链由长变短而使分子量分布均匀化的过程。

进一步，在步骤1)中所述烘烤的时间为60～80小时。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1～3

(1)准备原料

a EPDM橡胶

其中：a1 ENB类EPDM橡胶

      a2 DCPD类EPDM橡胶

b钛酸酯偶联剂KR-138

c硫化剂

其中：c1 DCBP  c2 DCP  c3 DBPMH

d活性剂氧化锌

e导电粉

其中：e1纯银导电粉(平均粒径35μm)

e2银包铝导电粉(平均粒径70μm)

e3镍包石墨(平均粒径30μm)

e4镍包石墨(平均粒径75μm)

将上述粉体按照表1表示的比例进行极配，然后采用湿法对极配后的粉体进行表面处理，使其表面包覆一层钛酸酯偶联剂的导电粉体。

(2)将上述各组分按比例(具体组分及其比例见表1)在开炼机上进行混合即得EPDM基导电橡胶。

表1是实施例1～3EPDM基导电橡胶的组成

为验证本发明的产品性能，做以下测试

(一)电阻率测试

将实施例1～3制得的EPDM基导电橡胶，通过在170℃模压10分钟制得厚2mm，120mm×120mm的矩形片，测得电阻后，并计算出其电阻率，结果如表2所示，制得的EPDM基导电橡胶具有良好的导电性。

(二)拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度测试

将实施1～3制得的EPDM基导电橡胶按GB/T 528-1998和GB/T 529-1999测试其拉伸强度，断裂伸长率及撕裂强度，结果(见表2)，表明本发明具有良好的力学性能。

(三)耐老化性能测试

将制备实施例1～3制得的EPDM基导电橡胶，通过在170℃模压10分钟制得厚2mm，120mm×120mm的矩形片，在150℃下烘烤72小时，测其老化电阻，拉伸强度，断裂伸长率及撕裂强度，结果(见表2)所示，各项性能指标变化不大，表明本发明具有良好的抗老化性能及电性能稳定性。

表2是本发明EPDM基导电橡胶测试试验结果

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种EPDM基导电橡胶，其特征在于，其成分和含量分别有以下三种情况：

以乙叉降冰片烯为第三单体的EPDM橡胶70g、以双环戊二烯为第三单体的EPDM橡胶80g、钛酸酯偶联剂10g、2,4-二氯过氧化苯甲酰4g、2,5-二甲基2,5-双(叔丁基过氧基)己烷2g、活性剂40g、平均粒径30μm镍包石墨72.18g和平均粒径75μm镍包石墨721.81g；

以乙叉降冰片烯为第三单体的EPDM橡胶85g、以双环戊二烯为第三单体的EPDM橡胶90g、钛酸酯偶联剂5.5g、过氧化二异丙苯4g、2,5-二甲基2,5-双(叔丁基过氧基)己烷5g、活性剂50g、平均粒径35μm纯银导电粉69.14g和平均粒径70μm银包铝导电粉691.36g；

以乙叉降冰片烯为第三单体的EPDM橡胶90g、以双环戊二烯为第三单体的EPDM橡胶110g、钛酸酯偶联剂0.05g、2,4-二氯过氧化苯甲酰6g、过氧化二异丙苯6g、活性剂60g、平均粒径30μm镍包石墨66.18g和平均粒径75μm镍包石墨661.77g。

2.根据权利要求1所述的EPDM基导电橡胶，其特征在于，所述钛酸酯偶联剂为KR-138。

3.根据权利要求1或2所述的EPDM基导电橡胶，其特征在于，所述活性剂为氧化锌。