CN110431188A - 导电聚硅氧烷组合物及由其制造的聚硅氧烷复合材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种导电聚硅氧烷组合物，包含含有100重量份的液体聚硅氧烷和0.5重量份至2.5重量份的碳纳米管的导电橡胶组合物，其中所述液体聚硅氧烷的初始粘度为5,000cP至41,000cP，所述导电橡胶组合物的平均粘度为80,000cP至350,000cP，所述液体聚硅氧烷的初始粘度与所述导电橡胶组合物的平均粘度之间的粘度差为70,000cP至310,000cP。如上所述的导电聚硅氧烷组合物在加工成聚硅氧烷复合材料时加工性优异，并且可以大大提高所制造的聚硅氧烷复合材料的体积电阻。

Description

导电聚硅氧烷组合物及由其制造的聚硅氧烷复合材料
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年12月08日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2017-0167916号的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本发明涉及一种导电聚硅氧烷组合物及由其制造的聚硅氧烷复合材料。
背景技术
包含含有导电填料(如炭黑、金属粉末、导电金属氧化物等)的可固化液体聚硅氧烷的导电硅橡胶(silicone rubber)组合物以聚硅氧烷复合材料的形式包含在电子照相装置的部件(例如复印机、打印机、普通纸传真机、充电辊、显影辊、相变辊和定影辊)中作为便于各种应用的模制产品。
体积电阻或比电阻ρ(称为电阻)被定义为1m3材料的相对表面之间的电阻，并且在上述所有应用中在预定范围内再现体积电阻和获得具有永久体积电阻值的模制产品非常重要。然而，当体积电阻值相对较大时，例如，在106Ωcm至1012Ωcm的范围内，难以再现并形成具有任意选择的体积电阻值的产品。另外，办公自动化设备的部件可能需要的体积电阻范围随设备和其部件的形状变化很大。因此，需要一种能够调节固化为模制产品的聚硅氧烷复合材料的体积电阻的简单方法。
此外，含有炭黑的导电橡胶组合物可能在固化过程中受损，或者导致固化产品的硬度在长期储存后降低的问题。这些问题是由炭黑的某些性质(例如吸附性质)和表面活性基团和杂质的存在引起的。举例来讲，在液体硅橡胶组合物中，基于铂(Pt)的催化剂可能由于炭黑的吸附性质而失活和/或其催化活性可能受到炭黑杂质的抑制。另外，用于添加剂固化体系的添加剂交联剂(通常为液体硅橡胶组合物中具有与硅键合的氢的有机聚硅氧烷)可由于表面活性基团和/或炭黑杂质的作用而逐渐分解。
因此，需要一种方法，其能够容易地调节和预测聚硅氧烷复合材料的体积电阻，并且还解决了添加诸如炭黑的填料造成的问题。
发明内容
技术问题
本发明的一个方面提供了一种导电聚硅氧烷组合物以及其中所述组合物固化的聚硅氧烷复合材料，所述组合物控制液体聚硅氧烷的初始粘度，导电橡胶组合物的粘度，两种材料之间的粘度差，并使用碳纳米管作为导电填料与液体聚硅氧烷混合，同时控制其含量以便在组合物固化后获得优异的体积电阻，并通过控制粘度来改善加工性。
技术方案
