CN108102183A - 导电橡胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种导电橡胶及其制备方法，该方法包括：(1)将碳纳米管进行表面修饰；(2)将步骤(1)得到的修饰碳纳米管与含橡胶的聚合物机械混合后进行密炼，以便得到混炼胶；(3)将所述混炼胶进行开炼，以便得到导电橡胶。该方法通过将进行表面修饰后的碳纳米管与含橡胶的聚合物依次进行密炼和混炼，可显著提高所得导电橡胶的导电性能、力学性能和使用寿命。

Description

导电橡胶及其制备方法
技术领域
本发明属于橡胶领域，具体而言，本发明涉及导电橡胶及其制备方法。
背景技术
现有导电橡胶以碳黑或者导电碳黑为导电填充物，填充量大，导致硬度增长很快，需要填充大量增塑剂来降低硬度，从而导致电阻升高；同时填充大量碳黑的体系电阻不能降至“0”，且电阻受混炼工艺、设备和人员影响很大，电阻不稳定。
因此现有导电橡胶有待进一步改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种导电橡胶及其制备方法。该方法通过将进行表面修饰后的碳纳米管与含橡胶的聚合物依次进行密炼和混炼，可显著提高所得导电橡胶的导电性能、力学性能和使用寿命。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备导电橡胶的方法，根据本发明的实施例，该方法包括：
(1)将碳纳米管进行表面修饰；
(2)将步骤(1)得到的修饰碳纳米管与含橡胶的聚合物机械混合后进行密炼，以便得到混炼胶；
(3)将所述混炼胶进行开炼，以便得到导电橡胶。
根据本发明实施例的制备导电橡胶的方法，通过对碳纳米管进行表面修饰，可提高碳纳米管与含橡胶的聚合物之间的相容性和分散性，然后将表面修饰的碳纳米管与含橡胶聚合物进行密炼和开炼，可显著提高所得导电橡胶的导电性能、力学性能和使用寿命。而与现有技术中采用碳黑或导电碳黑作为导电填充物填充量大和需要大量增塑剂来降低硬度相比，本申请中的碳纳米管填充量小且不会导致导电橡胶的硬度大幅增长，从而在降低导电橡胶成本的同时保证其具有较高的导电性能。
另外，根据本发明上述实施例的制备导电橡胶的方法还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，将所述碳纳米管与硅烷偶联剂混合进行所述表面修饰。由此，有利于提高导电橡胶的导电性能、力学性能和使用寿命。
在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，将所述碳纳米管与所述硅烷偶联剂按照质量比为100:0.1-20进行混合。由此，可进一步提高导电橡胶的导电性能、力学性能和使用寿命。
在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述修饰碳纳米管与所述含橡胶的聚合物的质量比为1：10～50。由此，可进一步提高导电橡胶的导电性能、力学性能和使用寿命。
在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述含橡胶的聚合物含有：100重量份的橡胶；3～10重量份的氧化锌；2～6重量份的聚乙二醇；1～4重量份的硬脂酸；0.5～2重量份的防老剂；2～7重量份的古马隆；70～100重量份的炭黑；65～95重量份的填料；35～65重量份的石油蜡；2～15重量份的功能性碳纳米管；1.5～4.5重量份的磷酸氢钙；1.5～6重量份的三丙烯基异氰脲酸酯。由此，可进一步提高导电橡胶的导电性能、力学性能和使用寿命。
在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述橡胶在室温下的门尼粘度为10-20ML100℃1+4。由此，可进一步提高导电橡胶的导电性能、力学性能和使用寿命。
