CN106147239A - 一种电力减震导电橡胶垫 - Google Patents

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Abstract

本发明公布了一种电力减震导电橡胶垫，由以下重量份的原料制成：甲基乙烯硅橡胶70、丁腈橡胶30、天然橡胶30、乙炔炭黑11、铜粉0.6、细度10μm的石墨粉1、直径为5μm的不锈钢导电纤维2、防老剂3、石蜡油7、4，4’‑二硫代二吗啉1.2、硫化剂DCP1.2。本发明的电力减震导电橡胶垫的横向体积电阻率为0.01～0.2Ω·cm，竖向体积电阻率为0.005～0.16Ω·cm，整体的拉伸强度为3.2～4.0MPa；断裂伸长率：150～202％，在导电性能方面尤为突出。

Description

一种电力减震导电橡胶垫
技术领域
本发明涉及一种橡胶垫，具体是一种电力减震导电橡胶垫。
背景技术
在电力设备中导电橡胶垫是常用的基础零部件之一，主要起到导电及保护接触部位的作用。导电橡胶垫以硅橡胶为基材，天然橡胶、三元乙丙橡胶等为辅料，加入导电填料制备的复合型导电材料，主要的导电材料有玻璃镀银、铝镀银、银等，这些导电颗粒均匀分布在硅橡胶中，通过压力使导电颗粒接触，达到良好的导电性能，而且具有耐老化、弹性好、拉伸强度高等优点，适于制造形状复杂、结构细小的导电橡胶制品，在电子、电信、电力、军工、航空、航天、舰船等领域中广泛应用，目前的导电橡胶在原料配制以及制作工艺上仍然存在很大的改进空间。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种电力减震导电橡胶垫，为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种电力减震导电橡胶垫，由以下重量份的原料制成：甲基乙烯硅橡胶60～80、丁腈橡胶25～35、天然橡胶25～35、乙炔炭黑10～12、铜粉0.5～0.8、细度10μm的石墨粉0.8～1.2、直径为5μm的不锈钢导电纤维1.6～2.4、防老剂3、石蜡油5～8、4，4’-二硫代二吗啉 0.5～2、硫化剂DCP1.2；
所述直径为5μm的不锈钢导电纤维的制备方法包括以下步骤：
1）不锈钢导电纤维为铬不锈钢材料制成，将直径为5μm的不锈钢导电纤维用纳米切割机切割成0.25～0.3mm的不锈钢纤维段料备用； 2）然后将纤维段料过70目筛，去除残渣并用电磁铁对上层不锈钢纤维段料备进行吸附，吸附到电磁铁上备用。
作为优选，所述电力减震导电橡胶垫，由以下重量份的原料制成：甲基乙烯硅橡胶70、丁腈橡胶30、天然橡胶30、乙炔炭黑11、铜粉0.6、细度10μm的石墨粉1、直径为5μm的不锈钢导电纤维2、防老剂3、石蜡油7、4，4’-二硫代二吗啉 1.2、硫化剂DCP1.2。
作为优选，所述细度10μm的石墨粉制备步骤如下：
1）先将石墨粉碎，粉碎后用1000目筛进行筛选，将经过1000目筛的石墨送入真空炉，在600℃真空炉中焙烧10～20分钟得到焙烧石墨粉，再将焙烧石墨粉与浓度30%的工业盐酸按重量份1：3配料，在70℃酸浸6小时；
2）将酸浸后的石墨粉分散在去离子水中水中，质量浓度为0.5mg/mL，使用功率为1000W的超声波超声50～60min，得到石墨粉的水悬浮体系；