根据本发明的一个方面，提供了一种聚硅氧烷复合材料组合物，其包含催化剂型导电橡胶组合物，所述催化剂型导电橡胶组合物含有100重量份的催化剂型液体聚硅氧烷和0.5重量份至2.5重量份的碳纳米管；和交联型导电橡胶组合物，所述交联型导电橡胶组合物含有100重量份的交联型液体聚硅氧烷和0.5重量份至2.5重量份的碳纳米管，其中所述催化剂型液体聚硅氧烷和所述交联型液体聚硅氧烷各自的初始粘度为5,000cP至41,000cP，所述导电橡胶组合物的平均粘度为80,000cP至350,000cP，液体聚硅氧烷的初始粘度与导电橡胶组合物的平均粘度之间的粘度差为70,000cP至310,000cP，在25℃的温度和10s-1的剪切速率下测量所述粘度。
根据本发明的另一方面，提供了一种制造聚硅氧烷复合材料的方法，所述方法包括提供上述导电聚硅氧烷组合物；并使所述导电聚硅氧烷组合物固化。
有益效果
由于所含材料的粘度被控制在所需水平，根据本发明的导电聚硅氧烷组合物具有优异的加工性，通过限制液体聚硅氧烷的初始粘度和使用碳纳米管作为导电填料，即使使用少量的导电填料也可获得优异的体积电阻，因此，防止整个导电聚硅氧烷组合物粘度增加，从而有助于改善加工性。
具体实施方式
在下文中，将更详细地描述本发明以便于理解本发明。
应当理解，在本发明的说明书和权利要求中使用的词语或术语不应被解释为局限于具有在常用词典中定义的含义。将进一步理解的是，基于发明人可以适当地定义这些词语或术语的含义以便最好地解释本发明的原则，这些词语或术语应被解释为具有与它们在相关领域背景和本发明的技术构思中的含义一致的含义。
根据本发明实施方式的聚硅氧烷复合材料组合物包含催化剂型导电橡胶组合物，所述催化剂型导电橡胶组合物含有100重量份的催化剂型液体聚硅氧烷和0.5重量份至2.5重量份的碳纳米管；和交联型导电橡胶组合物，所述交联型导电橡胶组合物含有100重量份的交联型液体聚硅氧烷和0.5重量份至2.5重量份的碳纳米管，其中所述催化剂型液体聚硅氧烷和所述交联型液体聚硅氧烷各自的初始粘度为5,000cP至41,000cP，导电橡胶组合物的平均粘度为80,000cP至350,000cP，液体聚硅氧烷与导电橡胶组合物之间的粘度差为70,000cP至310,000cP，在25℃的温度和10s-1的剪切速率下测量所述粘度。
在本说明书中，“导电橡胶组合物”可以指以碳纳米管分散在液体聚硅氧烷中的状态的组合物。
在本说明书中，“导电橡胶组合物的平均粘度”可以指导电聚硅氧烷组合物中包含的一种或多种导电橡胶组合物的粘度的平均值。
根据本发明的一个实施方式，所述液体聚硅氧烷是热固性树脂的一个实例，并且可以用树脂，如液体EPDM、氨基甲酸酯或改性硅树脂代替。然而，当使用液体聚硅氧烷时，可以改善阻燃性、耐热性和耐候性。
液体聚硅氧烷可分为含硅橡胶和金属催化剂的催化剂型液体聚硅氧烷，以及含硅橡胶和交联剂的交联型液体聚硅氧烷。可以在其每一种中包括碳纳米管以形成导电橡胶组合物，并且通过混合所述导电橡胶组合物，可以形成导电聚硅氧烷组合物，即在固化成聚硅氧烷复合物之前处于糊态的组合物。
具体地，所述导电聚硅氧烷组合物可包含催化剂型导电橡胶组合物，其包含碳纳米管和含有金属催化剂和硅橡胶的催化剂型液体聚硅氧烷；和交联导电橡胶组合物，其包含含有交联剂和硅橡胶的交联液体聚硅氧烷。