在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述防老剂为选自防老剂RD、防老剂124、防老剂MB、防老剂4010NA、防老剂4020、防老剂DNP和防老剂NBC中的至少之一。由此，可进一步提高导电橡胶的导电性能、力学性能和使用寿命。
在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述填料为选自石墨、炭黑、白炭黑、碳酸钙、碳酸镁、碳纳米管和石墨烯中的至少之一。由此，可进一步提高导电橡胶的导电性能、力学性能和使用寿命。
在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述功能性碳纳米管为选自羟基化碳纳米管、羧基化碳纳米管、氨基化碳纳米管和氮掺杂碳纳米管中的至少之一。由此，可进一步提高导电橡胶的导电性能、力学性能和使用寿命。
在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述密炼过程的转速为27～29转/分钟，上顶栓压力为0.5～0.7MPa，时间为9～12分钟，温度为60～125摄氏度。由此，可进一步提高导电橡胶的导电性能、力学性能和使用寿命。
在本发明的一些实施例中，在步骤(3)中，所述开炼过程的辊温为40～50摄氏度，辊距为5～6mm，过辊次数为3～5次。由此，可进一步提高导电橡胶的导电性能、力学性能和使用寿命。
在本发明的再一个方面，本发明提出了一种导电橡胶。根据本发明的实施例，所述导电橡胶采用上述方法制备得到。由此，该导电橡胶具有优异的导电性能和力学性能，同时具有较长的使用寿命。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的制备导电橡胶的方法流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备导电橡胶的方法，根据本发明的实施例，参考图1，该方法包括：
S100：将碳纳米管进行表面修饰
该步骤中，将碳纳米管进行表面修饰。发明人发现，通过对碳纳米管进行表面修饰，可显著提高碳纳米管与含橡胶的聚合物之间的相容性和分散性，从而保证所得导电橡胶具有较高的稳定性和导电性。
根据本发明的一个实施例，可以将碳纳米管与硅烷偶联剂混合进行表面修饰。发明人发现，该过程中，硅烷偶联剂通过非共价键反应接枝到碳纳米管表面，在碳纳米管的表面包覆一层有机分子，从而改善碳纳米管与硅橡胶基体的界面粘结，进而能够有效的改善碳纳米管的团聚，更加有利于碳纳米管在硅橡胶基体中的分散，制备出的碳纳米管硅橡胶复合物具有更加优异的力学性能和电学性能。
根据本发明的再一个实施例，将碳纳米管与硅烷偶联剂按照质量比为100:0.1-20进行混合。发明人发现，碳纳米管与硅烷偶联剂按照质量比低于100:0.1进行混合时，所制备出的改性碳纳米管表面接枝的有机分子较少，改性碳纳米管在硅橡胶中出现团聚现象不能实现良好的分散，导致碳纳米管硅橡胶复合材料的力学性能改善效果不明显；而若碳纳米管与硅烷偶联剂按照质量比高于100:20进行混合时，碳纳米管表面接枝了过多的有机分子，从而导致碳纳米管硅橡胶复合材料的导电性能出现下降。由此，将碳纳米管与硅烷偶联剂按照质量比为100:0.1-20进行混合，可保证碳纳米管与含橡胶的聚合物具有优异的相容性和分散性，从而保证所得导电橡胶具有较高的稳定性和导电性。
S200：将S100得到的修饰碳纳米管与含橡胶的聚合物机械混合后进行密炼
该步骤中，将步骤S100得到的修饰碳纳米管与含橡胶的聚合物机械混合后进行密炼，以便得到混炼胶。发明人发现，通过使用修饰碳纳米管可显著减小其他助剂的用量，且相比于直接将碳纳米管添加到含橡胶的聚合物中，本申请使用修饰碳纳米管可避免出现破坏聚合物结构和分散不均的现象，从而保证得到的导电橡胶具有较高的导电性能和力学性能。
