本發(fā)明涉及導(dǎo)電材料領(lǐng)域，具體涉及一種抗老化導(dǎo)電橡膠及其制備方法。
背景技術(shù)：
以硅橡膠為基材，加入導(dǎo)電填料制備的復(fù)合型導(dǎo)電材料具有耐高溫、耐老化、成型加工性和導(dǎo)電性好的特點，適于制造形狀復(fù)雜、結(jié)構(gòu)細小的導(dǎo)電橡膠制品，可用于制造計算機、移動電話和鍵盤等設(shè)備的導(dǎo)電接觸點，體積電阻率在1ω·cm以下的高導(dǎo)電硅橡膠還可用于航空航天、艦船等的密封系統(tǒng)中，實現(xiàn)電子電氣設(shè)備與環(huán)境調(diào)和、共存的電磁兼容環(huán)境，同時避免重要信息泄露。常用的導(dǎo)電填料主要有炭黑、石墨、碳納米管等碳系材料及金、銀、鎳等金屬粉體。填充金屬粉體雖能獲得極佳的導(dǎo)電性能，但存在成本高、材料密度大等缺點；碳系填料的密度較小，但導(dǎo)電性能有限，一般適合制備體積電阻率在1ω·cm以上的普通導(dǎo)電橡膠。隨著碳納米管技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用頗為廣泛，碳納米管因其密度小、導(dǎo)電性好和耐老化等特點引起了較大關(guān)注，其通過特定的改性，能獲得更好的性能提升，作為橡膠的導(dǎo)電填料，可同時滿足橡膠抗老化、高強度、高導(dǎo)電性的要求，是用以制備高強度高導(dǎo)電橡膠的新型材料。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種抗老化導(dǎo)電橡膠及其制備方法，該種導(dǎo)電橡膠制備簡單方便，生產(chǎn)過程中適當?shù)販p少了薄通次數(shù)及硫化時間，降低了硫化溫度，節(jié)省了生產(chǎn)成本的輸出，且該種成品的導(dǎo)電填料具有抗老化性能好、抗拉強度高、導(dǎo)電性能優(yōu)良的特點，使用壽命長，適宜推廣應(yīng)用。
為了達到上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：
一種抗老化導(dǎo)電橡膠，包括以下按重量份計的原料：硅橡膠50-70份、異戊二烯-丁二烯橡膠20-30份、改性碳納米管15-25份、炭黑n2205-15份、鍍銀玻璃纖維5-15份、二甲基硅油4-8份、氧化鋅6-10份、硫化劑1-5份、防老劑1-3份、促進劑1-3份和紫外線光穩(wěn)定劑1-3份；
所述改性碳納米管通過以下步驟制得：取碳納米管加入到質(zhì)量濃度為8-12％的二甲基甲酰胺溶液中，在38-42℃的溫度條件下浸泡6-8h，浸泡后超聲處理25-35min，之后過濾洗滌，再加入到質(zhì)量濃度為4-8％的硝酸溶液中超聲處理60-80min，過濾洗滌，再加入到質(zhì)量濃度為4-8％的硫酸溶液中超聲處理40-60min，過濾洗滌，再加入到混酸溶液中超聲處理1-2h，最后經(jīng)過濾、洗滌、干燥即得。
進一步地，所述導(dǎo)電橡膠包括以下按重量份計的原料：硅橡膠60份、異戊二烯-丁二烯橡膠25份、改性碳納米管20份、炭黑n22010份、鍍銀玻璃纖維10份、二甲基硅油6份、氧化鋅8份、硫化劑3份、防老劑2份、促進劑2份和紫外線光穩(wěn)定劑2份。
進一步地，所述混酸溶液包括質(zhì)量濃度為2-4％的硫酸和質(zhì)量濃度為2-4％的硝酸。
