CN108530898B - 一种抗撕裂高柔韧性导电橡胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及橡胶的制备技术领域，更具体而言，涉及一种抗撕裂高柔韧性导电橡胶及其制备方法，在在橡胶基体中，除加入适量的常规导电粉体以外，再添加0.1%～0.5%的超细粉，采用炼胶机按照工艺要求分步进行密炼和开炼，硅橡胶、羟油等密炼机混炼，导电粉、金属钝化剂和硫化催化剂在开炼机中加入，混炼均匀后挤出、硫化。提升了导电橡胶的电性能和力学性能，降低导电橡胶体密度，提升撕裂强度和扯断强度，增强柔韧性。超细粉体的添加了降低常规导电粉体的重量占比，同时起到了润滑的作用，加快了挤出成型速度，提升了生产效率。

Description

一种抗撕裂高柔韧性导电橡胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及橡胶的制备技术领域，更具体而言，涉及一种抗撕裂高柔韧性导电橡胶及其制备方法。
背景技术
导电橡胶是将玻璃镀银、铝镀银、银等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。在军事和商业上都有应用。其主要作用是密封和电磁屏蔽。导电橡胶内填充的导电颗粒当填充一定体积份数时，相互接触，形成电子连续状态，当外界电磁场到导电橡胶外部时，强烈的电磁波打到导电颗粒自由电子上，自由电子自由运动，自由电子在运动过程中形成与外界电磁场相反的电磁场，内外电磁场相互抵消，达到削弱电磁干扰波的作用。常见的导电橡胶主要由硅橡胶基、导电粉体及硫化剂等组成，为了确保电连续性，胶料中加入大量的导电粉体，成型后的导电橡胶硬度大，柔韧性欠缺，撕裂强度和扯断强度较低，工程应用中紧固力较大时常会出现撕裂扯断现象，导致电连续性和密封性降低。
发明内容
为了克服现有技术中所存在的不足，本发明提供一种抗撕裂高柔韧性导电橡胶及其制备方法，制备出撕裂强度和扯断强度高，柔韧性强，体密度低的导电橡胶。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
一种抗撕裂高柔韧性导电橡胶，由以下重量份原料组成：硅橡胶100份、铝镀银粉195-210份、羟基硅油0.5-0.7份、硫化剂1.9-2份、金属纯化剂0.4-0.6份、偶联剂0.4-0.6份和超细粉体0.1-0.5份。
所述硫化剂为双组分加成型硫化剂，由氢基硅油和氯铂酸组成，氢基硅油与氯铂酸重量比为2：1。
所述金属钝化剂包括N,N'-双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼（简称抗氧剂MD-1024）和N，N'一二乙酰基己二酰基二酰肼（简称DAD），抗氧剂MD1024具有抗氧化和抑制铜害功能，能够抑制导电粉体的氧化；DAD为金属螯合剂，与硅烷偶联剂并用，对抑制导电粉体的氧化，有良好的协同效应。
所述偶联剂为硅烷偶联剂。
所述超细粉体为导电炭黑、石墨纤维、碳纳米管、石墨烯、树枝状锌粉中的一种。
所述超细粉体粒度低于5μm。
一种抗撕裂高柔韧性导电橡胶的制备方法，包括以下步骤：
S1、将硅橡胶和羟基硅油置于密炼机在55-65℃温度进行混炼30min；
S2、将铝镀银粉、金属纯化剂、偶联剂、硫化剂、硫化催化剂和超细粉体置于开炼机在15-25℃温度混炼15min；
S3、将S1混炼后的硅橡胶和羟基硅油与S2中混炼后的铝镀银粉、金属纯化剂、偶联剂、硫化剂、硫化催化剂和超细粉体置于橡胶挤出机在10-25℃温度挤出；
S4、将S3中挤出的胶料进入硫化通道进行硫化定型；
S5、将S4中定型后的材料进行收卷、整理和检验。
所述S2中开炼机容量低于10Kg。
所述S3中挤出机挤出速度为60-90m/h。
所述S5中硫化定型温度为140-180℃。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：