根据本发明的一个实施例，修饰碳纳米管与含橡胶的聚合物的质量比并不受特别限制，本领域的技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，修饰碳纳米管与含橡胶的聚合物的质量比可以为1：10～50。发明人发现，改性碳纳米管加入到硅橡胶中需要达到一定的渗流阈值才能形成导电网络具有导电能力，当修饰碳纳米管与含橡胶的聚合物的质量比高于1：50时，由于碳纳米管无法在硅胶中形成导电网络，所制备的样品就不具备导电能力；而当修饰碳纳米管与含橡胶的聚合物的质量比低于1：10，由于加入了过多的碳纳米管，一方面填料和橡胶基体中出现了过多的界面，另一方面过多的碳管加入会引起团聚，最终导致样品容易产生缺陷，从而降低其机械性能。由此，采用修饰碳纳米管与含橡胶的聚合物的质量比为1：10～50时，可以保证得到的导电橡胶具有较高的导电性能和力学性能。
根据本发明的再一个实施例，含橡胶的聚合物的具体成分并不受特别限制，本领域的技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，含橡胶的聚合物可以含有：100重量份的橡胶；3～10重量份的氧化锌；2～6重量份的聚乙二醇；1～4重量份的硬脂酸；0.5～2重量份的防老剂；2～7重量份的古马隆；70～100重量份的炭黑；65～95重量份的填料；35～65重量份的石油蜡；2～15重量份的功能性碳纳米管；1.5～4.5重量份的磷酸氢钙；1.5～6重量份的三丙烯基异氰脲酸酯。发明人发现，橡胶加工过程中各种助剂的加入能够显著改善橡胶的加工工艺，氧化锌作为硫化活性剂，能够参与橡胶的硫化反应，提高促进剂活性并减少促进剂用量，提高硫化速度和交联程度，影响交联结构，改善硫化胶的物理机械性能；硬脂酸对胶料有软化增塑作用，能够帮助炭黑的混合分散；防老剂加入到橡胶中能够抑制或者延缓橡胶的老化过程；古马隆的加入能够调节胶料的粘性，改善橡胶的加工性；炭黑能够实现橡胶的补强和加工工艺的改善；石油蜡作为软化剂和增塑剂能够增加橡胶分子间的距离，减小相互作用提高分子链的活动性和塑性；三丙烯基异氰脲酸酯作为硫化助剂，能够可显著地缩短硫化时间、提高强度、耐磨性、耐溶性、耐腐蚀性。
根据本发明的又一个实施例，可以采用在室温下门尼粘度为10-20ML100℃1+4的橡胶。发明人发现，门尼粘度的过高或者过低对橡胶的加工过程会有明显的影响，门尼粘度过低橡胶在加工过程中容易粘辊，而门尼粘度过高则导致橡胶难包辊，吃料难或者吃料慢。
根据本发明的又一个实施例，防老剂的具体类型并不受特别限制，本领域的技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，防老剂可以为选自防老剂RD、防老剂124、防老剂MB、防老剂4010NA、防老剂4020、防老剂DNP和防老剂NBC中的至少之一。发明人发现，该类防老剂防护作用更优越、更全面且低毒，从而可以保证所得导电橡胶具有优异的使用寿命。
根据本发明的又一个实施例，填料的具体类型并不受特别限制，本领域的技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，填料可以为选自石墨、炭黑、白炭黑、碳酸钙、碳酸镁、碳纳米管和石墨烯中的至少之一。具体的，例如炭黑粒子表面含有羧基基团、苯酚基团、醌基基团以及炭黑粒子表面的多簇，在混炼时，机械作用使炭黑粒子能够与大分子链段自由基结合，生成不溶性的结合橡胶，提高补强效果。
根据本发明的又一个实施例，功能性碳纳米管的具体类型并不受特别限制，本领域的技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，功能性碳纳米管可以为选自羟基化碳纳米管、羧基化碳纳米管、氨基化碳纳米管和氮掺杂碳纳米管中的至少之一。具体的，表面改性剂通过非共价键反应接枝到碳纳米管表面，在碳纳米管的表面包覆一层有机分子，从而改善碳纳米管与硅橡胶基体的界面粘结，能够有效的改善碳纳米管的团聚从而更加有利于碳纳米管在硅橡胶基体中的分散，制备出的碳纳米管硅橡胶复合物具有更加优异的力学性能和电学性能。