優(yōu)選地，所述硫化劑為過氧化二異丙苯、1，1-雙(叔丁基過氧基)-3，3，5-三甲基環(huán)己烷或雙(叔丁基過氧異丙基)苯中的一種。
優(yōu)選地，所述防老劑為防老劑4010na、防老劑4020或防老劑rd中的一種。
優(yōu)選地，所述促進劑為促進劑dm、促進劑tmtd或促進劑cz中的一種。
優(yōu)選地，所述紫外線光穩(wěn)定劑為2，4，6-三(2，4-二羥基苯基)-1，3，5-三嗪、2(2-二羥基苯-5-苯甲基)苯并三唑或2，4二羥基二苯甲酮中的一種。
上述的一種抗老化導(dǎo)電橡膠的制備方法，按照以下步驟進行：
(1)按所述重量份配比稱取原料；
(2)將硅橡膠、異戊二烯-丁二烯橡膠、改性碳納米管、炭黑n220、鍍銀玻璃纖維、二甲基硅油、氧化鋅混合輸送至雙輥開煉機上混煉20-30min，薄通4-6次；再將其它剩余原料加入繼續(xù)混煉操作處理15-25min，薄通6-8次后打卷下片；
(3)將下片后的橡膠進行兩段硫化處理即可；
①一段硫化：在平板硫化機上進行，硫化溫度為140-160℃，硫化壓力為11-13mpa，硫化時間為20-30min；
②二段硫化：在鼓風干燥箱中進行，硫化溫度為160-180℃，硫化時間為2-3h。
本發(fā)明具有如下的有益效果：本發(fā)明的導(dǎo)電橡膠通過對生產(chǎn)原料及工藝的改進優(yōu)化，使得成品的導(dǎo)電填料具有抗老化性能好、抗拉強度高、導(dǎo)電性能優(yōu)良的特點，經(jīng)核實檢測，本發(fā)明的導(dǎo)電橡膠的抗拉強度高達22.5mpa，相比現(xiàn)有技術(shù)中導(dǎo)電橡膠的抗拉強度提高了約10mpa以上；該種橡膠扯斷伸長率≥550％，另外，其從最大分型處傳導(dǎo)電在500v時，從橡膠到金屬不大于500kω；并且本發(fā)明的導(dǎo)電橡膠使用壽命長，適宜推廣應(yīng)用；
(1)本發(fā)明的導(dǎo)電橡膠制備簡單方便，采用異戊二烯-丁二烯橡膠代替一部分的昂貴硅橡膠，降低了生產(chǎn)成本，且在生產(chǎn)過程中適當?shù)販p少了薄通次數(shù)及硫化時間，降低了硫化溫度，節(jié)省了生產(chǎn)成本的輸出；
(2)本發(fā)明的導(dǎo)電橡膠采用硅橡膠和異戊二烯-丁二烯橡膠作為橡膠主料，具有穩(wěn)定良好的耐高低溫性、電氣性以及力學性等特點；采用特定改性碳納米管、炭黑n220和鍍銀玻璃纖維作為導(dǎo)電填料，具有耐高溫、耐老化、強度高、導(dǎo)電性能好的特性；協(xié)同硫化劑、防老劑、促進劑和紫外線光穩(wěn)定劑四種功能性外加助劑的作用，使得成品導(dǎo)電橡膠的整體性能進一步地完善及增強，應(yīng)用領(lǐng)域及場合寬泛。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的具體實施方式作進一步描述，以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。
實施例1
一種抗老化導(dǎo)電橡膠，稱取以下原料備用：硅橡膠50kg、異戊二烯-丁二烯橡膠20kg、改性碳納米管15kg、炭黑n2205kg、鍍銀玻璃纖維5kg、二甲基硅油4kg、氧化鋅6kg、硫化劑1kg、防老劑1kg、促進劑1kg和紫外線光穩(wěn)定劑1kg；
