[发明专利]石墨烯增强抗静电橡胶组合物及其制备方法

说明书

本发明涉及橡胶的技术领域，尤其涉及一种石墨烯增强抗静电橡胶组合物及其制备方法。石墨烯增强抗静电橡胶组合物由材料橡胶、白矿油、石墨烯、碳纳米管、防老剂、硫磺、硫化促进剂制备而成，石墨烯和碳纳米管在体系中相互结合形成了网络结构，可以促进自身的分散，使得体系的力学性能得到显著增强采用两步法混炼方法，通过白油对石墨烯和碳纳米管进行润湿，减少在搅拌过程中的二者的损失；也提高了石墨烯在橡胶基体中的分散性，增强效果更佳，避免了一次混合产生的石墨烯团聚、分散程度不高的缺点。

技术领域

本发明涉及一种石墨烯增强抗静电橡胶，尤其涉及一种石墨烯增强抗静电橡胶组合物及其制备方法。

背景技术

橡胶是电绝缘材料，当其表面受到摩擦时，处于静止状态的电荷积聚而形成导电，当电荷积累到一定的数量，放电轻微时，对人体不构成危害；但是放电达到一定程度时会造成电击。为了在一些特定的场所保证人身和财产安全，必须使用抗静电的橡胶制品。

随着越来越多的领域提出了抗静电要求，特别是电子计算机用途的拓展，静电产生的几率也会相应增加，所以人们的防静电意识越来越强烈。抗静电橡胶既要求具有导除静电的作用，又要防止低压线路泄露所造成的电击事故。目前根据用途的不同，抗静电橡胶主要应用到以下几种场所：

（1）某些容易发生危险的场所，如容易积累静电的路面及交通工具。抗静电橡胶与金属及混凝土地面材料相比较，更能保证工作场所的安全和卫生，抗静电的效果也更好。

（2）易燃、易爆液体的运输途中，容易产生燃烧及爆炸的可能。这种情况下由橡胶制作的输油软管容易起火，这种软管如果具有抗静电性能，就能确保油品运输的安全。

（3）在易燃、易爆场所使用的抗静电传送带，可以解除由于静电火花引起的事故。特别存在于传送带输送化纤产品的场所，可以消除由于化纤被吸附在带电表面所发生的事故。

（4）抗静电胶鞋也是抗静电大宗产品，这一类的抗静电胶鞋可以满足对接触地面的体积电阻率为103~109 Ω cm，此类抗静电胶鞋可以用于医院的手术室，导除由于地面、移动担架、工具车车轮所产生的静电影响。

目前橡胶常用的导电材料主要是导电炭黑、离子型表面活性剂和一些金属粉末。但是这些导电材料都存在自身的一些问题，导电炭黑存在用量偏大，成本昂贵的缺陷；金属粉末添加后会降低橡胶的弹性和柔性；表面活性剂与橡胶的相容性偏差大，会导致快速的迁移和扩散，抗静电性能难以持久。

石墨烯由于其表面原子具有较高的表面能和表面结合能，分散性差且易于形成大的团聚体，在作为橡胶的导电材料时极易发生团聚，从而导致石墨烯在橡胶中分散程度低，进而影响其在导电橡胶中的应用性能。

发明内容

本发明旨在解决上述导电橡胶混炼技术中存在的不足，可以永久性的防静电，不受潮湿环境的影响，提供一种与橡胶基体亲和性强、易于均匀分散的导电填料，在提高材料抗静电性能的同时，提升了材料的耐撕裂、耐磨和耐弯折的性能，并且具有机械强度高等特点。

本发明的目的是：

提供一种高性能的石墨烯增强抗静电橡胶，使用该导电橡胶生产的制品具有优异且持久的抗静电性能；

提供一种石墨烯增强抗静电橡胶的制备方法，通过采用分步混炼的技术路线，克服橡胶对导电填料分散不均的不利影响，最大程度实现碳纳米填料在橡胶基体中充分剥离和均匀分散，保证优异导电性能。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：该种石墨烯增强抗静电橡胶组合物的主要组分如下：

橡胶 75‒100份；

石墨烯 0.1‒10份；

碳纳米管 1‒20份；