專利名稱：竹炭基高導(dǎo)電橡膠的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及了 一種竹炭基高導(dǎo)電橡膠的制備方法，屬于導(dǎo)電高分子復(fù) 合技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
80年代以來，作為高分子材料發(fā)展的一個(gè)新領(lǐng)域,導(dǎo)電聚合物的研究與 開發(fā)已成為功能高分子材料研究的一個(gè)重要方面。導(dǎo)電聚合物材料分為復(fù) 合型導(dǎo)電聚合物和結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電聚合物兩類。而復(fù)合型導(dǎo)電聚合物特別是導(dǎo) 電橡膠由于其制作簡單、經(jīng)濟(jì)、性能長期穩(wěn)定、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，使之受 到大眾的青睞，因此人們對它的研究開發(fā)非常積極。
導(dǎo)電橡膠的導(dǎo)電填料目前有兩種碳系導(dǎo)電填料和金屬系導(dǎo)電填料。 碳系導(dǎo)電填料主要有炭黑、石墨和碳納米管等；金屬系導(dǎo)電填料主要有金 屬粉、金屬氧化物和金屬纖維等。炭黑填充型導(dǎo)電聚合物由于以下三個(gè)原 因被廣泛采用，第一是因?yàn)閷?dǎo)電炭黑價(jià)格較為低廉；第二是因?yàn)樘亢谀芨?據(jù)不同的導(dǎo)電性需求有較大的選擇余地，第三是導(dǎo)電性持久、穩(wěn)定。但是 由于炭黑的導(dǎo)電性能不太良好(電阻率為10-108acm)，因此作為高導(dǎo)電聚 合物的導(dǎo)電填料來說顯然是不適應(yīng)的(高導(dǎo)電材料的電阻率為 1(y3-100Q.cm)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出的是一種復(fù)合型高導(dǎo)電橡膠中的導(dǎo)電填料一竹炭基高導(dǎo)電 橡膠的制備方法。旨在是以竹為起始原材料，通過二步法炭化后得到高導(dǎo)電竹炭，以此高導(dǎo)電竹炭粉為導(dǎo)電填料，以橡膠為基體，添加一定的助劑 后經(jīng)混煉、硫化后制備得到一種新型的復(fù)合型高導(dǎo)電聚合物材料一竹炭基 高導(dǎo)電橡膠。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案其特征是該方法包括如下工藝步驟 一、取原 料，所取的各組分所占的重量:硅橡膠或丁腈橡膠為100份，導(dǎo)電填料竹炭為
30-70份，有機(jī)過氧化物為3-6份，金屬氧化物活性劑為3-8份，促進(jìn)劑為 1-2份，防老劑為2-5份，硅烷偶聯(lián)劑為5-10份，防焦劑為l-2份，硬脂酸 為1份，鄰苯二甲酸二甲酯為15份，硫磺為2份，炭黑為20-40份；制備 工藝取原料生膠硅橡膠或丁腈橡膠及助劑，加入竹炭導(dǎo)電材料，硫化模壓 成型；所述的硅橡膠或丁腈橡膠和竹炭及其它助劑的組合可制備出竹炭基高 導(dǎo)電硅橡膠或竹炭基高導(dǎo)電丁腈橡膠。
所述的有機(jī)過氧化物較佳地為過氧化異丙苯。
所述的金屬氧化物活性劑較佳地為氧化鋅。
所述的促進(jìn)劑較佳地為N, N-二環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(DZ)。 所述的防老劑較佳地為N-苯基-(3-萘胺(防老劑D)。 所述的硅烷偶聯(lián)劑較佳地為乙烯基三甲氧基硅垸。 所述的防焦劑較佳地為N-(環(huán)己基硫代)鄰苯二甲酰亞胺(防焦劑 CTP)，
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)因竹炭是由竹炭化而得到的，竹屬于禾本科多年生
