CN115160793A - 一种高导电复合硅橡胶材料及其制备方法 - Google Patents

一种高导电复合硅橡胶材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高导电复合硅橡胶材料及其制备方法，属于导电硅橡胶技术领域。本发明采用甲基乙烯基硅橡胶30‑80份、导电填料50‑150份、偶联剂0.5‑1份、硫化剂0.2‑2.5份、分散剂2‑5份作为原料，所述导电填料为木炭和导电镍粉的混合物。本发明提供的高导电复合硅橡胶的成本降低50％左右，且导电性能和力学性能优异，并符合环保要求。

Description

一种高导电复合硅橡胶材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及导电硅橡胶技术领域，具体涉及一种高导电复合硅橡胶材料及其制备方法。
背景技术
高导电硅橡胶是在硅橡胶中填充各种导电填料使其具有导电性且体积电阻率为1*10-5～1Ω·cm的复合材料。常用的导电填料主要有炭黑、石墨、碳纤维、碳纳米管等碳系材料及金、银、镍等金属粉体。其中炭黑是碳系材料的代表物，近年来国内外对炭黑作为导电填料进行了深入系统的研究。炭黑只适合制备体积电阻率在1Ω·cm以上的普通导电橡胶，而填充金属粉末及镀金粉末，如镀银玻璃微珠、镀银铜粉、镀银镍粉以及镀镍石墨虽能获得极佳的导电性能，但存在成本高、材料综合性能较差等问题。
近年来关于木炭的特性及作为新型功能材料的研究开发十分活跃。木炭比表面积较大，吸附性好，可用于制备吸附材料、环境净化材料以及土壤改良剂等。尤其是木炭具有较高的导电性，以其为导电功能单元制备电磁屏蔽材料、抗静电材料、电热材料等的研究尤为引人关注。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种从成本低，且导电性和力学性能均优异的复合硅橡胶材料及其制备方法。
本发明的第一个目的是提供一种高导电复合硅橡胶材料，由如下组分经混合、固化得到：甲基乙烯基硅橡胶30-80份、导电填料50-150份、偶联剂0.5-1份、硫化剂0.2-2.5份、分散剂2-5份。
优选地，所述分散剂为聚羧酸钠盐型分散剂，购买自南通永乐化工有限公司。
优选地，所述导电填料为木炭和导电镍粉，所述木炭和导电镍粉的质量比为1-2：1，进一步优选地，所述木炭的粒径大于或小于所述导电镍粉的粒径。
优选地，所述导电填料的粒径≤100nm。
优选地，所述木炭为柳杉炭、泡桐炭、铁杉炭、红橡木炭和相思木炭中的至少一种。
优选地，所述木炭的制备方法是将预先在500-600℃下炭化的木粉浸渍于金属催化剂中，干燥后再在900-1500℃下炭化。
优选地，所述金属催化剂为镍基催化剂、铁基催化剂或金属铝粉。
优选地，所述镍基催化剂为氧化镍，所述铁基催化剂为氧化铁。进一步地，氧化镍由纯镍粉在空气气氛下，利用管式炉在800℃温度下烧制获得；氧化铁由国药集团化学试剂有限公司提供，试验时，将催化剂研磨成粉后与物料样品充分混合。
优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
优选地，所述硫化剂为2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧化)己烷(BPDH)，购买自天门市万泰科技有限公司。
本发明的第二个目的是提供高导电复合硅橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取原料：按照配方比例称取各种物料，分别放置到容器中，备用；
(2)初炼：将甲基乙烯基硅橡胶全部投入到密炼机，启动密炼机，密炼2-5min；
(3)混炼：将导电填料、偶联剂及分散剂分批全部投入到密炼机，混炼40～60min；
(4)加硫：将硫化剂全部投入到密炼机中继续混炼15～20分钟；
(5)将密炼机的物料倒出，即得成品。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明采用纳米级的木炭作为导电填料，易于混合，纳米级木炭粒子和导电镍粉粒子之间几乎不存在空隙，粒子之间紧密度高，能够显著降低导电硅橡胶的电阻，增强其导电性能。本发明采用两种不同粒径的导电填料，小粒径的导电填料粒子能够填充大粒径的导电填料粒子之间的空隙，增强了导电填料粒子之间的紧密程度，从而降低电阻。本发明采用金属催化剂浸渍木粉原料，可有效提高木炭的导电性。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例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的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
下述实施例中所述试验方法或测试方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述原料和助剂，如无特殊说明，均从常规商业途径获得，或以常规方法制备。
实施例1
一种高导电复合硅橡胶材料的制备方法，具体步骤如下：
(1)称取原料：按照配方比例称取各种物料，分别放置到容器中，备用；
(2)初炼：将甲基乙烯基硅橡胶30份全部投入到密炼机，启动密炼机，密炼2min；
(3)混炼：将粒径30nm的柳杉炭35份和粒径50nm的导电镍粉35份，以及硅烷偶联剂KH560 0.5份、聚羧酸钠盐型分散剂2份分批投入到密炼机，混炼40min；
(4)加硫：将2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧化)己烷硫化剂0.5份投入到密炼机中，继续混炼20min；
(5)将密炼机的物料倒出，即得成品。
所述柳杉炭的制备方法如下：利用3年生以上的柳杉加工剩余物为原料，通过干馏的方法生产，干馏温度为400℃，干馏时间为30min，得到第一次炭化后的物料，再将第一次炭化后的物料以1:3的比例浸渍于金属铝粉中，干燥后再将其在800℃的高温下进行第二次炭化，所述第二次炭化的时间为20min，得到可供使用的柳杉炭。
实施例2
