[发明专利]一种纳米硒导热绝缘橡胶材料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于天然橡胶材料技术领域，特别涉及一种纳米硒导热绝缘橡胶材料及其制备方法和应用。所述纳米硒导热绝缘橡胶材料由包含由包括以下质量份的组分制成：天然橡胶100份，主促进剂0.5～3份，副促进剂0.5～3份，纳米硒0.5～5份，硫磺0.5～3份，其他助剂1～5份。本发明通过在使用硒代替含锌化合物活化天然橡胶硫化体系并参与天然橡胶交联，形成硒、硫复合交联网络。避免天然橡胶通用活化体系中锌逸散造成的环境污染，同时提升了天然橡胶的导热、绝缘以及物理机械性能。本发明利用点状、线状纳米硒不同的微观结构分别形成了点状和线网状交联结构，其中点状交联结构大幅度提升了天然橡胶的导热、绝缘性能。

技术领域

本发明属于天然橡胶材料技术领域，特别涉及一种纳米硒导热绝缘橡胶材料及其制备方法和应用。

背景技术

天然橡胶(nature rubber)是一种以顺-1,4-聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物，其成分中91％～94％是橡胶烃(顺-1,4-聚异戊二烯)。天然橡胶除以橡胶烃为主外，还含少量蛋白质、水分、树脂酸、糖类和无机盐等，其弹性大、定伸强度高、抗撕裂性和电绝缘性优良、耐磨性和耐旱性良好、加工性佳，常被作为电绝缘体用于劳动保护的绝缘手套、绝缘地毯、电器触摸开关绝缘片、高压线路绝缘子以及汽车上的减震绝缘垫、电线电缆的绝缘护套和国防军工上用的多种绝缘橡胶配件等。此外天然橡胶易于其它材料粘合，在综合性能方面优于多数合成橡胶。

天然橡胶硫化后为交联网络结构，其自由电子难以溢出，具有良好的绝缘性能，但同时自由电子的缺失也导致了其导热性能不佳，在实际使用过程中往往因为热量的聚集而造成天然橡胶材料的热损失和热老化，影响天然橡胶的物理机械性能和使用寿命。目前提高天然橡胶导热性能的方法通常是混入氧化铝、氮化硼等导热填料以在天然橡胶交联网络中形成导热网络，但导热网络的形成有助于自由电子的逸散，往往会导致天然橡胶的绝缘性能和力学性能变差。目前的天然橡胶材料通常难以在导热性能、绝缘性能及力学性能三方面保持同时兼顾。

天然橡胶硫化体系中，氧化锌是重要的硫化活性剂，其作用主要为活化硫化体系、提高胶料的交联密度以及改善硫化胶的耐老化性能。但氧化锌在天然橡胶硫化体系中利用率较低，现行天然橡胶配方中氧化锌的添加量一般为胶料总量的5％，高剂量氧化锌的添加导致天然橡胶制品在使用过程中通过磨耗可将大量锌散布到环境中，对微生物和水生生物造成毒害。现有改进方法为制造纳米氧化锌、采用其他金属氧化物代替氧化锌以及使用功能型锌盐以降低锌含量，但现行方法成本偏高且均没有完全解决锌的污染问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种纳米硒导热绝缘橡胶材料。

本发明的另一目的在于提供一种上述纳米硒导热绝缘橡胶材料的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述纳米硒导热绝缘橡胶材料在制备绝缘橡胶配件领域中的应用。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种纳米硒导热绝缘橡胶材料，由包括以下质量份的组分制成：天然橡胶100份，主促进剂0.5～3份，副促进剂0.5～3份，纳米硒0.5～5份，硫磺0.5～3份，其他助剂1～5份，。

优选的，所述纳米硒导热绝缘橡胶材料，由包括以下质量份的组分制成：天然橡胶100份，主促进剂2份，副促进剂2份，其他助剂1份，纳米硒1～2份，硫磺1份。

优选的，所述天然橡胶为泰国TVR LATEX天然胶乳，其固含量为30％。

优选的，所述主促进剂为二乙基二硫代氨基甲酸锌(EZ)、二丁基二硫代氨基甲酸锌(BZ)、乙基苯基二硫代氨基甲酸锌(PX)和二乙基二硫代氨基甲酸碲(TDEC)中的一种或两种以上，更优选为二乙基二硫代氨基甲酸碲。

优选的，所述副促进剂为2-硫醇基苯并噻唑(M)、二硫化二苯并噻唑(DM)和2-(2,4-二硝基苯基硫代)苯并噻唑(DBM)中的一种或两种以上，更优选为二硫化二苯并噻唑。