本发明提供了一种抗撕裂高柔韧性导电橡胶及其制备方法，在在橡胶基体中，除加入适量的常规导电粉体以外，再添加0.1%～0.5%的超细粉，提升了导电橡胶的电性能和力学性能，降低导电橡胶体密度，提升撕裂强度和扯断强度，增强柔韧性。超细粉体的添加了降低常规导电粉体的重量占比，同时起到了润滑的作用，加快了挤出成型速度，提升了生产效率。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种抗撕裂高柔韧性导电橡胶，由以下重量份原料组成：硅橡胶100份、铝镀银粉195-210份、羟基硅油0.5-0.7份、硫化剂1.9-2份、金属纯化剂0.4-0.6份、偶联剂0.4-0.6份和超细粉体0.1-0.5份。
在本实施例中，硫化剂为双组分加成型硫化剂，由氢基硅油和氯铂酸组成，氢基硅油与氯铂酸重量比为2：1。
在本实施例中，所述金属钝化剂包括N,N'-双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼和N，N'一二乙酰基己二酰基二酰肼。
在本实施例中，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
在本实施例中，所述超细粉体为导电炭黑、石墨纤维、碳纳米管、石墨烯、树枝状锌粉中的一种。
在本实施例中，所述超细粉体粒度低于5μm。
实施例1：
一种抗撕裂高柔韧性导电橡胶的制备方法，包括以下步骤：
S1、将100份硅橡胶和0.62份羟基硅油置于密炼机在55-65℃温度进行混炼30min；
S2、将208份铝镀银粉、0.52份金属纯化剂、0.48份偶联剂、1.9份硫化剂和0.18-0.24份石墨烯置于开炼机在15-25℃温度混炼15min，开炼机容量低于10Kg；
S3、将S1混炼后的硅橡胶和羟基硅油与S2中混炼后的铝镀银粉、金属纯化剂、偶联剂、硫化剂和石墨烯体置于挤出机挤出，挤出机进料筒温度为10-25℃，挤出速度为80m/h；
S4、将S3中挤出的胶料进入硫化通道进行硫化定型，硫化定型温度为140-180℃；
S5、将S4中定型后的材料进行收卷、整理和检验。
经检验，添加石墨烯制备的导电橡胶，撕裂强度为9.6KN/m，拉伸强度为4.3MPa，体密度为1.82g/cm3。
实施例2：
S1、将100份硅橡胶和0.56份羟基硅油置于密炼机在55-65℃温度进行混炼30min；
S2、将198份铝镀银粉、0.45份金属纯化剂、0.42份偶联剂、2份硫化剂和0.42-0.48份树枝状锌粉置于开炼机在15-25℃温度混炼15min，开炼机容量低于10Kg；
S3、将S1混炼后的硅橡胶和羟基硅油与S2中混炼后的铝镀银粉、金属纯化剂、偶联剂、硫化剂和树枝状锌粉置于挤出机挤出，挤出机进料筒温度为10-25℃，挤出速度为90m/h；
S4、将S3中挤出的胶料进入硫化通道进行硫化定型，硫化定型温度为140-180℃；
S5、将S4中定型后的材料进行收卷、整理和检验。
经检验，添加树枝状锌粉制备的导电橡胶，撕裂强度为10.5KN/m，拉伸强度为3.8MPa，体密度为1.88g/cm3。
实施例3：
S1、将100份硅橡胶和0.5份羟基硅油置于密炼机进行在55-65℃温度进行混炼30min；
S2、将195份铝镀银粉、0.4份金属纯化剂、0.4份偶联剂、1.93份硫化剂和0.4-0.5份碳纳米管置于开炼机在15-25℃温度混炼15min，开炼机容量低于10Kg；
S3、将S1混炼后的硅橡胶和羟基硅油与S2中混炼后的铝镀银粉、金属纯化剂、偶联剂、硫化剂和碳纳米管置于挤出机挤出，挤出机进料筒温度为10-25℃，挤出速度为60m/h；
S4、将S3中挤出的胶料进入硫化通道进行硫化定型，硫化定型温度为140-180℃；
S5、将S4中定型后的材料进行收卷、整理和检验。
经检验，添加碳纳米管制备的导电橡胶，撕裂强度为7.8KN/m，拉伸强度为3.4MPa，体密度为1.85g/cm3。
