CN105542470A - 一种导电橡胶组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种导电橡胶组合物，包括以下质量份数的各组分:硅橡胶50份～100份，氟橡胶20份～80份，导电填料100份～400份，硫化剂0.5份～4份，硅烷偶联剂3份～15份，并通过低温塑炼、混合混炼、停放处理、二段硫化处理的制备方法制成；本发明的优点：将硅橡胶、氟橡胶、导电填料、硫化剂和硅烷偶联剂制成了能兼具硅橡胶和氟橡胶优良特性的导电橡胶组合物，具有硅橡胶体积电阻率小、硬度低、耐高低温、耐老化、加工制造工艺性能好和氟橡胶耐油耐溶剂性能的特点，其体积变化率仅有1.2％，而经相同测试的传统硅橡胶体积变化率为25％，氟硅橡胶的体积变化率为3％，说明由本发明技术方案制得的样品耐油耐溶剂性能显著提升。

Description

一种导电橡胶组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及导电橡胶技术领域，尤其涉及一种导电橡胶组合物及其制备方法。

背景技术

导电橡胶是以橡胶为基胶，填充混合导电填料和交联剂等配炼硫化而成，具有良好的导电性和填充性能，在电子、电信、电力、军工、航空、航天和舰船等领域中广泛应用，多用于机箱、机柜、方舱等电子和微波波导系统等密封和电磁屏蔽场合。现有的导电橡胶多以硅橡胶为基体。与一般导电橡胶相比，导电硅橡胶的具有体积电阻率小、硬度低、耐高低温(-70至200℃)、耐老化、加工制造工艺性能好的优点，特别适合于制造导电性能好、形状复杂和结构细小的导电橡胶制品。但是，某些应用领域对导电橡胶有耐油和耐溶剂的性能要求，而现有的导电硅橡胶其耐油耐溶剂性能较差，无法满足这类使用要求。氟橡胶是一类新型特种橡胶，由于其综合性能优异，尤其具有良好的有耐油、耐高温、耐溶剂、耐强酸、耐强氧化剂和阻燃等优良特性，所以在国防军工、航空航天、电子通信、车辆船舶和石油化工等领域获得了广泛应用。

而氟硅橡胶是一类新型特种橡胶，综合了氟橡胶和硅橡胶的多种优点。氟硅橡胶主链由硅和氧原子组成，与硅相连的侧基为甲基、乙烯基和三氟丙基。由于其分子主链或侧链的碳原子上含有氟原子，在具有硅橡胶优良特性的基础上还具有了良好的有耐油耐溶剂性，所以在国防军工、航空航天、电子通信、车辆船舶和石油化工等领域获得了广泛应用，现有技术利用氟硅橡胶的这种特性，采用氟硅橡胶作导电橡胶的基胶，使得导电橡胶满足了耐油耐溶剂的性能要求，但是，氟硅橡胶相对于氟橡胶或硅橡胶，其合成难度要大一些，因而成本较高，限制了其在导电橡胶中的应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种导电橡胶组合物及其制备方法，解决现有氟硅橡胶存在合成难度要大及成本高的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种导电橡胶组合物，包括以下质量份数的各组分:硅橡胶50份～100份，氟橡胶20份～80份，导电填料100份～400份，硫化剂0.5份～4份，硅烷偶联剂3份～15份。

优选的，包括以下质量份数的各组分：硅橡胶60份～80份，氟橡胶20份～60份，导电填料100份～300份，硫化剂0.5份～2份，硅烷偶联剂3份～10份。

优选的，硅橡胶为甲基硅橡胶、乙烯基硅橡胶和苯基硅橡胶中的一种或两种的混合物或两种以上的混合物。

优选的，氟橡胶为聚烯烃类氟橡胶、亚硝基类氟橡胶、四丙氟橡胶、偏氟醚橡胶和全氟醚橡胶的一种或两种的混合物或两种以上的混合物。

优选的，导电填料为石墨、银粉、银包铝、银包铜、银包镍、银包玻璃微球、镍包碳和镍包铝中的一种或两种的混合物或两种以上的混合物。

优选的，硫化剂为过氧化物硫化剂。

一种导电橡胶组合物的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：通过开炼机分别对硅橡胶和氟橡胶进行低温塑炼；