所述硅橡胶可具有约1,000g/mol至800,000g/mol的重均分子量，并且可以当作选择液体聚硅氧烷的初始粘度的主要因素。根据所需的初始粘度，可以适当选择其重均分子量。另外，所述硅橡胶通常可以是在其末端含有双键的有机硅氧烷聚合物，并且可以通过特定的催化剂交联。
例如，所述有机硅氧烷聚合物可以为以下各项中的任一种：二甲基乙烯基硅氧基封端的二甲基聚硅氧烷、甲基乙烯基硅氧烷和二甲基硅氧烷的二甲基乙烯基硅氧基封端的共聚物，甲基乙烯基硅氧烷和二甲基硅氧烷的三甲基硅氧基封端的共聚物，甲基苯基硅氧烷和二甲基硅氧烷的二甲基乙烯基硅氧基封端的共聚物，甲基苯基硅氧烷、甲基乙烯基硅氧烷和二甲基硅氧烷的二甲基乙烯基硅氧基封端的共聚物，甲基苯基硅氧烷、甲基乙烯基硅氧烷和二甲基硅氧烷的三甲基硅氧基封端的共聚物，二苯基硅氧烷和二甲基硅氧烷的二甲基乙烯基硅氧基封端的共聚物，二苯基硅氧烷、甲基乙烯基硅氧烷和二甲基硅氧烷的二甲基乙烯基硅氧基封端的共聚物，甲基(3,3,3-三氟丙基)硅氧烷和二甲基硅氧烷的二甲基乙烯基硅氧基封端的共聚物，或甲基(3,3,3-三氟丙基)硅氧烷、甲基乙烯基硅氧烷和二甲基硅氧烷的二甲基乙烯基硅氧基封端的共聚物等，但不限于此。
所述金属催化剂可包括铂(Pt)作为金属，例如，细铂粉、铂黑、氯铂酸、醇改性的氯铂酸、烯烃和氯铂酸的配合物、氯铂酸和烯基硅氧烷的配合物，或含有上述基于铂的催化剂的热塑性树脂粉末。所述金属催化剂在液体聚硅氧烷中可以按照重量以0.1-500ppm的金属的量存在。
此外，所述交联剂可包括每分子具有至少两个Si-H键的有机聚硅氧烷，并且Si-H键可与硅橡胶(有机硅氧烷聚合物)的双键组分反应以在聚合物之间形成交联。
所述交联剂可包括下列各项中的一种或多种，例如，三甲基硅氧基封端的聚甲基氢硅氧烷，甲基氢硅氧烷和二甲基硅氧烷的三甲基硅氧基封端的共聚物，二甲基氢硅氧烷和二甲基硅氧烷的二甲基氢硅氧基封端的共聚物，甲基氢硅氧烷和二甲基硅氧烷的环状共聚物，由环状聚甲基氢硅氧烷、式(CH3)3SiO1/2的硅氧烷单元、式SiO4/2的硅氧烷单元和式(CH3)2HSiO1/2的硅氧烷单元组成的有机聚硅氧烷，由式(CH3)2HSiO1/2的硅氧烷单元和式CH3SiO3/2的硅氧烷单元组成的有机聚硅氧烷，由式(CH3)2HSiO1/2的硅氧烷单元、式(CH3)2SiO2/2的硅氧烷单元和式SiH3SiO3/2的硅氧烷单元组成的有机聚硅氧烷，二甲基氢硅氧基封端的聚二甲基硅氧烷，甲基苯基硅氧烷和二甲基硅氧烷的二甲基氢硅氧基封端的共聚物，和/或甲基(3,3,3-三氟丙基)硅氧烷和二甲基硅氧烷的二甲基氢硅氧基封端的共聚物。
如上所述，所述催化剂型液体聚硅氧烷可包含硅橡胶和金属催化剂，所述交联型液体聚硅氧烷可包含硅橡胶和交联剂。另外，碳纳米管可以分别包含在所述催化剂型液体聚硅氧烷和所述交联型液体聚硅氧烷中，以形成催化剂型橡胶组合物和交联型导电橡胶组合物。
如上所述，所述催化剂型液体聚硅氧烷和所述交联型液体聚硅氧烷的初始粘度可为约5,000cP至41,000cP，优选5,000cP至40,000cP，最优选6,000cP至38,000。尽管液体聚硅氧烷根据添加的材料的种类分为催化剂型和交联型，但液体聚硅氧烷的初始粘度不受其是否为催化剂型或交联型的影响。除非另有特别说明，术语“液体聚硅氧烷的初始粘度”可以指催化剂型和交联型两者的“初始粘度”。