一种高导电复合硅橡胶材料的制备方法，具体步骤如下：
(1)称取原料：按照配方比例称取各种物料，分别放置到容器中，备用；
(2)初炼：将甲基乙烯基硅橡胶80份全部投入到密炼机，启动密炼机，密炼5min；
(3)混炼：将粒径50nm的泡桐炭70份和粒径80nm的导电镍粉50份，以及硅烷偶联剂KH560 1份、聚羧酸钠盐型分散剂3份分批投入到密炼机，混炼50min；
(4)加硫：将2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧化)己烷硫化剂1.5份投入到密炼机中，继续混炼18min；
(5)将密炼机的物料倒出，即得成品。
所述泡桐炭的制备方法如下：利用3年生以上的泡桐加工剩余物为原料，通过干馏的方法生产，干馏温度为500℃，干馏时间为50min，得到第一次炭化后的物料，再将第一次炭化后的物料以1:5的比例浸渍于氧化镍粉中，干燥后再将其在800℃的高温下进行第二次炭化，所述第二次炭化的时间为30min，得到可供使用的泡桐炭。
实施例3
一种高导电复合硅橡胶材料的制备方法，具体步骤如下：
(1)称取原料：按照配方比例称取各种物料，分别放置到容器中，备用；
(2)初炼：将甲基乙烯基硅橡胶50份全部投入到密炼机，启动密炼机，密炼3min；
(3)混炼：将粒径70nm的红橡木炭120份和粒径20nm的导电镍粉60份，以及硅烷偶联剂KH560 1份、聚羧酸钠盐型分散剂4份分批投入到密炼机，混炼60min；
(4)加硫：将2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧化)己烷硫化剂1.6份投入到密炼机中，继续混炼20min；
(5)将密炼机的物料倒出，即得成品。
所述红橡木炭的制备方法如下：利用3年生以上的红橡木加工剩余物为原料，通过干馏的方法生产，干馏温度为450℃，干馏时间为35min，得到第一次炭化后的物料，再将第一次炭化后的物料以1:4的比例浸渍于氧化铁粉中，干燥后再将其在900℃的高温下进行第二次炭化，所述第二次炭化的时间为25min，得到可供使用的红橡木炭。
对比例1
本对比例1与实施例1的区别在于不含木炭。
对比例2
本对比例2与实施例1的区别在于所述木炭未经金属催化剂催化。
测试及性能分析
对实施例1-3和对比例1-2的高导电硅橡胶分别进行拉伸强度、断裂伸长率和体积电阻率效能测试，测试条件相同，拉伸性能按GB/T 528-1998测定，体积电阻率按GB/T2439-2001测定，测试结果参见下表。
Figure BDA0003800014050000041
Figure BDA0003800014050000051
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高导电复合硅橡胶材料，其特征在于，由如下重量份组分制备而成：甲基乙烯基硅橡胶30-80份、导电填料50-150份、偶联剂0.5-1份、硫化剂0.2-2.5份、分散剂2-5份。
2.根据权利要求1所述的高导电复合硅橡胶材料，其特征在于，所述导电填料是由木炭和导电镍粉混合而成，所述木炭和导电镍粉的质量比为1-2：1。
3.根据权利要求2所述的高导电复合硅橡胶材料，其特征在于，所述导电填料的粒径≤100nm。
4.根据权利要求2所述的高导电复合硅橡胶材料，其特征在于，所述木炭为柳杉炭、泡桐炭、铁杉炭、红橡木炭和相思木炭中的至少一种。
5.根据权利要求2所述的高导电复合硅橡胶材料，其特征在于，所述木炭的制备方法是将预先在500-600℃下炭化的木粉浸渍于金属催化剂中，干燥后再在900-1500℃下炭化。
6.根据权利要求5所述的高导电复合硅橡胶材料，其特征在于，所述金属催化剂为镍基催化剂、铁基催化剂或金属铝粉。
7.根据权利要求6所述的高导电复合硅橡胶材料，其特征在于，所述镍基催化剂为氧化镍，所述铁基催化剂为氧化铁。
8.根据权利要求1所述的高导电复合硅橡胶材料，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
9.根据权利要求1所述的高导电复合硅橡胶材料，其特征在于，所述硫化剂为2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧化)己烷。
10.根据权利要求1-9任一项所述的高导电复合硅橡胶材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)称取原料：按照配方比例称取各种物料，分别放置到容器中，备用；
(2)初炼：将甲基乙烯基硅橡胶全部投入到密炼机，启动密炼机，密炼2-5min；
(3)混炼：将导电填料、偶联剂及分散剂分次全部投入到密炼机，混炼40～60min；
(4)加硫：将硫化剂全部投入到密炼机中，继续混炼15～20分钟；
(5)将密炼机的物料倒出，即得成品。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101264879A (zh) * 2008-04-22 2008-09-17 东南大学 一种生物质导电炭的制取方法
CN107141809A (zh) * 2017-05-18 2017-09-08 东莞市天桉硅胶科技有限公司 低电阻导电硅橡胶及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101264879A (zh) * 2008-04-22 2008-09-17 东南大学 一种生物质导电炭的制取方法
CN107141809A (zh) * 2017-05-18 2017-09-08 东莞市天桉硅胶科技有限公司 低电阻导电硅橡胶及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王林;张利;肖潇;: "导电填料在导电硅橡胶中的应用进展", 科技资讯, no. 18 *
雷海军, 宫文峰, 武晶, 王曼丽, 郑元锁: "金属填料对高导电硅橡胶性能的影响", 橡胶工业, no. 11 *

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