根据本发明的又一个实施例，密炼的具体工艺参数并不受特别限制，本领域的技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，密炼过程的转速可以为27～29转/分钟，上顶栓压力可以为0.5～0.7MPa，时间可以为9～12分钟，温度可以为60～125摄氏度。发明人发现，通过设定合适的转速、顶栓压力能够对密炼机实现稳定控制，减少设备损耗，设定合理的混炼时间能够实现各种填料和助剂的有效分散，且避免由于过量的剪切导致碳管的破损，保证制品的导电性。
S300：将混炼胶进行开炼
该步骤中，将混炼胶进行开炼，以便得到导电橡胶。由此，使得该导电橡胶具有优异的导电性能和力学性能，同时具有较长的使用寿命。
根据本发明的一个实施例，开炼的具体的工艺参数并不受特别限制，本领域的技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，开炼过程的辊温可以为40～50摄氏度，辊距可以为5～6mm，过辊次数可以为3～5次。发明人发现，通过将温度设定在40-50摄氏度之间，调节辊距能够有效的实现混炼胶的薄通下片，防止胶料脱辊和粘辊，。过辊次数控制在3-5次，避免过度的机械剪切引起最终制品导电性能的下降。
根据本发明实施例的制备导电橡胶的方法，通过对碳纳米管进行表面修饰，可提高碳纳米管与含橡胶的聚合物之间的相容性和分散性，然后将表面修饰的碳纳米管与含橡胶聚合物进行密炼和开炼，可显著提高所得导电橡胶的导电性能、力学性能和使用寿命。而与现有技术中采用碳黑或导电碳黑作为导电填充物填充量大和需要大量增塑剂来降低硬度相比，本申请中的碳纳米管填充量小且不会导致导电橡胶的硬度大幅增长，从而在降低导电橡胶成本的同时保证其具有较高的导电性能。
在本发明的再一个方面，本发明提出了一种导电橡胶。根据本发明的实施例，导电橡胶采用上述方法制备得到。由此，该导电橡胶具有优异的导电性能和力学性能，同时具有较长的使用寿命。需要说明的是，上述针对制备导电橡胶的方法所描述的特征和优点同样适用于该导电橡胶，此处不再赘述。
下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。
实施例1
将碳纳米管与硅烷偶联剂按照质量比100:1混合进行表面修饰；然后将得到的修饰碳纳米管与含橡胶的聚合物按照质量比1：10机械混合后进行密炼，其中，含橡胶的聚合物含有：100重量份的橡胶；3重量份的氧化锌；6重量份的聚乙二醇；1重量份的硬脂酸；2重量份的防老剂；2重量份的古马隆；70重量份的炭黑；95重量份的填料；35重量份的石油蜡；15重量份的功能性碳纳米管；1.5重量份的磷酸氢钙；6重量份的三丙烯基异氰脲酸酯，且上述橡胶在室温下的门尼粘度为12ML100℃1+4，防老剂为防老剂4020，填料为炭黑，功能性碳纳米管为氨基化碳纳米管，密炼过程的转速为27转/分钟，上顶栓压力为0.7MPa，时间为9分钟，温度为60摄氏度，得到混炼胶；最后将混炼胶进行开炼，开炼过程的辊温为50摄氏度，辊距为6mm，过辊次数为3次，得到导电橡胶。
实施例2
将碳纳米管与硅烷偶联剂按照质量比100:5混合进行表面修饰；然后将得到的修饰碳纳米管与含橡胶的聚合物按照质量比1：50机械混合后进行密炼，其中，含橡胶的聚合物含有：100重量份的橡胶；10重量份的氧化锌；2重量份的聚乙二醇；4重量份的硬脂酸；0.5重量份的防老剂；7重量份的古马隆；100重量份的炭黑；65重量份的填料；65重量份的石油蜡；2重量份的功能性碳纳米管；4.5重量份的磷酸氢钙；1.5重量份的三丙烯基异氰脲酸酯，且上述橡胶在室温下的门尼粘度为15ML100℃1+4，防老剂为防老剂RD，填料为白炭黑，功能性碳纳米管为羟基化石墨烯，密炼过程的转速为29转/分钟，上顶栓压力为0.5MPa，时间为12分钟，温度为125摄氏度，得到混炼胶；最后将混炼胶进行开炼，开炼过程的辊温为40摄氏度，辊距为5mm，过辊次数为5次，得到导电橡胶。
实施例3