步骤2：将步骤1塑炼后的硅橡胶、氟橡胶、导电填料、硫化剂、硅烷偶联剂混合，对所得混合物进行至少一次混炼；

步骤3：将步骤2混炼后的混合物停放处理，停放时间为12～24h；

步骤4：将步骤3处理后的混合物进行二段硫化处理，第一段硫化温度为110℃～180℃，硫化时间为2min～30min；第二段硫化温度为150℃～210℃，硫化时间为0h～12h。

优选的，步骤2中的混炼的次数为三次。

综上所述，本发明的优点：将硅橡胶、氟橡胶、导电填料、硫化剂和硅烷偶联剂等组分通过配比和制备方法进行加工，最终获得兼具硅橡胶和氟橡胶优良特性的导电橡胶组合物，由本发明技术方案制得的样品，具有硅橡胶体积电阻率小、硬度低、耐高低温、耐老化、加工制造工艺性能好和氟橡胶耐油耐溶剂性能的特点，对由本发明技术方案制得的样品按耐油性能测试标准ASTMD471测试后，其体积变化率仅有1.2％，而经相同测试的传统硅橡胶体积变化率为25％，氟硅橡胶的体积变化率为3％，说明由本发明技术方案制得的样品耐油耐溶剂性能显著提升。

具体实施方式

实施例一：

一种导电橡胶组合物，包括以下质量份数的各组分:甲基硅橡胶50份，聚烯烃氟橡胶20份，导电填料100份，过氧化物硫化剂0.5份，硅烷偶联剂3份，其中导电填料包括30份石墨、35份银粉和35份银包铝。

一种导电橡胶组合物的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：用开炼机分别对甲基硅橡胶和聚烯烃氟橡胶进行塑炼；

步骤2：将步骤1塑炼后的甲基硅橡胶、聚烯烃氟橡胶、石墨、银粉、银包铝、过氧化物硫化剂、硅烷偶联剂混合，对所得混合物进行四次混炼；

步骤3：将步骤2混炼后的混合物停放处理，停放时间为12h；

步骤4：将步骤3处理后的混合物进行二段硫化处理，第一段硫化温度为150℃，硫化时间为15min；第二段硫化温度为180℃，硫化时间为0h。

实施例二：

如实施例一所述的一种导电橡胶组合物，本实施例具有以下不同之处：包括以下质量份数的各组分:甲基硅橡胶50份，聚烯烃氟橡胶80份，银包玻璃微球200份，过氧化物硫化剂1.5份，硅烷偶联剂6份。

一种导电橡胶组合物的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：用开炼机分别对甲基硅橡胶和聚烯烃氟橡胶进行塑炼；

步骤2：将步骤1塑炼后的甲基硅橡胶、聚烯烃氟橡胶、银包玻璃微球、过氧化物硫化剂、硅烷偶联剂混合，对所得混合物进行三次混炼；

步骤3：将步骤2混炼后的混合物停放处理，停放时间为12h；

步骤4：将步骤3处理后的混合物进行二段硫化处理，第一段硫化温度为150℃，硫化时间为15min；第二段硫化温度为180℃，硫化时间为6h。

实施例三：

如实施例一、二所述的一种导电橡胶组合物，本实施例具有以下不同之处：包括以下质量份数的各组分:乙烯基硅橡胶100份，亚硝基氟橡胶30份，导电填料300份，过氧化物硫化剂2.5份，硅烷偶联剂10份，其中：导电填料包括100份石墨、95份的镍包碳和105份的镍包铝。

一种导电橡胶组合物的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：用开炼机分别对乙烯基硅橡胶和亚硝基氟橡胶进行塑炼；

步骤2：将步骤1塑炼后的乙烯基硅橡胶、亚硝基氟橡胶、石墨、镍包碳、镍包铝、过氧化物硫化剂、硅烷偶联剂混合，对所得混合物进行四次混炼；

步骤3：将步骤2混炼后的混合物停放处理，停放时间为16h；

步骤4：将步骤3处理后的混合物进行二段硫化处理，第一段硫化温度为110℃，硫化时间为2min；第二段硫化温度为150℃，硫化时间为6h。

实施例四：

如实施例一、二、三所述的一种导电橡胶组合物，本实施例具有以下不同之处：包括以下质量份数的各组分:苯基硅橡胶70份，四丙氟橡胶40份，导电填料100份，过氧化物硫化剂4份，硅烷偶联剂15份，其中：导电填料包括20份石墨、30份的银包铜和50份的银包镍。

一种导电橡胶组合物的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：用开炼机分别对苯基硅橡胶和四丙氟橡胶进行塑炼；