上述的改性碳納米管通過以下步驟制得：取15kg碳納米管加入到質(zhì)量濃度為8％的二甲基甲酰胺溶液中，在38℃的溫度條件下浸泡6h，浸泡后超聲處理25min，之后過濾洗滌，再加入到質(zhì)量濃度為4％的硝酸溶液中超聲處理60min，過濾洗滌，再加入到質(zhì)量濃度為4％的硫酸溶液中超聲處理40min，過濾洗滌，再加入到混酸溶液中超聲處理1h，最后經(jīng)過濾、洗滌、干燥即制得本發(fā)明原料所需的改性碳納米管。
其中，上述的混酸溶液由質(zhì)量濃度為2％的硫酸和質(zhì)量濃度為2％的硝酸組成；硫化劑采用過氧化二異丙苯；防老劑采用防老劑4010na；促進劑采用促進劑dm；紫外線光穩(wěn)定劑采用2，4，6-三(2，4-二羥基苯基)-1，3，5-三嗪。
上述的一種抗老化導(dǎo)電橡膠的制備方法，按照以下步驟進行：
(1)先將硅橡膠、異戊二烯-丁二烯橡膠、改性碳納米管、炭黑n220、鍍銀玻璃纖維、二甲基硅油、氧化鋅混合輸送至雙輥開煉機上混煉20-30min，薄通4次；再將其它剩余原料加入繼續(xù)混煉操作處理15min，薄通6次后打卷下片；
(2)最后將下片后的橡膠進行兩段硫化處理即制得本發(fā)明的抗老化導(dǎo)電橡膠；
①一段硫化：在平板硫化機上進行，硫化溫度為140℃，硫化壓力為11mpa，硫化時間為20min；
②二段硫化：在鼓風干燥箱中進行，硫化溫度為160℃，硫化時間為2h。
實施例2
一種抗老化導(dǎo)電橡膠，稱取以下原料備用：硅橡膠60kg、異戊二烯-丁二烯橡膠25kg、改性碳納米管20kg、炭黑n22010kg、鍍銀玻璃纖維10kg、二甲基硅油6kg、氧化鋅8kg、硫化劑3kg、防老劑2kg、促進劑2kg和紫外線光穩(wěn)定劑2kg；
上述的改性碳納米管通過以下步驟制得：取20kg碳納米管加入到質(zhì)量濃度為10％的二甲基甲酰胺溶液中，在40℃的溫度條件下浸泡7h，浸泡后超聲處理30min，之后過濾洗滌，再加入到質(zhì)量濃度為6％的硝酸溶液中超聲處理70min，過濾洗滌，再加入到質(zhì)量濃度為6％的硫酸溶液中超聲處理50min，過濾洗滌，再加入到混酸溶液中超聲處理1.5h，最后經(jīng)過濾、洗滌、干燥即制得本發(fā)明原料所需的改性碳納米管。
其中，上述的混酸溶液由質(zhì)量濃度為3％的硫酸和質(zhì)量濃度為3％的硝酸組成；硫化劑采用1，1-雙(叔丁基過氧基)-3，3，5-三甲基環(huán)己烷；防老劑采用防老劑4020；促進劑采用促進劑tmtd；紫外線光穩(wěn)定劑采用2(2-二羥基苯-5-苯甲基)苯并三唑。
上述的一種抗老化導(dǎo)電橡膠的制備方法，按照以下步驟進行：
(1)先將硅橡膠、異戊二烯-丁二烯橡膠、改性碳納米管、炭黑n220、鍍銀玻璃纖維、二甲基硅油、氧化鋅混合輸送至雙輥開煉機上混煉25min，薄通5次；再將其它剩余原料加入繼續(xù)混煉操作處理20min，薄通7次后打卷下片；
(2)最后將下片后的橡膠進行兩段硫化處理即制得本發(fā)明的抗老化導(dǎo)電橡膠；
①一段硫化：在平板硫化機上進行，硫化溫度為150℃，硫化壓力為12mpa，硫化時間為25min；
②二段硫化：在鼓風干燥箱中進行，硫化溫度為170℃，硫化時間為2.5h。
實施例3