3）通过氨水调节PH 到6～10，加入多巴胺，在40～60℃下磁力搅拌反应4～6h ；
4）将步骤3）中制备的表面沉积有聚多巴胺的石墨粉的水悬浮液置于质量浓度为10～30g/L 的硝酸银银镀液中，加入质量浓度为10～60g/L 的葡萄糖溶液，所使用葡萄糖溶液的体积与硝酸银溶液的相同，室温下反应0.5～2h ；
5）在N2 氛围保护下热处理90～120分钟，温度为100～160℃，再经洗涤、过滤，最终得到镀银的细度10μm的石墨粉。
上述电力减震导电橡胶垫，由以下步骤制成：
采用开放式双辊炼胶机加工，辊筒温度为30℃，按重量份将甲基乙烯硅橡胶、丁腈橡胶、天然橡胶加到辊筒上，包辊后，先加入乙炔炭黑、防老剂、4，4’-二硫代二吗啉，混炼均匀后加入铜粉、细度10μm的石墨粉、直径为5μm的不锈钢导电纤维，混炼操作时间30～60 分钟，混炼均匀的胶料经8～10 次薄通后，加入石蜡油和硫化剂DCP，然后将胶料制作成薄饼状的橡胶垫胚料，立即将薄饼状橡胶垫胚料经冲压机进行冲压，冲压时橡胶垫胚料温度保持在120±5℃，橡胶垫胚料冲压后的厚度为冲压前厚度的0.4～0.6倍，然后将冲压后的橡胶垫胚在平板硫化机上进行一段硫化，条件为：10MPa 压力下，160±5℃ ×10min ，二段硫化在鼓风干燥箱中进行，条件为：200℃ ×240min，硫化完成后再根据需求规格进行裁剪即制得电力减震导电橡胶垫。
本发明通过加入铜粉、石墨粉、不锈钢导电纤维，来提高整体的导电效果，铜粉、石墨粉分散在不锈钢导电纤维的周围能够起到良好的搭接作用，便于连通相邻不锈钢导电纤维，进而提高导电效果；本发明电力减震导电橡胶垫在制成前经过冲压，由于冲压是竖直方向的，在冲压的过程中使内部的导电纤维在竖直方向接触更紧密，因而有利于缩小导电橡胶垫上下方向的电阻值，本发明的电力减震导电橡胶垫的横向体积电阻率为0.01～0.2Ω·cm，竖向体积电阻率为0.005～0.16Ω·cm ，整体的拉伸强度为3.2～4.0MPa ；断裂伸长率：150～202％，在导电性能方面尤为突出。
具体实施方式
实施例1
一种电力减震导电橡胶垫，由以下重量份的原料制成：甲基乙烯硅橡胶60、丁腈橡胶35、天然橡胶35、乙炔炭黑10、铜粉0.5、细度10μm的石墨粉0.8、直径为5μm的不锈钢导电纤维1.6、防老剂3、石蜡油5、4，4’-二硫代二吗啉 0.5、硫化剂DCP1.2；
所述直径为5μm的不锈钢导电纤维的制备方法包括以下步骤：
1）不锈钢导电纤维为铬不锈钢材料制成，将直径为5μm的不锈钢导电纤维用纳米切割机切割成0.25～0.3mm的不锈钢纤维段料备用； 2）然后将纤维段料过70目筛，去除残渣并用电磁铁对上层不锈钢纤维段料备进行吸附，吸附到电磁铁上备用；
所述细度10μm的石墨粉制备步骤如下：
1）先将石墨粉碎，粉碎后用1000目筛进行筛选，将经过1000目筛的石墨送入真空炉，在600℃真空炉中焙烧15分钟得到焙烧石墨粉，再将焙烧石墨粉与浓度30%的工业盐酸按重量份1：3配料，在70℃酸浸6小时；
2）将酸浸后的石墨粉分散在去离子水中水中，质量浓度为0.5mg/mL，使用功率为1000W的超声波超声50～60min，得到石墨粉的水悬浮体系；
3）通过氨水调节PH 到6～10，加入多巴胺，在40～60℃下磁力搅拌反应4～6h ；