此外，所述催化剂型导电橡胶组合物和所述交联型导电橡胶组合物的平均粘度可以为80,000cP至350,000cP，更优选100,000cP至350,000cP，或150,000cP至350,000cP，甚至更优选地，185,000cP至350,000cP，最优选210,000cP至350,000cP。这可与碳纳米管的含量有关，并且当组合物的粘度在上述范围内时，加工性优异。
所述液体聚硅氧烷的初始粘度与含有碳纳米管的导电橡胶组合物的平均粘度之间的粘度差为70,000至310,000。
更具体地，所述液体聚硅氧烷的初始粘度与所述导电橡胶组合物的平均粘度之间的粘度差可以是100,000cP至310,000cP，更优选140,000cP至310,000cP，甚至更优选180,000cP至310,000cP，或210,000cP至310,000cP。
因此，液体聚硅氧烷的初始粘度与导电橡胶组合物的平均粘度之间的粘度差可以是碳纳米管作为导电填料分散程度的一个量度。具体地，差值的下限对于导电填料的分散性是有意义的，而差值的上限对于加工性程度是有意义的。
同时，当使用炭黑而不是碳纳米管作为导电填料时，实现期望的体积电阻值所需的量可能很大，因此，导电橡胶组合物的粘度大大增加，从而导致加工性恶化的问题。
然而，根据本发明的一个实施方式，基于100重量份的液体聚硅氧烷，碳纳米管的含量为0.5重量份至2.5重量份，优选1重量份至2重量份。当以这样的范围包含碳纳米管时，可以获得导电橡胶组合物的在上述范围内的粘度，因此加工性优异。在该含量内，不仅加工性最大化而且导电性也可以最大化。然而，尽管要添加的碳纳米管的量和粘度相关的限定可能彼此影响，但是难以将其视为完全从属的关系。除了待添加的碳纳米管的量之外，混合导电橡胶组合物的方法也可能影响。
碳纳米管可以是例如多壁碳纳米管。碳纳米管没有特别限制，可以使用单壁碳纳米管和多壁碳纳米管(例如，双壁碳纳米管)中的任何一种。可以通过例如电弧放电法、激光蒸发法、化学气相沉积法、烃催化分解法等制备碳纳米管。当碳纳米管的纵横比(aspectratio)大时，由于难以解开束状态的缠结的碳纳米管，因此分散性可能劣化。碳纳米管的纵横比没有特别限制，但优选地，例如，可在5至10,000的范围内。
将所述催化剂型橡胶组合物和所述交联型橡胶组合物混合以形成导电聚硅氧烷组合物糊剂，并且可以将所述糊剂固化以形成聚硅氧烷复合材料。所述导电硅橡胶组合物可含有5-95wt％的催化剂型橡胶组合物和5-95wt％的交联型橡胶组合物，优选分别为10-90wt％和90-10wt％，更优选分别为30-70wt％和70-30wt％，最优选分别为40-60wt％和60-40wt％。在某些情况下，由于需要适当调节催化剂和交联剂之间的含量，因此需要适当地控制两种橡胶组合物的混合比。
也就是说，当交联剂或催化剂的含量较大时，例如，当交联剂的量大于催化剂的量时，可能存在引起交联反应的材料，但是条件不充分，而当催化剂的量大于交联剂的量时，满足条件，但是材料有些缺乏。
当液体聚硅氧烷的初始粘度、碳纳米管的添加量和导电橡胶组合物的平均粘度满足上述值时，在组合物固化后，其体积电阻值可以相当低，具体而言，为100Ωcm以下。为了实现100Ωcm以下的体积电阻值，应添加至少20重量份的炭黑，这可能导致加工性劣化。然而，根据本发明，即使添加极少量的碳纳米管，也可以具有相当低的体积电阻值。体积电阻值可以优选为75Ωcm以下，更优选为50Ωcm以下。另外，导电聚硅氧烷组合物在固化后可具有300Ω/sq以下，优选250Ω/sq以下的表面电阻值。