一種抗老化導(dǎo)電橡膠，稱取以下原料備用：硅橡膠70kg、異戊二烯-丁二烯橡膠30kg、改性碳納米管25kg、炭黑n22015kg、鍍銀玻璃纖維15kg、二甲基硅油8kg、氧化鋅10kg、硫化劑5kg、防老劑3kg、促進劑3kg和紫外線光穩(wěn)定劑3kg；
上述的改性碳納米管通過以下步驟制得：取25kg碳納米管加入到質(zhì)量濃度為12％的二甲基甲酰胺溶液中，在42℃的溫度條件下浸泡8h，浸泡后超聲處理35min，之后過濾洗滌，再加入到質(zhì)量濃度為8％的硝酸溶液中超聲處理80min，過濾洗滌，再加入到質(zhì)量濃度為8％的硫酸溶液中超聲處理60min，過濾洗滌，再加入到混酸溶液中超聲處理2h，最后經(jīng)過濾、洗滌、干燥即制得本發(fā)明原料所需的改性碳納米管。
其中，上述的混酸溶液由質(zhì)量濃度為4％的硫酸和質(zhì)量濃度為4％的硝酸組成；硫化劑采用雙(叔丁基過氧異丙基)苯；防老劑采用防老劑rd；促進劑采用促進劑cz；紫外線光穩(wěn)定劑采用2，4二羥基二苯甲酮。
上述的一種抗老化導(dǎo)電橡膠的制備方法，按照以下步驟進行：
(1)先將硅橡膠、異戊二烯-丁二烯橡膠、改性碳納米管、炭黑n220、鍍銀玻璃纖維、二甲基硅油、氧化鋅混合輸送至雙輥開煉機上混煉30min，薄通6次；再將其它剩余原料加入繼續(xù)混煉操作處理25min，薄通8次后打卷下片；
(2)最后將下片后的橡膠進行兩段硫化處理即制得本發(fā)明的抗老化導(dǎo)電橡膠；
①一段硫化：在平板硫化機上進行，硫化溫度為160℃，硫化壓力為13mpa，硫化時間為30min；
②二段硫化：在鼓風干燥箱中進行，硫化溫度為180℃，硫化時間為3h。
實施例4
一種抗老化導(dǎo)電橡膠，稱取以下原料備用：硅橡膠60kg、異戊二烯-丁二烯橡膠25kg、改性碳納米管20kg、炭黑n22010kg、鍍銀玻璃纖維10kg、二甲基硅油6kg、氧化鋅8kg、硫化劑3kg、防老劑2kg、促進劑2kg和紫外線光穩(wěn)定劑2kg；
上述的改性碳納米管通過以下步驟制得：取20kg碳納米管加入到質(zhì)量濃度為8％的二甲基甲酰胺溶液中，在38℃的溫度條件下浸泡8h，浸泡后超聲處理25min，之后過濾洗滌，再加入到質(zhì)量濃度為8％的硝酸溶液中超聲處理60min，過濾洗滌，再加入到質(zhì)量濃度為4％的硫酸溶液中超聲處理60min，過濾洗滌，再加入到混酸溶液中超聲處理1h，最后經(jīng)過濾、洗滌、干燥即制得本發(fā)明原料所需的改性碳納米管。
其中，上述的混酸溶液由質(zhì)量濃度為2％的硫酸和質(zhì)量濃度為4％的硝酸組成；硫化劑采用過氧化二異丙苯；防老劑采用防老劑rd；促進劑采用促進劑dm；紫外線光穩(wěn)定劑采用2，4二羥基二苯甲酮。
上述的一種抗老化導(dǎo)電橡膠的制備方法，按照以下步驟進行：
(1)先將硅橡膠、異戊二烯-丁二烯橡膠、改性碳納米管、炭黑n220、鍍銀玻璃纖維、二甲基硅油、氧化鋅混合輸送至雙輥開煉機上混煉20min，薄通6次；再將其它剩余原料加入繼續(xù)混煉操作處理25min，薄通6次后打卷下片；
(2)最后將下片后的橡膠進行兩段硫化處理即制得本發(fā)明的抗老化導(dǎo)電橡膠；
①一段硫化：在平板硫化機上進行，硫化溫度為140℃，硫化壓力為13mpa，硫化時間為20min；
②二段硫化：在鼓風干燥箱中進行，硫化溫度為180℃，硫化時間為2h。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。