步骤2：将步骤1塑炼后的苯基硅橡胶、四丙氟橡胶、石墨、银包铜、银包镍、过氧化物硫化剂、硅烷偶联剂混合，对所得混合物进行三次混炼；

步骤3：将步骤2混炼后的混合物停放处理，停放时间为20h；

步骤4：将步骤3处理后的混合物进行二段硫化处理，第一段硫化温度为180℃，硫化时间为30min；第二段硫化温度为210℃，硫化时间为12h。

实施例五：

如实施例一、二、三、四所述的一种导电橡胶组合物，本实施例具有以下不同之处：乙烯基硅橡胶80份，全氟醚氟橡胶40份，导电填料250份，过氧化物硫化剂2份，硅烷偶联剂10份，其中：导电填料包括70份石墨、90份的银粉和90份的银包铝。

一种导电橡胶组合物的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：用开炼机分别对乙烯基硅橡胶和全氟醚氟橡胶进行塑炼；

步骤2：将步骤1塑炼后的乙烯基硅橡胶、全氟醚氟橡胶、石墨、银粉、银包铝、过氧化物硫化剂、硅烷偶联剂混合，对所得混合物进行四次混炼；

步骤3：将步骤2混炼后的混合物停放处理，停放时间为24h；

步骤4：将步骤3处理后的混合物进行二段硫化处理，第一段硫化温度为150℃，硫化时间为15min；第二段硫化温度为180℃，硫化时间为12h。

对比例一：

将实施例一中的氟橡胶替换为等质量份数的甲基硅橡胶，最后获得不含氟元素的导电硅橡胶。

对比例二：

中国专利授权号为CN201310191229.3所提供的基本技术方案，获得的以氟硅橡胶为基胶的导电橡胶。

对实施例一、实施例二、实施例三、实施例四、实施例五、对比例一、对比例二进行性能测试，测试依据为，耐油性能测试标准为ASTMD471；耐高温测试标准为GB/T3512-2001；耐低温测试标准为GB/T1682-94；测试结果如表一所示：

表一

经表一对比可知，由本发明技术方案所制得的样本，其耐高低温和耐油性能均较优良，其中耐油性较传统的导电硅橡胶有显著提高，技术效果明显。

除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求所定义的范围。

Claims (8)

1.一种导电橡胶组合物，其特征在于：包括以下质量份数的各组分:硅橡胶50份～100份，氟橡胶20份～80份，导电填料100份～400份，硫化剂0.5份～4份，硅烷偶联剂3份～15份。

2.根据权利要求1所述的一种导电橡胶组合物，其特征在于：包括以下质量份数的各组分：硅橡胶60份～80份，氟橡胶20份～60份，导电填料100份～300份，硫化剂0.5份～2份，硅烷偶联剂3份～10份。

3.根据权利要求1所述的一种导电橡胶组合物，其特征在于：硅橡胶为甲基硅橡胶、乙烯基硅橡胶和苯基硅橡胶中的一种或两种的混合物或两种以上的混合物。

4.根据权利要求1所述的一种导电橡胶组合物，其特征在于：氟橡胶为聚烯烃类氟橡胶、亚硝基类氟橡胶、四丙氟橡胶、偏氟醚橡胶和全氟醚橡胶的一种或两种的混合物或两种以上的混合物。

5.根据权利要求1至4任一项所述的一种导电橡胶组合物，其特征在于：导电填料为石墨、银粉、银包铝、银包铜、银包镍、银包玻璃微球、镍包碳和镍包铝中的一种或两种的混合物或两种以上的混合物。

6.根据权利要求5所述的一种导电橡胶组合物，其特征在于：硫化剂为过氧化物硫化剂。

7.如权利要求1所述的一种导电橡胶组合物所采用的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：通过开炼机分别对硅橡胶和氟橡胶进行低温塑炼；

步骤2：将步骤1塑炼后的硅橡胶、氟橡胶、导电填料、硫化剂、硅烷偶联剂混合，对所得混合物进行至少一次混炼；

步骤3：将步骤2混炼后的混合物停放处理，停放时间为12～24h；

步骤4：将步骤3处理后的混合物进行二段硫化处理，第一段硫化温度为110℃～180℃，硫化时间为2min～30min；第二段硫化温度为150℃～210℃，硫化时间为0h～12h。

8.如权利要求7所述的一种电磁屏蔽体的制备方法，其特征在于：步骤2中的混炼的次数为三次。