如上所述，由于体积电阻和表面电阻低并且粘度在具有特定值的适当水平，根据本发明制造的聚硅氧烷复合材料可以应用于具有优异抗静电性能的产品，并且由于在大规模生产中生产率非常优异，因此可以显著提高产品价格竞争力。
根据本发明的另一个实施方式，导电聚硅氧烷组合物包含催化剂型导电橡胶组合物，所述催化剂型导电橡胶组合物含有100重量份的催化剂型液体聚硅氧烷和0.5重量份至2.5重量份的碳纳米管；和交联型导电橡胶组合物，所述交联型导电橡胶组合物含有100重量份的交联型液体聚硅氧烷和0.5重量份至2.5重量份的碳纳米管，其中催化剂型液体聚硅氧烷和交联型液体聚硅氧烷各自的初始粘度为5,000cP至41,000cP时，导电橡胶组合物的平均粘度为80,000cP至350,000cP，并且碳纳米管的直径为5至100nm，纵横比为5至10,000，并且通过非线性状态的碳纳米管团聚形成次级团聚的碳纳米管，在所述非线性状态的碳纳米管中，石墨层几乎平行于纤维轴伸展，并且次级团聚的碳纳米管具有0.1μm以上的直径，5μm以上的长度，以及5以上的长径与短径比。
所述碳纳米管可以具有例如其中初级碳纳米管团聚的次级团聚的碳纳米管的形状。在这种情况下，由于初级碳纳米管的形状处于非线性状态，因此当团聚为次级碳纳米管时，内聚力可以更强，并且由于与碳纳米管之间的网络是线性的情形相比，断开的频率降低，因此即使少量，也可以实现高导电效果。
另外，初级碳纳米管的直径可以为5至100nm，优选为5至70nm。另外，初级碳纳米管可以具有5至10,000的纵横比，碳纳米管的直径和长度可以通过电子显微镜测量。当碳纳米管具有如上所述的直径和纵横比时，当团聚成次级碳纳米管时，可以获得取向性。当获得该取向性时，可具有即使少量也可以实现高导电性效果的优点。
此外，初级碳纳米管可以是其中石墨层基本上平行于纤维轴伸展的碳纳米管，并且本文中，平行可以意味着石墨层相对于纤维轴的斜率在约±15度内，石墨层是构成碳纤维的石墨烯片，在电子显微镜(TEM)照片中可观察到其为条纹。
石墨层的长度优选为碳纳米管直径的0.02至15倍，并且石墨层的长度越短，与液体聚硅氧烷混合时对硅橡胶的粘合强度越强，由此可以提高聚硅氧烷复合材料的机械强度。石墨层的长度和石墨层的斜率可以通过观察电子显微镜照片等来测量。
优选地，初级碳纳米管团聚成具有次级团聚的碳纳米管的形式。碳纳米管团聚体的结构可以通过观察电子显微镜照片来确定，并且直径、长度等可以通过使用电子显微镜照片观察到的数十至数百个碳纳米管团聚体的平均值来确定。
次级团聚的碳纳米管的直径通常为0.1至100μm，优选1至100μm，更优选5至100μm，还更优选10至50μm，并且次级团聚的碳纳米管的长度通常为5至500μm，优选10至500μm，更优选20至200μm。这种范围的长度和直径在次级碳纳米管排布方面是优选的，并且在容易形成高度分散状态方面更加优选。
当长径与短径比较大时，次级团聚的碳纳米管可以具有更大的导电性赋予效果。长径与短径比可以为至少3，优选为5以上，更优选为7以上。短径优选为50μm以上，更优选为100μm以上，甚至更优选为300μm以上。
根据本发明的另一个实施方式，所述聚硅氧烷复合材料的制造方法包括提供上述导电聚硅氧烷组合物；并使所述导电聚硅氧烷组合物固化。