4）将步骤3）中制备的表面沉积有聚多巴胺的石墨粉的水悬浮液置于质量浓度为10～30g/L 的硝酸银银镀液中，加入质量浓度为10～60g/L 的葡萄糖溶液，所使用葡萄糖溶液的体积与硝酸银溶液的相同，室温下反应0.5～2h ；
5）在N2 氛围保护下热处理90～120分钟，温度为100～160℃，再经洗涤、过滤，最终得到镀银的细度10μm的石墨粉。
上述电力减震导电橡胶垫，由以下步骤制成：
采用开放式双辊炼胶机加工，辊筒温度为30℃，按重量份将甲基乙烯硅橡胶、丁腈橡胶、天然橡胶加到辊筒上，包辊后，先加入乙炔炭黑、防老剂、4，4’-二硫代二吗啉，混炼均匀后加入铜粉、细度10μm的石墨粉、直径为5μm的不锈钢导电纤维，混炼操作时间30～60 分钟，混炼均匀的胶料经8～10 次薄通后，加入石蜡油和硫化剂DCP，然后将胶料制作成薄饼状的橡胶垫胚料，立即将薄饼状橡胶垫胚料经冲压机进行冲压，冲压时橡胶垫胚料温度保持在120±5℃，橡胶垫胚料冲压后的厚度为冲压前厚度的0.5倍，然后将冲压后的橡胶垫胚在平板硫化机上进行一段硫化，条件为：10MPa 压力下，160±5℃ ×10min ，二段硫化在鼓风干燥箱中进行，条件为：200℃ ×240min，硫化完成后再根据需求规格进行裁剪即制得电力减震导电橡胶垫。
本实施例的电力减震导电橡胶垫的横向体积电阻率为0.2Ω·cm，竖向体积电阻率为0.16Ω·cm ，整体的拉伸强度为4.0MPa ；断裂伸长率：202％。
实施例2
一种电力减震导电橡胶垫，由以下重量份的原料制成：甲基乙烯硅橡胶80、丁腈橡胶25、天然橡胶35、乙炔炭黑12、铜粉0.8、细度10μm的石墨粉1.2、直径为5μm的不锈钢导电纤维2.4、防老剂3、石蜡油8、4，4’-二硫代二吗啉 2、硫化剂DCP1.2；
所述直径为5μm的不锈钢导电纤维的制备方法包括以下步骤：
1）不锈钢导电纤维为铬不锈钢材料制成，将直径为5μm的不锈钢导电纤维用纳米切割机切割成0.25～0.3mm的不锈钢纤维段料备用； 2）然后将纤维段料过70目筛，去除残渣并用电磁铁对上层不锈钢纤维段料备进行吸附，吸附到电磁铁上备用；
所述细度10μm的石墨粉制备步骤如下：
1）先将石墨粉碎，粉碎后用1000目筛进行筛选，将经过1000目筛的石墨送入真空炉，在600℃真空炉中焙烧15分钟得到焙烧石墨粉，再将焙烧石墨粉与浓度30%的工业盐酸按重量份1：3配料，在70℃酸浸6小时；
2）将酸浸后的石墨粉分散在去离子水中水中，质量浓度为0.5mg/mL，使用功率为1000W的超声波超声50～60min，得到石墨粉的水悬浮体系；
3）通过氨水调节PH 到6～10，加入多巴胺，在40～60℃下磁力搅拌反应4～6h ；
4）将步骤3）中制备的表面沉积有聚多巴胺的石墨粉的水悬浮液置于质量浓度为10～30g/L 的硝酸银银镀液中，加入质量浓度为10～60g/L 的葡萄糖溶液，所使用葡萄糖溶液的体积与硝酸银溶液的相同，室温下反应0.5～2h ；
5）在N2 氛围保护下热处理90～120分钟，温度为100～160℃，再经洗涤、过滤，最终得到镀银的细度10μm的石墨粉。
上述电力减震导电橡胶垫，由以下步骤制成：
