[发明专利]一种导电橡胶材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种导电橡胶材料，由下列重量份的原料制成：硅橡胶60‑80份、导电颗粒2‑10份、导电石墨3‑7份、补强剂10‑20份、碳酸钙2‑10份、硅烷偶联剂15‑20份、阻燃剂10‑15份、乙炔炭黑15‑20份、防老剂8‑12份、晶体纤维素1‑3份、邻苯二甲酸二丁酯3‑5份、二乙基二硫代氨基甲酸锌1‑5份、2‑硫醇基咪唑啉2‑6份、硫化剂3‑5份。本发明采用微晶纤维素与导电颗粒、导电石墨、硅橡胶及乙炔炭黑混合均匀，在真空减压环境下加入硫化剂溶解分散完全，进而在形成的树脂中形成了非常密切和稳定的网络结构（这种网络结构一方面具有很好的阻燃性；另外，密切的网络结构也具有良好的导线性），很好的提高了树脂的粘度和延展性。

技术领域

本发明涉及一种导电橡胶材料及其制备方法，属于导电橡胶材料技术领域。

背景技术

橡胶是具有可逆形变的高弹性聚合物材料，在室温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大形变，除去外力后能恢复原状。橡胶属于完全无定型聚合物，它的玻璃化转变温度低，分子量往往很大，大于几十万，但是现有技术要使橡胶具备理化特性良好，具有很强的耐热、耐水、耐腐蚀、耐老化等方面的特点，那么橡胶产品在生产过程中，其工艺生产技术的要求就比较高，而且橡胶的生产制备方法较为复杂，生产污染严重且制备率较低，20世纪60年代开发的热塑性橡胶，无需化学硫化，而采用热塑性塑料的加工方法成形，橡胶按使用又分为通用型和特种型两类，是绝缘体，不容易导电，但如果沾水或不同的温度的话，有可能变成导体，导电是关于物质内部分子或离子的电子的传导容易情况，橡胶的分子链可以交联，交联后的橡胶受外力作用发生变形时，具有迅速复原的能力，并具有良好的物理力学性能和化学稳定性，橡胶是橡胶工业的基本原料，广泛用于制造轮胎、胶管、胶带、电缆及其他各种橡胶制品，橡胶按原料分为天然橡胶和合成橡胶，按形态分为块状生胶、乳胶、液体橡胶和粉末橡胶，乳胶为橡胶的胶体状水分散体，液体橡胶为橡胶的低聚物，未硫化前一般为粘稠的液体，粉末橡胶是将乳胶加工成粉末状，以利配料和加工制作。导电橡胶通常是指体积电阻在10的9次欧姆厘米以内，由于橡胶是优良的绝缘体，体积电阻大于10的14次左右；而导电炭黑填充的导电橡胶，体积电阻通常可保持在几千欧，现有技术中导电橡胶的配方中使用了单一的乙炔炭黑，其抗拉强度只能达到12Mpa。此外，由于现有技术中导电橡胶的配方在成型后内部结构分散、其结构直接阻碍了材料的导电性。

发明内容

本发明正是针对现有技术存在的不足，提供供一种导电橡胶材料及其制备方法，采用该配方及方法制得的橡胶材料，具有良好的导电性和延展性，且无毒无污染，满足实际使用要求。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：

一种导电橡胶材料，由下列重量份的原料制成：硅橡胶60-80份、导电颗粒2-10份、导电石墨3-7份、补强剂10-20份、碳酸钙2-10份、硅烷偶联剂15-20份、阻燃剂10-15份、乙炔炭黑15-20份、防老剂8-12份、晶体纤维素1-3份、邻苯二甲酸二丁酯3-5份、二乙基二硫代氨基甲酸锌1-5份、2-硫醇基咪唑啉2-6份、硫化剂3-5份。

作为上述技术方案的改进，所述导电颗粒为N-{3-[(4-氨基-7H-吡咯并[2,3-d]嘧啶-5-基)乙炔基]苯基}-3-氯苯甲酰胺颗粒。

作为上述技术方案的改进，所述补强剂为炭黑，所述防老剂为N-苯基-α-苯胺，所述硫化剂为过氧化二异丙苯。

具体地，所述导电橡胶材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤（1）真空减压、溶解分散：将导电颗粒、导电石墨溶于水中，质量浓度为0.3%-0.5%，然后与硅橡胶、硅烷偶联剂、阻燃剂、乙炔炭黑和晶体纤维素混合均匀，在真空减压环境下加入硫化剂溶解分散完全；

步骤（2）真空蒸发、预热压成模：将步骤1得到的混合溶液采用真空旋转蒸发仪在55-65°C下蒸发掉大部分水分，使之成为粘稠状物质，然后倒出加入石蜡预热压成膜并在65-75°C下干燥脱水，得到预成型的符合导电橡胶膜片，迅速冷却至常温；