所述提供导电聚硅氧烷组合物的步骤可包括混合液体聚硅氧烷和碳纳米管，并且所述混合可以用分散设备，如辊磨机进行。当使用诸如辊磨机的设备时，可以平稳地进行碳纳米管的分散，因此，可以不需要诸如预混合和预分散的额外步骤。
例如，辊磨机操作可以进行一次至五次，优选两次至三次，并且优选使用两个或更多个辊。作用在两个或更多个辊之间的压力通常可以是约2巴至6巴，但不限于此。当满足上述粘度条件时，可以应用其他方法。
导电聚硅氧烷组合物的固化不受特别限制，并且可以通过在预定温度下热处理预定时间段来进行。例如，所述固化可以在150℃以上的温度下进行，优选在170℃以上的温度下进行，更优选在180℃以上的温度下进行，并且可以进行10分钟或更长时间，优选进行30分钟或更长时间，更优选50分钟或更长时间。然而，可以适当地应用固化条件，使得当固化温度低时，延长固化时间，而当固化温度高时，缩短固化时间。
如上所述，当适当地控制辊磨工艺和固化工艺时，可以满足与本发明中提出的粘度有关的所有方面，并且由于与用作导电填料的材料的协同效应，可以提供具有优异加工性和优异导电性的聚硅氧烷复合材料。
根据本发明的另一个实施方式，提供了一种含有上述聚硅氧烷复合材料的导电材料。
所述导电材料可以是多样的，并且可以是通常需要导电性的树脂材料。例如，所述导电材料可以应用于需要导电性的接触部分，例如抗静电垫、导电纤维、键盘或小键盘。通常，可应用使用液体聚硅氧烷的聚硅氧烷复合材料的任何材料都是适用的，而没有任何特别限制。
实施例
在下文中，将参考实施例详细描述本发明。然而，根据本发明的实施例可以修改为各种不同的形式，并且本发明的范围不应该被解释为限于下面描述的实施例。提供本发明的实施例是为了向本领域技术人员更充分地描述本发明。
实施例1.
导电聚硅氧烷组合物的制备
向100重量份的初始粘度为6,000cP(使用TAInstrument公司的AR-2000，在25℃的温度和10s-1的剪切速率下测量)并含有铂催化剂和硅橡胶的催化剂型液体聚硅氧烷中添加1重量份的碳纳米管并且使用三辊研磨机以1:3.2:10的辊对辊速度比和4巴的压力混合，其中辊磨混合重复三次以制备催化剂型导电橡胶组合物，并向具有6,000cP的初始粘度并含有交联剂和硅橡胶的交联型液体聚硅氧烷中加入1重量份的碳纳米管(基于100重量份的液体聚硅氧烷)，并按照与制备上述催化剂型导电橡胶组合物相同的方式混合，制备交联型导电橡胶组合物。
聚硅氧烷复合材料的制造
将所述催化剂型导电橡胶组合物和所述交联型导电橡胶组合物以1:1的重量比混合，并将混合的导电橡胶组合物在180℃下热处理1小时以固化该组合物，从而制备聚硅氧烷复合材料。
实施例2
除了添加1.5重量份的碳纳米管之外，以与实施例1中相同的方式制造聚硅氧烷复合材料。
实施例3
除了添加2重量份的碳纳米管之外，以与实施例1中相同的方式制造聚硅氧烷复合材料。
实施例4
除了初始粘度为20,000cP之外，以与实施例1中相同的方式制造聚硅氧烷复合材料。
实施例5
除了初始粘度为20,000cP之外，以与实施例3中相同的方式制造聚硅氧烷复合材料。
实施例6
除了初始粘度为38,000cP之外，以与实施例1相同的方式制造聚硅氧烷复合材料。
实施例7
除了初始粘度为38,000cP之外，以与实施例3中相同的方式制造聚硅氧烷复合材料。
对比实施例1