采用开放式双辊炼胶机加工，辊筒温度为30℃，按重量份将甲基乙烯硅橡胶、丁腈橡胶、天然橡胶加到辊筒上，包辊后，先加入乙炔炭黑、防老剂、4，4’-二硫代二吗啉，混炼均匀后加入铜粉、细度10μm的石墨粉、直径为5μm的不锈钢导电纤维，混炼操作时间30～60 分钟，混炼均匀的胶料经8～10 次薄通后，加入石蜡油和硫化剂DCP，然后将胶料制作成薄饼状的橡胶垫胚料，立即将薄饼状橡胶垫胚料经冲压机进行冲压，冲压时橡胶垫胚料温度保持在120±5℃，橡胶垫胚料冲压后的厚度为冲压前厚度的0.5倍，然后将冲压后的橡胶垫胚在平板硫化机上进行一段硫化，条件为：10MPa 压力下，160±5℃ ×10min ，二段硫化在鼓风干燥箱中进行，条件为：200℃ ×240min，硫化完成后再根据需求规格进行裁剪即制得电力减震导电橡胶垫。
本实施例的电力减震导电橡胶垫的横向体积电阻率为0.15Ω·cm，竖向体积电阻率为0.1Ω·cm ，整体的拉伸强度为3.9MPa ；断裂伸长率：185％。
实施例3
一种电力减震导电橡胶垫，由以下重量份的原料制成：甲基乙烯硅橡胶70、丁腈橡胶30、天然橡胶30、乙炔炭黑11、铜粉0.6、细度10μm的石墨粉1、直径为5μm的不锈钢导电纤维2、防老剂3、石蜡油7、4，4’-二硫代二吗啉 1.2、硫化剂DCP1.2；
所述直径为5μm的不锈钢导电纤维的制备方法包括以下步骤：
1）不锈钢导电纤维为铬不锈钢材料制成，将直径为5μm的不锈钢导电纤维用纳米切割机切割成0.25～0.3mm的不锈钢纤维段料备用； 2）然后将纤维段料过70目筛，去除残渣并用电磁铁对上层不锈钢纤维段料备进行吸附，吸附到电磁铁上备用；
所述细度10μm的石墨粉制备步骤如下：
1）先将石墨粉碎，粉碎后用1000目筛进行筛选，将经过1000目筛的石墨送入真空炉，在600℃真空炉中焙烧15分钟得到焙烧石墨粉，再将焙烧石墨粉与浓度30%的工业盐酸按重量份1：3配料，在70℃酸浸6小时；
2）将酸浸后的石墨粉分散在去离子水中水中，质量浓度为0.5mg/mL，使用功率为1000W的超声波超声50～60min，得到石墨粉的水悬浮体系；
3）通过氨水调节PH 到6～10，加入多巴胺，在40～60℃下磁力搅拌反应4～6h ；
4）将步骤3）中制备的表面沉积有聚多巴胺的石墨粉的水悬浮液置于质量浓度为10～30g/L 的硝酸银银镀液中，加入质量浓度为10～60g/L 的葡萄糖溶液，所使用葡萄糖溶液的体积与硝酸银溶液的相同，室温下反应0.5～2h ；
5）在N2 氛围保护下热处理90～120分钟，温度为100～160℃，再经洗涤、过滤，最终得到镀银的细度10μm的石墨粉。
上述电力减震导电橡胶垫，由以下步骤制成：
采用开放式双辊炼胶机加工，辊筒温度为30℃，按重量份将甲基乙烯硅橡胶、丁腈橡胶、天然橡胶加到辊筒上，包辊后，先加入乙炔炭黑、防老剂、4，4’-二硫代二吗啉，混炼均匀后加入铜粉、细度10μm的石墨粉、直径为5μm的不锈钢导电纤维，混炼操作时间30～60 分钟，混炼均匀的胶料经8～10 次薄通后，加入石蜡油和硫化剂DCP，然后将胶料制作成薄饼状的橡胶垫胚料，立即将薄饼状橡胶垫胚料经冲压机进行冲压，冲压时橡胶垫胚料温度保持在120±5℃，橡胶垫胚料冲压后的厚度为冲压前厚度的0.5倍，然后将冲压后的橡胶垫胚在平板硫化机上进行一段硫化，条件为：10MPa 压力下，160±5℃ ×10min ，二段硫化在鼓风干燥箱中进行，条件为：200℃ ×240min，硫化完成后再根据需求规格进行裁剪即制得电力减震导电橡胶垫。