木質(zhì)化植物，富含Na、 K、 Si等離子。竹炭富含多種離子而使它的導(dǎo)電 性能比木炭、炭黑好。竹炭很適合作為高導(dǎo)電橡膠的導(dǎo)電填料。本發(fā)明是 以竹為起始原材料，通過二步法炭化后得到高導(dǎo)電竹炭，以此高導(dǎo)電竹炭 粉為導(dǎo)電填料，以橡膠為基體，添加一定的助劑后經(jīng)混煉、硫化后制備得 到。竹炭在我國主要用于出口，在國內(nèi)有待于進(jìn)一步的開發(fā)利用，因此利用 竹炭作為高導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電材料具有非常廣闊的前景。


附圖1是制備高導(dǎo)電聚合物的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例l:制備高導(dǎo)電硅橡膠，取各原料(重量單位)甲基乙烯基硅橡膠(乙烯基摩爾含量0.13-0.22) 100份，
導(dǎo)電填料用竹炭粉70份，
有機(jī)過氧化物用過氧化異丙苯(DCP)，
硅烷偶聯(lián)劑用乙烯基三甲氧基硅垸8份，
4#白炭黑5份。
制備方法如下
先將硅橡膠生膠在開煉機(jī)上混煉至緊包前輥，加入白炭黑，混煉均勻后 加入竹炭粉，混煉均勻，依次加入偶聯(lián)劑乙烯基三甲氧硅烷及過氧化而異 丙苯，薄通10遍， 一段硫化(135。Cxl5min) , 二段硫化(20(TCx2小時(shí)) 得到導(dǎo)電硅橡膠。其硬度為77 (ShoreA);拉伸強(qiáng)度為5.0MPa;扯段 伸長率250%;體積電阻率0.80^cm。
實(shí)施例2:制備高導(dǎo)電丁腈橡膠，取各原料(重量單位)-
丁腈橡膠生膠100份，
金屬氧化物活性劑用氧化鋅5份，
硬脂酸1份，
竹炭粉50份，
乙炔炭黑20份，
防焦劑用鄰苯二甲酸二丁酯20份，
促進(jìn)劑用N, N-二環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(DZ) 1份，
防老劑用N-苯基-(3-萘胺(防老劑D)l份，
硫磺1.5份。
制備工藝步驟如下
一、 先將丁腈橡膠生膠在開煉機(jī)上混煉3min (開煉機(jī)內(nèi)的前、后輥距 3mm,輥溫:前輥35-45。C，后輥40-50。C)至緊包前輥；
二、 加入硬脂酸、氧化鋅、鄰苯二甲酸二丁酯、N，N-二環(huán)己基-2-苯并 噻唑次磺酰胺(DZ)混煉(前后輥距9mm，輥溫前輥35-45。C，后輥40-5(TC) 4min，使料均勻；
三、 加入乙炔炭黑、竹炭粉、硫磺、N-苯基-(3-萘胺(防老劑D)，調(diào)整 輥距至2mm左右薄通5遍，硫化膠物性(150'Cx20min):體積電阻率為 0.60^cm，拉伸強(qiáng)度10.05MPa,扯斷伸長率543%，扯斷永久變形22%。
權(quán)利要求
1、竹炭基高導(dǎo)電橡膠的制備方法，其特征是該方法包括如下工藝步驟一、取原料工藝，各原料組分所占的重量生膠硅橡膠或丁腈橡膠為100份，導(dǎo)電填料竹炭為30-70份，有機(jī)過氧化物為3-6份，金屬氧化物活性劑為3-8份，促進(jìn)劑為1-2份，防老劑為2-5份，硅烷偶聯(lián)劑為5-10份，防焦劑為1-2份，硬脂酸為1份，鄰苯二甲酸二甲酯為15份，硫磺為2份，炭黑為20-40份；二、制備工藝，所取原料生膠硅橡膠或丁腈橡膠及助劑，加入竹炭導(dǎo)電材料，硫化模壓成型；所述的生膠硅橡膠或丁腈橡膠和竹炭及其它助劑組合可制備出竹炭基高導(dǎo)電硅橡膠或竹炭基高導(dǎo)電丁腈橡膠。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的竹炭基高導(dǎo)電硅橡膠的制備方法，其特征是 所述的竹炭基高導(dǎo)硅電橡膠，其制備方法的工藝步驟如下 一、取原料工藝，所取的各原料組分所占的重量甲基乙烯基硅橡膠，其乙烯基摩爾含量0.13-0.22， 100份， 竹炭粉70份，過氧化異丙苯(DCP) 4份，乙烯基三甲氧基硅垸8份，4#白炭黑5份;二、制備工藝，(1)將甲基乙烯基硅橡膠生膠在開煉機(jī)上捏煉4min至 緊包前輥；開煉機(jī)內(nèi)的前、后輥距3mm，輥溫前輥45-55'C，后輥60-7(TC; (2)然后加入白炭黑，混煉4min,使料均勻；其前、后輥距8mm，輥溫前輥45-55。