除了不添加碳纳米管之外，以与实施例1中相同的方式制造聚硅氧烷复合材料。
对比实施例2
除了添加10重量份的炭黑代替碳纳米管之外，以与实施例1中相同的方式制造聚硅氧烷复合材料。
对比实施例3
除了添加20重量份的炭黑代替碳纳米管之外，以与实施例1中相同的方式制造聚硅氧烷复合材料。
对比实施例4
除了添加30重量份的炭黑代替碳纳米管之外，以与实施例1中相同的方式制造聚硅氧烷复合材料。
对比实施例5
除了使用初始粘度为500cP的液体聚硅氧烷之外，以与实施例1相同的方式制造聚硅氧烷复合材料。
对比实施例6
除了使用初始粘度为45,000cP的液体聚硅氧烷之外，以与实施例1相同的方式制造聚硅氧烷复合材料。
对比实施例7
除了添加0.4重量份的碳纳米管之外，以与实施例1中相同的方式制造聚硅氧烷复合材料。
对比实施例8
除了添加3重量份的碳纳米管之外，以与实施例1中相同的方式制造聚硅氧烷复合材料。
实验实施例1：粘度变化的测量
测量导电聚硅氧烷组合物的粘度，以确认在上述实施例和对比实施例的制备过程中导电聚硅氧烷组合物的粘度随辊磨混合时间的变化。
粘度(cP)
使用TAInstrument公司的AR-2000在25℃的温度和10s-1的剪切速率下测量粘度。
[表1]
参见表1，当通过辊磨将碳纳米管分散在液体聚硅氧烷中时，粘度随着辊磨的次数逐渐增加，因此可以推断分散均匀良好地进行。
具体地，当比较其中碳纳米管未被控制为0.5重量份至2.5重量份的对比实施例7和8时，在对比实施例7的情况下，碳纳米管的量太少使得导电聚硅氧烷组合物的粘度没有达到80,000cP。在对比实施例8的情况下，碳纳米管的含量过多，使得粘度超过350,000cP，因此与实施例相比，获得至少两倍或更高的粘度值。因此，可以确认应将碳纳米管的含量调节到期望的水平。
实验实施例2：电阻的测量
测量表面电阻和体积电阻以确认实施例和对比实施例中制备的聚硅氧烷复合材料的电阻值。
体积电阻
通过使用Mitsubishi公司的Loresta MCP-T600施加90V的电压并使用4-探针型的探针来测量体积电阻。选择体积电阻选项(ohm cm)以测量样品的前表面和后表面各5次并记录平均值。
表面电阻
通过使用Mitsubishi公司的Loresta MCP-T600施加90V的电压并使用4-探针型的探针来测量表面电阻。选择表面电阻选项(ohm/sq)以测量样品的前表面和后表面各5次并记录平均值。
[表2]
参见表2，在实施例1至7的情形中，由于导电填料是碳纳米管，即使含有0.5重量份至2.5重量份，证实了导电填料具有相当低的体积电阻和表面电阻。在添加炭黑的对比实施例2至4的情形中，即使添加30重量份，证实了获得了比添加1重量份的碳纳米管更差的性能。当添加30重量份的炭黑时，粘度增加至接近1,000,000cP，因此可以预测可能对加工设备造成致命问题。
另外，在对比实施例5的情形中，添加与实施例1中相同量的碳纳米管，但初始粘度低。换句话说，由于Si-O聚合物的链长较短并且聚硅氧烷本身根本没有物理性质，因此导电聚硅氧烷组合物的粘度小于80,000cP。在对比实施例6的情形中，最终导电聚硅氧烷组合物的粘度可以处于适当的水平，但由于体积电阻太大，因此可以确认不能制造期望的水平的产品。