本发明的电力减震导电橡胶垫的横向体积电阻率为0.01Ω·cm，竖向体积电阻率为0.005Ω·cm ，整体的拉伸强度为3.2MPa ；断裂伸长率：1502％。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (4)

1.一种电力减震导电橡胶垫，其特征在于，由以下重量份的原料制成：甲基乙烯硅橡胶60～80、丁腈橡胶25～35、天然橡胶25～35、乙炔炭黑10～12、铜粉0.5～0.8、细度10μm的石墨粉0.8～1.2、直径为5μm的不锈钢导电纤维1.6～2.4、防老剂3、石蜡油5～8、4，4’-二硫代二吗啉 0.5～2、硫化剂DCP1.2；
所述直径为5μm的不锈钢导电纤维的制备方法包括以下步骤：
1）不锈钢导电纤维为铬不锈钢材料制成，将直径为5μm的不锈钢导电纤维用纳米切割机切割成0.25～0.3mm的不锈钢纤维段料备用； 2）然后将纤维段料过70目筛，去除残渣并用电磁铁对上层不锈钢纤维段料备进行吸附，吸附到电磁铁上备用。
2.如权利要求1所述的一种电力减震导电橡胶垫，其特征在于，由以下重量份的原料制成：甲基乙烯硅橡胶70、丁腈橡胶30、天然橡胶30、乙炔炭黑11、铜粉0.6、细度10μm的石墨粉1、直径为5μm的不锈钢导电纤维2、防老剂3、石蜡油7、4，4’-二硫代二吗啉 1.2、硫化剂DCP1.2。
3.如权利要求1所述的一种电力减震导电橡胶垫，其特征在于，所述细度10μm的石墨粉制备步骤如下：
1）先将石墨粉碎，粉碎后用1000目筛进行筛选，将经过1000目筛的石墨送入真空炉，在600℃真空炉中焙烧10～20分钟得到焙烧石墨粉，再将焙烧石墨粉与浓度30%的工业盐酸按重量份1：3配料，在70℃酸浸6小时；
2）将酸浸后的石墨粉分散在去离子水中水中，质量浓度为0.5mg/mL，使用功率为1000W的超声波超声50～60min，得到石墨粉的水悬浮体系；
3）通过氨水调节PH 到6～10，加入多巴胺，在40～60℃下磁力搅拌反应4～6h ；
4）将步骤3）中制备的表面沉积有聚多巴胺的石墨粉的水悬浮液置于质量浓度为10～30g/L 的硝酸银银镀液中，加入质量浓度为10～60g/L 的葡萄糖溶液，所使用葡萄糖溶液的体积与硝酸银溶液的相同，室温下反应0.5～2h ；
5）在N2 氛围保护下热处理90～120分钟，温度为100～160℃，再经洗涤、过滤，最终得到镀银的细度10μm的石墨粉。
4.如权利要求1所述的一种电力减震导电橡胶垫，其特征在于由以下步骤制成：
采用开放式双辊炼胶机加工，辊筒温度为30℃，按重量份将甲基乙烯硅橡胶、丁腈橡胶、天然橡胶加到辊筒上，包辊后，先加入乙炔炭黑、防老剂、4，4’-二硫代二吗啉，混炼均匀后加入铜粉、细度10μm的石墨粉、直径为5μm的不锈钢导电纤维，混炼操作时间30～60 分钟，混炼均匀的胶料经8～10 次薄通后，加入石蜡油和硫化剂DCP，然后将胶料制作成薄饼状的橡胶垫胚料，立即将薄饼状橡胶垫胚料经冲压机进行冲压，冲压时橡胶垫胚料温度保持在120±5℃，橡胶垫胚料冲压后的厚度为冲压前厚度的0.4～0.6倍，然后将冲压后的橡胶垫胚在平板硫化机上进行一段硫化，条件为：10MPa 压力下，160±5℃ ×10min ，二段硫化在鼓风干燥箱中进行，条件为：200℃ ×240min，硫化完成后再根据需求规格进行裁剪即制得电力减震导电橡胶垫。
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