[发明专利]一种导电橡胶的制备方法

说明书

本发明公开了一种导电橡胶的制备方法。该方法包括如下步骤：将未经硫化的天然橡胶溶于甲苯中，再加入添加剂，搅拌均匀，得到溶液I；将未经氧化处理的碳纳米材料分散于溶剂中，得到溶液Ⅱ；将溶液Ⅱ缓慢加入溶液I中，密闭条件搅拌一定时间，然后非密闭条件继续搅拌一定时间；搅拌完成后固液分离，将固体取出、干燥，然后经硫化处理得到导电橡胶。本发明具有导电填料均匀分散，导电性能良好等优点。

技术领域

本发明属于导电高分子技术领域，特别是涉及一种导电橡胶的制备方法。

背景技术

导电高分子材料主要分为两大类：复合型导电材料及本征型导电材料。复合型导电材料是由高分子和导电剂(导电填料)通过不同的复合工艺而构成的材料。导电填料在基体中的均匀混合是决定此类导电材料导电性能的关键一环。均匀分散的填料能够以较少的填充量即在基体中形成有效的导电网络，体现出较低的渗流阈限。

在以往的研究中，为了将石墨烯或碳纳米管在橡胶中分散均匀，往往采用先将碳纳米材料氧化，将氧化后的填料与橡胶混合，再用还原剂将氧化后的填料还原的方法。

例如中国专利CN103289138B公开了一种高导电橡胶复合材料及其制备方法，首先通过在氧化石墨烯表面镀银制得高导电填料，然后与橡胶水乳液共混使镀银氧化石墨烯以单片层或极少量纳米片层分散在橡胶基体中，然后采用原位热压还原方法将氧化石墨烯还原为石墨烯，形成石墨烯片层包裹着胶乳粒子的网络结构。

然而上述方法步骤繁琐，使用的氧化、还原类试剂对环境有较强的危害性，而且，氧化后再还原的碳系填料并不能充分的恢复其原有的导电性能，使得导电橡胶整体的导电性能受到影响。

综上，本发明开发了一种导电橡胶的制备方法，该方法利用石墨烯或碳纳米管与N-甲基吡咯烷酮(NMP)、甲苯等物质之间的溶解度系数的匹配，将未经氧化处理的本征石墨烯或碳纳米管直接均匀地分散到橡胶填料当中，以制备导电性能良好的导电橡胶材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种导电橡胶的制备方法。本发明具有导电填料均匀分散，导电性能良好等优点。

为了达到上述的目的，本发明采取以下技术方案：

一种导电橡胶的制备方法，包括如下步骤：

(1)将未经硫化的天然橡胶溶于甲苯中，再加入添加剂，搅拌均匀，得到溶液I；

(2)将未经氧化处理的碳纳米材料分散于溶剂中，得到溶液Ⅱ；

(3)将溶液Ⅱ缓慢加入溶液I中，密闭条件搅拌一定时间，然后非密闭条件继续搅拌一定时间；

(4)搅拌完成后固液分离，将固体取出、干燥，然后经硫化处理得到导电橡胶。

进一步地，所述制备方法中，未经硫化的天然橡胶与甲苯的质量比为1：1至1：100。

进一步地，所述制备方法中，所述添加剂为制备天然硫化橡胶的常规硫化添加剂，包括但不限于硫粉、硫化促进剂、硬脂酸、氧化锌。

进一步地，所述制备方法中，步骤(1)的搅拌时间为1小时至24小时。

进一步地，所述制备方法中，所述碳纳米材料包括石墨烯或碳纳米管。

进一步地，所述制备方法中，步骤(2)的溶剂包括NMP或DMF的水溶液，且上述NMP或DMF的水溶液的质量浓度为20％-80％。

进一步地，所述制备方法中，步骤(3)密闭条件搅拌时间为0.5小时至10小时。

进一步地，所述制备方法中，步骤(3)非密闭条件搅拌时间为1小时至10小时。

进一步地，所述制备方法中，步骤(3)非密闭条件搅拌的同时加热，加热温度为30-100℃。