具有高回彈性的導電硅橡膠及其制備方法技術

本發明專利技術涉及一種高回彈性的導電硅橡膠的制備方法。該方法包括將碳納米管或導電炭黑進行改性后作為導電填料，將硅橡膠生膠與改性導電填料混煉、熱處理，再于開煉機上返煉并加入硫化劑和交聯助劑，混勻后，于150～200℃的溫度下模壓硫化成型，二段硫化，制得具有高回彈性的導電硅橡膠；原料質量份為：硅橡膠生膠100份，改性導電填料5～40份，硫化劑0.01～5份，交聯助劑0.01～5份。本發明專利技術制備的具有高回彈性的導電硅橡膠，產品穩定，具有良好的導電性，高的回彈性，低壓縮永久變形，較好的力學性能。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術涉及一種高回彈性的導電硅橡膠的制備方法。該方法包括將碳納米管或導電炭黑進行改性后作為導電填料，將硅橡膠生膠與改性導電填料混煉、熱處理，再于開煉機上返煉并加入硫化劑和交聯助劑，混勻后，于150～200℃的溫度下模壓硫化成型，二段硫化，制得具有高回彈性的導電硅橡膠；原料質量份為：硅橡膠生膠100份，改性導電填料5～40份，硫化劑0.01～5份，交聯助劑0.01～5份。本專利技術制備的具有高回彈性的導電硅橡膠，產品穩定，具有良好的導電性，高的回彈性，低壓縮永久變形，較好的力學性能。【專利說明】
本專利技術屬于硅橡膠
，尤其涉及一種。
技術介紹
隨著科學技術和電子工業的飛速發展，各種電子儀器和設備的使用頻率越來越高，并向空間輻射了大量不同波長和頻率的電磁波，由此帶來的電磁輻射污染已不容忽視。解決電磁輻射造成的干擾與泄漏，主要采用導電化的框體來進行屏蔽，如金屬或導電塑料殼體。但是殼體的通孔和縫隙等部位仍會使電磁波透過，導致屏蔽效果減弱。通常在這些部位使用墊圈或襯墊來屏蔽電磁輻射。因此，對這些墊圈或襯墊有很高的要求，既必須具有良好的導電性能，還必須具有良好的密封性、耐壓性及反應惰性。回彈性能是衡量密封材料性能優劣的一個關鍵指標，體現了密封材料填補密封缺陷和彈性補償的能力，好的密封材料應該具有很好的回彈性。硅橡膠是兼具有機材料和無機材料性能的高分子彈性體，具有許多優異的性能，如耐高低溫、耐輻照、耐紫外、耐候、電絕緣等，因此在電子電氣、航空、航天、機械等領域得到廣泛的應用。中國專利CN1605604分別以鍍銀玻璃粉、鍍銀鎳粉、鍍銀銅粉、鍍銀鋁粉和銀粉為導電填料，制備了高導電橡膠，但導電填料的添加量高達200~600質量份，導致材料的回彈性較差。中國專利CN102604388選用經超臨界CO2改性法改性后的鍍導電金屬顆粒和鍍同種金屬的鍍導電金屬纖維作為導電填料，制備了高導電硅橡膠。導電填料通過此種方法改性后可以減少添加量，但仍然達到110~300份。然而，金屬導電填料需要較高的添加量才能形成導電通路，改性工藝復雜，生產成本高，且制備的導電硅橡膠的力學性能較低，回彈性較差，削弱了其高導電性的優勢。肖建斌等以乙炔炭黑和白炭黑作為填料制備了導電硅橡膠，但導電炭黑在硅橡膠中的分散性較差，導致材料的力學性能較低，彈性較差。參見肖建斌等，“導電硅橡膠配方的優化設計”，特種橡膠制品，第23卷第2期。
技術實現思路
針對現有技術的不足，本專利技術提供一種。尤其是一種具有高回彈性、低壓縮永久變形性的導電硅橡膠及其制備方法。本專利技術的技術方案如下:一種具有高 回彈性的導電硅橡膠，該導電硅橡膠是在硅橡膠中添加改性導電填料制備而成，其原料質量份組成如下:硅橡膠生膠100份，改性導電填料5~40份，硫化劑0.01~5份，交聯助劑0.01~5份；所述改性導電填料是改性碳納米管、改性導電炭黑之一或組合，是按以下方法制備的:將碳納米管或導電炭黑干燥后超聲分散于溶劑中，加入改性劑，超聲、攪拌條件下反應30-150min ;濾除溶劑后真空干燥制得；所述的改性劑占碳納米管或導電炭黑的質量比為0.8~20%。所述的改性劑為表面活性劑、聚硅氧烷和硅烷偶聯劑。根據本專利技術，優選的，所述改性導電填料制備過程中使用的溶劑選自甲醇、乙醇或甲苯。 根據本專利技術優選的，所述的改性劑為三甲基三苯基環三硅氧烷或二甲基十八烷基氯化銨。根據本專利技術優選的，所述的改性劑占導電填料的質量比為I~12%。根據本專利技術，優選的，所述碳納米管的長度為2~30 μ m、管徑為2~60nm、比表面積為10~1000m2/g ;所述導電炭黑的粒徑為5~60nm、比表面積為200~2000m2/g。