将碳纳米管与硅烷偶联剂按照质量比100:15混合进行表面修饰；然后将得到的修饰碳纳米管与含橡胶的聚合物按照质量比1：30机械混合后进行密炼，其中，含橡胶的聚合物含有：100重量份的橡胶；5重量份的氧化锌；4重量份的聚乙二醇；3重量份的硬脂酸；1重量份的防老剂；5重量份的古马隆；80重量份的炭黑；80重量份的填料；50重量份的石油蜡；8重量份的功能性碳纳米管；3重量份的磷酸氢钙；4重量份的三丙烯基异氰脲酸酯，且上述橡胶在室温下的门尼粘度为17ML100℃1+4，防老剂为防老剂4010NA，填料为石墨烯，功能性碳纳米管为羧基化石墨烯，密炼过程的转速为28转/分钟，上顶栓压力为0.6MPa，时间为11分钟，温度为80摄氏度，得到混炼胶；最后将混炼胶进行开炼，开炼过程的辊温为45摄氏度，辊距为5.5mm，过辊次数为4次，得到导电橡胶。
对比例1
将碳纳米管与含橡胶的聚合物按照质量比1：10机械混合后进行密炼，其中，含橡胶的聚合物含有：100重量份的橡胶；3重量份的氧化锌；6重量份的聚乙二醇；1重量份的硬脂酸；2重量份的防老剂；2重量份的古马隆；70重量份的炭黑；95重量份的填料；35重量份的石油蜡；15重量份的功能性碳纳米管；1.5重量份的磷酸氢钙；6重量份的三丙烯基异氰脲酸酯，且上述橡胶在室温下的门尼粘度为10ML100℃1+4，防老剂为防老剂4010，填料为碳酸钙，功能性碳纳米管为氨基化碳纳米管，密炼过程的转速为27转/分钟，上顶栓压力为0.7MPa，时间为9分钟，温度为60摄氏度，得到混炼胶；最后将混炼胶进行开炼，开炼过程的辊温为50摄氏度，辊距为6mm，过辊次数为3次，得到复合材料。
对比例2
将碳纳米管与含橡胶的聚合物按照质量比1：50机械混合后进行密炼，其中，含橡胶的聚合物含有：100重量份的橡胶；10重量份的氧化锌；2重量份的聚乙二醇；4重量份的硬脂酸；0.5重量份的防老剂；7重量份的古马隆；100重量份的炭黑；65重量份的填料；65重量份的石油蜡；2重量份的功能性碳纳米管；4.5重量份的磷酸氢钙；1.5重量份的三丙烯基异氰脲酸酯，且上述橡胶在室温下的门尼粘度为13ML100℃1+4，防老剂为防老剂DNP，填料为碳酸镁，功能性碳纳米管为羧基化石墨烯，密炼过程的转速为29转/分钟，上顶栓压力为0.5MPa，时间为12分钟，温度为125摄氏度，得到混炼胶；最后将混炼胶进行开炼，开炼过程的辊温为40摄氏度，辊距为5mm，过辊次数为5次，得到导电橡胶。
对比例3
将碳纳米管与含橡胶的聚合物按照质量比1：30机械混合后进行密炼，其中，含橡胶的聚合物含有：100重量份的橡胶；5重量份的氧化锌；4重量份的聚乙二醇；3重量份的硬脂酸；1重量份的防老剂；5重量份的古马隆；80重量份的炭黑；80重量份的填料；50重量份的石油蜡；8重量份的功能性碳纳米管；3重量份的磷酸氢钙；4重量份的三丙烯基异氰脲酸酯，且上述橡胶在室温下的门尼粘度为19ML100℃1+4，防老剂为防老剂RD，填料为石墨，功能性碳纳米管为羟基化石墨烯，密炼过程的转速为28转/分钟，上顶栓压力为0.6MPa，时间为11分钟，温度为80摄氏度，得到混炼胶；最后将混炼胶进行开炼，开炼过程的辊温为45摄氏度，辊距为5.5mm，过辊次数为4次，得到导电橡胶。
对比例4
含橡胶的聚合物进行密炼，其中，含橡胶的聚合物含有：100重量份的橡胶；3重量份的氧化锌；6重量份的聚乙二醇；1重量份的硬脂酸；2重量份的防老剂；2重量份的古马隆；70重量份的炭黑；95重量份的填料；35重量份的石油蜡；15重量份的功能性碳纳米管；1.5重量份的磷酸氢钙；6重量份的三丙烯基异氰脲酸酯，且上述橡胶在室温下的的门尼粘度为18ML100℃1+4，防老剂为防老剂RD，填料为白炭黑，功能性碳纳米管为羧基化碳纳米管，密炼过程的转速为27转/分钟，上顶栓压力为0.7MPa，时间为9分钟，温度为60摄氏度，得到混炼胶；最后将混炼胶进行开炼，开炼过程的辊温为50摄氏度，辊距为6mm，过辊次数为3次，得到导电橡胶。
对比例5