另外，如其中未控制碳纳米管含量的对比实施例7和8所示，在其中添加0.4重量份的碳纳米管的对比实施例7中，粘度未达到期望水平并且体积电阻相当差。在其中添加3重量份碳纳米管的对比实施例8中，体积电阻优异但粘度相当高，因此可以推断可能引起加工性问题。
也就是说，为此目的，当基于100重量份的液体聚硅氧烷，将碳纳米管的含量控制为0.5重量份至2.5重量份，以及液体聚硅氧烷的初始粘度和其中混合碳纳米管的导电聚硅氧烷组合物的粘度得到控制时，可以获得适当水平的粘度，从而可以确认可以提供具有优异加工性和改善的体积电阻和表面电阻的聚硅氧烷复合材料。

Claims (11)

1.一种导电聚硅氧烷组合物，其包含：
催化剂型导电橡胶组合物，所述催化剂型导电橡胶组合物含有100重量份的催化剂型液体聚硅氧烷和0.5重量份至2.5重量份的碳纳米管；和
交联型导电橡胶组合物，所述交联型导电橡胶组合物含有100重量份的交联型液体聚硅氧烷和0.5重量份至2.5重量份的碳纳米管，其中
所述催化剂型液体聚硅氧烷和所述交联型液体聚硅氧烷各自的初始粘度为5,000cP至41,000cP，
所述导电橡胶组合物的平均粘度为80,000cP至350,000cP，
所述液体聚硅氧烷的初始粘度与所述导电橡胶组合物的平均粘度之间的粘度差为70,000至310,000，并且
在25℃的温度和10s-1的剪切速率下测量所述粘度。
2.如权利要求1所述的导电聚硅氧烷组合物，其中，
所述液体聚硅氧烷的初始粘度为5,000cP至40,000cP。
3.如权利要求1所述的导电聚硅氧烷组合物，其中，
所述导电橡胶组合物的平均粘度为100,000cP至350,000cP。
4.如权利要求1所述的导电聚硅氧烷组合物，其中，
所述液体聚硅氧烷的初始粘度与所述导电橡胶组合物的平均粘度之间的粘度差为100,000cP至310,000cP。
5.如权利要求1所述的导电聚硅氧烷组合物，其中，
基于100重量份的液体聚硅氧烷，在所述催化剂型液体聚硅氧烷和所述交联型液体聚硅氧烷中包含的碳纳米管的含量为1重量份至2重量份。
6.如权利要求1所述的导电聚硅氧烷组合物，其中，
所述催化剂型液体聚硅氧烷包含金属催化剂和硅橡胶，以及
所述交联型液体聚硅氧烷包含交联剂和硅橡胶。
7.如权利要求6所述的导电聚硅氧烷组合物，其中，
所述导电聚硅氧烷组合物包含5-95wt％的所述催化剂型导电橡胶组合物和5-95wt％的交联型导电橡胶组合物。
8.如权利要求1所述的导电聚硅氧烷组合物，其中，
所述碳纳米管具有5至100nm的直径，5至10,000的纵横比，并且通过非线性状态的碳纳米管团聚形成次级团聚的碳纳米管，在所述非线性状态的碳纳米管中，石墨层在平行于纤维轴的方向上伸展，并且
所述次级团聚的碳纳米管具有0.1μm以上的直径，5μm以上的长度，以及5以上的长径与短径比。
9.一种导电聚硅氧烷复合材料，其具有固化的根据权利要求1所述的聚硅氧烷组合物。
10.一种制造如权利要求9所述的聚硅氧烷复合材料的方法，所述方法包括：
分别制备催化剂型导电橡胶组合物和交联型导电橡胶组合物，并将其混合：以及
固化混合的组合物。
11.如权利要求10所述的方法，其中
所述催化剂型导电橡胶组合物和所述交联型导电橡胶组合物通过混合液体聚硅氧烷和碳纳米管制备，并且通过辊磨机操作一次至五次来进行所述混合。
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