進一步優選的，所述導電炭黑是比表面積為1400m2/g的導電炭黑。根據本專利技術優選的，所述的硫化劑為有機過氧化物型硫化劑，選自:2，5_ 二甲基-2，5- 二叔丁基過氧化己烷，過氧化二異丙苯，過氧化苯甲酰，2，4- 二氯過氧化苯甲酰，過氧化二叔丁基或過氧化苯甲酸叔丁酯；根據本專利技術優選的，所述的交聯助劑為多乙烯基有機化合物，選自:二烯丙基異氰酸尿酸酯、三烯丙基異氰酸尿酸酯、均苯四甲酸四烯丙酯或N，N' —間苯撐雙馬來酰亞胺和三聚氰酸三烯丙酯；根據本專利技術，優選的，所述的硅橡膠生膠選自甲基乙烯基硅橡膠、二甲基硅橡膠、甲基乙烯基二氣丙基娃橡I父、甲基乙烯基苯基娃橡膠。根據本專利技術優選的，具有高回彈性的導電硅橡膠，原料質量份組成如下:硅橡膠生膠為100份，改性導電填料為5~20份，硫化劑為0.1~2份，交聯助劑為0.1~2份。進一步優選的，具有高回彈性的導電硅橡膠，原料質量份組成如下:硅橡膠生膠為100份，導電填料為8~15份，硫化劑為0.5~1份，交聯助劑為0.5~1.5份。本專利技術最優選的一個方案是:具有高回彈性的導電硅橡膠，原料質量份組成如下:硅橡膠生膠為100份，導電填料為用二甲基十八烷基氯化銨改性碳納米管8份，硫化劑為2，5- 二甲基-2，5- 二叔丁基過氧化己烷1份，交聯助劑為N，N' —間苯撐雙馬來酰亞胺0.5份。該組成的產品綜合性能最好。根據本專利技術，一種高回彈性的導電硅橡膠的制備方法，包括步驟如下:( I)制備改性導電填料:將碳納米管或導電炭黑在100-110°C下干燥10_12h，然后置于溶劑中，超聲10~30min后邊攪拌邊滴加改性劑，超聲30~150min，過濾，除去溶劑，然后將固體產物置于真空干燥箱中，于40~60°C,干燥8~12h,得改性導電填料。(2)導電硅橡膠的制備:按配比，將硅橡膠生膠與上述改性導電填料在哈克轉矩流變儀中混煉均勻后于100~180°C的條件下熱處理20~lOOmin，冷卻至室溫，于開煉機上返煉并依次加入硫化劑和交聯助劑，混合均勻后，于150~200°C的溫度下模壓硫化成型，最后在150~200°C溫度下二段硫化后，制得具有高回彈性的導電硅橡膠。本專利技術通過對導電填料進行表面改性、優化原料復配，以增強導電填料與硅橡膠的相互作用；成功地實現了導電硅橡膠材料的回彈性、導電性和穩定性的提高，開發一種制備工藝簡單且性能優異的高回彈性的導電硅橡膠，具有廣闊的應用前景。與現有技術相比，本專利技術的有益效果:1、本專利技術所述的制備方法，制備工藝簡單，材料比重小，成本低廉，易規模化生產，所得高回彈性的導電硅橡膠產品易于成型，并可以根據不同的密封結構需要來進一步加工制備相應的S封制品。2.本專利技術制備的具有高回彈性的導電硅橡膠，產品穩定，具有良好的導電性能，高的回彈性，低壓縮永久變形，較好的力學性能；其體積電阻率< 3Ω.cm ;拉伸強度> 4MPa，恒定壓縮永久變形< 10%，回彈率> 65%。【具體實施方式】下面結合實施例對本專利技術的技術方案做進一步闡述，但本專利技術所保護范圍不限于此。所述實施例中按GB/T2439-2001測體積電阻并計算體積電阻率；拉伸強度和扯斷伸長率的檢測方法 采用GB/T528-2009 ;硬度的檢測方法采用GB/T531.1-2008 ;恒定壓縮永久變形的檢測方法采用GB/T1683-1981 ;回彈率的檢測方法采用GB/T1681-2009。實施例中所用的碳納米管是多壁碳納米管，型號為L-MWNT-4060，深圳納米港有本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種具有高回彈性的導電硅橡膠，該導電硅橡膠是在硅橡膠中添加改性導電填料制備而成，其原料質量份組成如下：硅橡膠生膠100份，改性導電填料5～40份，硫化劑0.01～5份，交聯助劑0.01～5份；?所述改性導電填料是改性碳納米管、改性導電炭黑之一或組合，是按以下方法制備的：?將碳納米管或導電炭黑干燥后超聲分散于溶劑中，加入改性劑，超聲、攪拌條件下反應30?150min；濾除溶劑后真空干燥制得；?所述的改性劑占碳納米管或導電炭黑的質量比為0.8～20%。?所述的改性劑為表面活性劑、聚硅氧烷和硅烷偶聯劑。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張潔，李玉玲，馬德鵬，馮圣玉，張長橋，
申請(專利權)人：山東大學，
類型：發明
國別省市：山東;37