[发明专利]一种高性能导电橡胶及其制备方法

说明书

本发明提供的一种高性能导电橡胶及其制备方法，其由三元乙丙橡胶、硫磺、氧化锌、导电剂、功能助剂、着色剂、阻燃剂、促进剂和防老剂组成，其中，导电剂为纳米四氧化三铁/聚苯胺复合微粒，功能助剂为改性碳纳米管。从而聚苯胺与改性碳纳米管均具有优异的导电性和纳米结构四氧化三铁的磁性相结合，可使导电橡胶同时具备电损耗和磁损耗。

技术领域

本发明涉及橡胶技术领域，具体地说，是一种高性能导电橡胶及其制备方法。

背景技术

近年来，随着电子工业和信息技术的迅速发展，电磁干扰、静电等问题已经给人们的日常生活和工业生产带来了很大的影响。导电橡胶属于复合型导电高分子材料的一种，是指高分子材料本身不具有导电性，但在加工成型时通过加入导电填料，使制品具有导电性。导电橡胶由于其良好的导电性能、延展性能和耐腐蚀性能在抗电磁干扰以及导静电领域得到了广泛应用。由于电子元件的小型化、微型化及印刷电路板的高密度化和高度集成化的迅速发展，对导电橡胶提出了新的要求。

在发明专利申请号CN200610124383.9的专利中介绍了一种应用于包装材料、抗电磁干扰材料以及电子电器用的导电屏蔽场合键盘按钮、中空蓄电池外壳以及抗静电材料领域导电塑胶材料，其由导电碳黑、金属粉末和导电高分子组成的导电物质、塑胶树脂％、填料以及助剂组成，其具有良好的导电性能及力学性能可以代替金属材料使用，然而，其导电材料导电炭黑和金属粉末不能与基体很好的相容从而影响其使用性能。在发明专利申请号CN201510689001.6的专利中介绍了一种导电橡胶组合物和导电橡胶及其制备方法，其由基胶、活化剂、硫化剂和硫化促进剂组成，所述基胶为选自石墨烯改性环氧化异戊橡胶和/或石墨烯改性环氧化顺丁橡胶的石墨烯改性环氧化橡胶，其具有较高的导电性能，然而，石墨烯的大量使用势必增加材料的成本，同时在制备中使用浓硫酸等危化品不符合环保要求，也容易引起安全事故。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种高性能导电橡胶及其制备方法，针对现有技术的不足，其阻燃和导电性能优异，提高导电橡胶电磁屏蔽性能和力学性能。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为一种高性能导电橡胶由三元乙丙橡胶、硫磺、氧化锌、导电剂、功能助剂、着色剂、阻燃剂、促进剂和防老剂组成，其中，导电剂为纳米四氧化三铁/聚苯胺复合微粒，功能助剂为改性碳纳米管。

所述高性能导电橡胶的材料成分组成按重量份计为：80-120份的三元乙丙橡胶、0.3-1.5份的硫磺、0.8-7份的氧化锌、1-10份的导电剂、0.2-3份的功能助剂、3-15份的阻燃剂、0.3-2份的促进剂和0.2-3份的防老剂。

优选地，所述防老剂选自6PPD、D、MBC和MB中的一种或两种以上混合。

优选地，所述促进剂为二甲基二硫代氨基甲酸锌(ZDMC)、二硫化四甲基秋兰姆(TMTM)和二硫化四甲基秋兰姆(TMTD)中的一种或两种以上混合。

优选地，所述阻燃剂为超微无水硼酸锌、超微活性氢氧化铝和超微活性氢氧化镁中的一种或两种以上混合。

一种高性能导电橡胶的制备方法，包括步骤：

S100设置哈克流变仪的起始温度40-60℃，转速为40-50r/min，排胶温度为85-95℃，将三元乙丙橡胶加入到哈克流变仪中；

S200待转矩平稳后，加入硫磺、氧化锌、促进剂、阻燃剂、防老剂、功能助剂以及导电剂，胶料温度达到105-120℃时排出胶料；

S300将在哈克流变仪中混炼好的胶料在开炼机上进一步的混炼均匀，左右打三角包三次，薄通五次后，下胶，混炼胶在室温下停放8-24h后，在平板硫化机上硫化得到高性能导电橡胶，硫化压力为10-25MPa，硫化温度160-180℃，硫化时间为100-150s。

根据本发明的一实施例，所述导电剂为聚苯胺包覆纳米四氧化三铁微粒，其制备方法包括步骤：