[发明专利]导电橡胶及其制备方法

说明书

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。

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。