含橡胶的聚合物进行密炼，其中，含橡胶的聚合物含有：100重量份的橡胶；10重量份的氧化锌；2重量份的聚乙二醇；4重量份的硬脂酸；0.5重量份的防老剂；7重量份的古马隆；100重量份的炭黑；65重量份的填料；65重量份的石油蜡；2重量份的功能性碳纳米管；4.5重量份的磷酸氢钙；1.5重量份的三丙烯基异氰脲酸酯，且上述橡胶在室温下的门尼粘度为12ML100℃1+4，防老剂为防老剂4020，填料为炭黑，功能性碳纳米管为氨基化碳纳米管，密炼过程的转速为29转/分钟，上顶栓压力为0.5MPa，时间为12分钟，温度为125摄氏度，得到混炼胶；最后将混炼胶进行开炼，开炼过程的辊温为40摄氏度，辊距为5mm，过辊次数为5次，得到导电橡胶。
对比例6
含橡胶的聚合物进行密炼，其中，含橡胶的聚合物含有：100重量份的橡胶；5重量份的氧化锌；4重量份的聚乙二醇；3重量份的硬脂酸；1重量份的防老剂；5重量份的古马隆；80重量份的炭黑；80重量份的填料；50重量份的石油蜡；8重量份的功能性碳纳米管；3重量份的磷酸氢钙；4重量份的三丙烯基异氰脲酸酯，且上述橡胶在室温下的门尼粘度为15ML100℃1+4，防老剂为防老剂RD，填料为碳酸钙，功能性碳纳米管为羧基化碳纳米管，密炼过程的转速为28转/分钟，上顶栓压力为0.6MPa，时间为11分钟，温度为80摄氏度，得到混炼胶；最后将混炼胶进行开炼，开炼过程的辊温为45摄氏度，辊距为5.5mm，过辊次数为4次，得到导电橡胶。
对比例7
将导电碳黑与含橡胶的聚合物按照质量比1：10机械混合后进行密炼，其中，含橡胶的聚合物含有：100重量份的橡胶；3重量份的氧化锌；6重量份的聚乙二醇；1重量份的硬脂酸；2重量份的防老剂；2重量份的古马隆；70重量份的炭黑；95重量份的填料；35重量份的石油蜡；15重量份的功能性碳纳米管；1.5重量份的磷酸氢钙；6重量份的三丙烯基异氰脲酸酯，且上述橡胶在室温下的门尼粘度为14ML100℃1+4，防老剂为防老剂DNP，填料为炭黑，功能性碳纳米管为氨基化碳纳米管，密炼过程的转速为27转/分钟，上顶栓压力为0.7MPa，时间为9分钟，温度为60摄氏度，得到混炼胶；最后将混炼胶进行开炼，开炼过程的辊温为50摄氏度，辊距为6mm，过辊次数为3次，得到导电橡胶。
对比例8
将导电碳黑与含橡胶的聚合物按照质量比1：50机械混合后进行密炼，其中，含橡胶的聚合物含有：100重量份的橡胶；10重量份的氧化锌；2重量份的聚乙二醇；4重量份的硬脂酸；0.5重量份的防老剂；7重量份的古马隆；100重量份的炭黑；65重量份的填料；65重量份的石油蜡；2重量份的功能性碳纳米管；4.5重量份的磷酸氢钙；1.5重量份的三丙烯基异氰脲酸酯，且上述橡胶在室温下的门尼粘度为17ML100℃1+4，防老剂为防老剂4020，填料为碳酸镁，功能性碳纳米管为羧基化碳纳米管，密炼过程的转速为29转/分钟，上顶栓压力为0.5MPa，时间为12分钟，温度为125摄氏度，得到混炼胶；最后将混炼胶进行开炼，开炼过程的辊温为40摄氏度，辊距为5mm，过辊次数为5次，得到导电橡胶。
对比例9
将导电碳黑与含橡胶的聚合物按照质量比1：30机械混合后进行密炼，其中，含橡胶的聚合物含有：100重量份的橡胶；5重量份的氧化锌；4重量份的聚乙二醇；3重量份的硬脂酸；1重量份的防老剂；5重量份的古马隆；80重量份的炭黑；80重量份的填料；50重量份的石油蜡；8重量份的功能性碳纳米管；3重量份的磷酸氢钙；4重量份的三丙烯基异氰脲酸酯，且上述橡胶在室温下的门尼粘度为20ML100℃1+4，防老剂为防老剂DNP，填料为碳酸钙，功能性碳纳米管为氨基化碳纳米管，密炼过程的转速为28转/分钟，上顶栓压力为0.6MPa，时间为11分钟，温度为80摄氏度，得到混炼胶；最后将混炼胶进行开炼，开炼过程的辊温为45摄氏度，辊距为5.5mm，过辊次数为4次，得到导电橡胶。
评价：
1、分别对实施例1-3和对比例1-9所得导电橡胶导电性能、硫化性能、力学性能、耐热性能、耐臭氧性能、耐磨性能、耐低温性能和燃烧性能进行评价。