C，后輥60-7(TC; (3)加入竹炭粉，混煉5min，使料均勻；前、 后輥距8mm，輥溫前輥45-55'C，后輥60-7(TC;(4) 依次加入硅烷偶聯(lián)劑乙烯基三甲氧硅烷及過氧化異丙苯，將前、 后輥距調(diào)整至2mm，薄通10遍；(5) —段硫化i35。Cxi5min， 二段硫化20(TCx2小時(shí)得到導(dǎo)電硅橡膠。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的竹炭基高導(dǎo)電硅橡膠的制備，其特征是所述 的竹炭基高導(dǎo)電丁腈橡膠，其制備方法的工藝步驟如下 一、取原料工藝， 所取各原料組分所占的重量丁腈橡膠生膠100份，氧化鋅5份，硬脂酸i份，竹炭粉50份，乙炔炭黑20份，鄰苯二甲酸二丁酯20份，N, N-二環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(DZ) 1份，N-苯基-p-萘胺1份；二、制備工藝，(1)先將丁腈橡膠生膠在開煉機(jī)上混煉3min至緊包前 輥；開煉機(jī)內(nèi)的前、后輥距3mm,輥溫前輥35-45",后輥40-5CTC; (2) 加入硬脂酸、氧化鋅、鄰苯二甲酸二丁酯、N，N-二環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺 酰胺(DZ)混煉4min，使料均勻，開煉機(jī)內(nèi)的前、后輥距9mm，輥溫前輥 35-45°C，后輥40-5(TC; (3)加入乙炔炭黑、竹炭粉、硫磺、N-苯基-卩-萘 胺，將前、后輥距調(diào)整至2mm，薄通5遍，硫化膠物性150T>20min得到 導(dǎo)電丁腈橡膠。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的竹炭基高導(dǎo)電硅橡膠，其特征是所述的竹炭 粉，其制備工藝a.把毛竹放入炭化爐中，以3-10'C/min的升溫速度升 溫至50(TC、保溫40min制備炭化料；b.第二步炭化以a制備的炭化料為 原料放入炭化釜中，以3-l(TC/min的升溫至90(TC炭化、保溫時(shí)間4h制備 竹炭，體積電阻率5.40xlQ-3^cm。
全文摘要
本發(fā)明是竹炭基高導(dǎo)電橡膠的制備方法，該方法包括如下工藝步驟一、取原料，各原料組分所占的重量硅橡膠或丁腈橡膠為100份，導(dǎo)電填料竹炭為30-70份，有機(jī)過氧化物為3-6份，金屬氧化物活性劑為3-8份，促進(jìn)劑為1-2份，防老劑為2-5份，硅烷偶聯(lián)劑為5-10份，防焦劑為1-2份，硬脂酸為1份，鄰苯二甲酸二甲酯為15份，硫磺為2份，炭黑為20-40份；二、制備工藝取原料生膠及助劑，加入竹炭導(dǎo)電材料，硫化模壓成型；所述的硅橡膠或丁腈橡膠和竹炭及其它助劑組合可制備出竹炭基高導(dǎo)電硅橡膠或竹炭基高導(dǎo)電丁腈橡膠。優(yōu)點(diǎn)導(dǎo)電性能達(dá)到了高導(dǎo)電橡膠要求。利用竹炭作為高導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電材料具有非常廣闊的前景。
文檔編號C08L9/02GK101434747SQ200810244769
公開日2009年5月20日 申請日期2008年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月11日
發(fā)明者周建斌, 張東升, 張齊生 申請人:南京林業(yè)大學(xué);國家林業(yè)局林產(chǎn)工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)院