实施例4：
S1、将100份硅橡胶和0.7份羟基硅油置于密炼机在55-65℃温度进行混炼30min；
S2、将210份铝镀银粉、0.6份金属纯化剂、0.6份偶联剂、1.94份硫化剂和0.15-0.2份导电炭黑置于开炼机在15-25℃温度混炼15min，开炼机容量低于10Kg；
S3、将S1混炼后的硅橡胶和羟基硅油与S2中混炼后的铝镀银粉、金属纯化剂、偶联剂、硫化剂和导电炭黑置于挤出机挤出，挤出机进料筒温度为10-25℃，挤出速度为70m/h；
S4、将S3中挤出的胶料进入硫化通道进行硫化定型，硫化定型温度为140-180℃；
S5、将S4中定型后的材料进行收卷、整理和检验。
经检验，添加导电炭黑制备的导电橡胶，撕裂强度为8.2KN/m，拉伸强度为2.6MPa，体密度为1.81g/cm3。
实施例5：
S1、将100份硅橡胶和0.6份羟基硅油置于密炼机在55-65℃温度进行混炼30min；
S2、将210份铝镀银粉、0.5份金属纯化剂、0.5份偶联剂、1.9份硫化剂和0.1-0.3份石墨纤维置于开炼机在15-25℃温度混炼15min，开炼机容量低于10Kg；
S3、将S1混炼后的硅橡胶和羟基硅油与S2中混炼后的铝镀银粉、金属纯化剂、偶联剂、硫化剂和石墨纤维置于挤出机挤出，挤出机进料筒温度为10-25℃，挤出速度为75m/h；
S4、将S3中挤出的胶料进入硫化通道进行硫化定型，硫化定型温度为140-180℃；
S5、将S4中定型后的材料进行收卷、整理和检验。
经检验，添加石墨纤维制备的导电橡胶，撕裂强度为8.6KN/m，拉伸强度为3.2MPa，体密度为1.79g/cm3。
上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种抗撕裂高柔韧性导电橡胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将硅橡胶和羟基硅油置于密炼机在55-65℃温度进行混炼30min；
S2、将铝镀银粉、金属钝化剂、偶联剂、硫化剂、硫化催化剂和超细粉体置于开炼机在15-25℃温度混炼15min；
S3、将S1混炼后的硅橡胶和羟基硅油与S2中混炼后的铝镀银粉、金属钝化剂、偶联剂、硫化剂、硫化催化剂和超细粉体置于橡胶挤出机在10-25℃温度挤出；
S4、将S3中挤出的胶料进入硫化通道进行硫化定型；
S5、将S4中定型后的材料进行收卷、整理和检验；
上述原料重量份组成为：硅橡胶100份、铝镀银粉195-210份、羟基硅油0.5-0.7份、硫化剂1.9-2份、金属钝化剂0.4-0.6份、偶联剂0.4-0.6份和超细粉体0.1-0.5份；
所述超细粉体为导电炭黑、石墨纤维、碳纳米管、石墨烯、树枝状锌粉中的一种；
所述超细粉体粒度低于5μm；
所述S3中橡胶挤出机挤出速度为60-90m/h。
2.根据权利要求1所述的一种抗撕裂高柔韧性导电橡胶的制备方法，其特征在于：所述硫化剂为双组分加成型硫化剂。
3.根据权利要求1所述的一种抗撕裂高柔韧性导电橡胶的制备方法，其特征在于：所述金属钝化剂包括N,N'-双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼和N，N'一二乙酰基己二酰基二酰肼。
4.根据权利要求1所述的一种抗撕裂高柔韧性导电橡胶的制备方法，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂。
5.根据权利要求1所述的一种抗撕裂高柔韧性导电橡胶的制备方法，其特征在于：所述S2中开炼机容量低于10Kg。
6.根据权利要求1所述的一种抗撕裂高柔韧性导电橡胶的制备方法，其特征在于：所述S5中硫化定型温度为140-180℃。
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