2、评价指标和测试方法：
导电性能：GBT 1410-2006材料体积电阻率和表面电阻率试验方法；
硫化性能：GB/T 16584-1996橡胶用无转子硫化仪测定硫化特性；
力学性能：GBT 528-1992硫化橡胶和热塑料橡胶拉伸性能的测定；
耐热性能：GBT 3512-2001硫化橡胶或热塑性橡胶加热老化和耐热试验；
耐臭氧性能：GB/T 7762-2003硫化橡胶或热塑性橡胶耐臭氧龟裂静态拉伸试验；
耐磨性能：GB/T 1689-1998硫化橡胶耐磨性能的测定；
耐低温性能：GB/T 1682-1994硫化橡胶低温脆性的测定单试样法；
燃烧性能：GB/T 10707-2008橡胶燃烧性能的测定。
表1实施例1-3和对比例1-9所得导电橡胶性能对比
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (12)

1.一种制备导电橡胶的方法，其特征在于，包括：
(1)将碳纳米管进行表面修饰；
(2)将步骤(1)得到的修饰碳纳米管与含橡胶的聚合物机械混合后进行密炼，以便得到混炼胶；
(3)将所述混炼胶进行开炼，以便得到导电橡胶。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，将所述碳纳米管与硅烷偶联剂混合进行所述表面修饰。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述碳纳米管与所述硅烷偶联剂按照质量比为100:0.1-20进行混合。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述修饰碳纳米管与所述含橡胶的聚合物的质量比为1：10～50。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述含橡胶的聚合物含有：
100重量份的橡胶；
3～10重量份的氧化锌；
2～6重量份的聚乙二醇；
1～4重量份的硬脂酸；
0.5～2重量份的防老剂；
2～7重量份的古马隆；
70～100重量份的炭黑；
65～95重量份的填料；
35～65重量份的石油蜡；
2～15重量份的功能性碳纳米管；
1.5～4.5重量份的磷酸氢钙；
1.5～6重量份的三丙烯基异氰脲酸酯。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述橡胶在室温下的门尼粘度为10-20ML100℃1+4。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述防老剂为选自防老剂RD、防老剂124、防老剂MB、防老剂4010NA、防老剂4020、防老剂DNP和防老剂NBC中的至少之一。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述填料为选自石墨、炭黑、白炭黑、碳酸钙、碳酸镁、碳纳米管和石墨烯中的至少之一。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述功能性碳纳米管为选自羟基化碳纳米管、羧基化碳纳米管、氨基化碳纳米管和氮掺杂碳纳米管中的至少之一。
10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述密炼过程的转速为27～29转/分钟，上顶栓压力为0.5～0.7MPa，时间为9～12分钟，温度为60～125摄氏度。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述开炼过程的辊温为40～50摄氏度，辊距为5～6mm，过辊次数为3～5次。
12.一种导电橡胶，其特征在于，所述导电硅橡胶采用权利要求1-11中任一项所述的方法制备得到。
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