一種橡膠粒子鍍銀復(fù)合導(dǎo)電硅橡膠的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種橡膠粒子鍍銀復(fù)合導(dǎo)電硅橡膠的制備方法，屬于高分子材料制備技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明首先將丙烯酸乳液與甲基丙烯酸甲酯混合加熱后，滴加硝酸銀溶液，過濾，制備鍍銀橡膠顆粒，再將其與無水乙醇，冰醋酸等物質(zhì)混合，超聲分散，制備得偶聯(lián)改性鍍銀橡膠顆粒，接著將其與硅橡膠顆?；旌厦軣捄?，再與N,N’?間苯撐雙馬來酰亞胺混合，進(jìn)行硫化，即可制備得橡膠粒子鍍銀復(fù)合導(dǎo)電硅橡膠。本發(fā)明制備的本發(fā)明制備的導(dǎo)電硅橡膠導(dǎo)電性好，其體積電阻率小于45Ω·cm；且分散性能好，不易氧化。
【專利說明】
一種橡膠粒子鍍銀復(fù)合導(dǎo)電硅橡膠的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種橡膠粒子鍍銀復(fù)合導(dǎo)電硅橡膠的制備方法，屬于高分子材料制備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]導(dǎo)電橡膠作為復(fù)合導(dǎo)電高分子材料中的一種，是以橡膠彈性體為基體加上導(dǎo)電填料制成，既保留了基體橡膠的彈性，又具有導(dǎo)電填料的導(dǎo)電性，由于材料可以在很大范圍內(nèi)根據(jù)使用要求調(diào)節(jié)材料的電學(xué)和力學(xué)性能，質(zhì)量輕、易加工成型、成本低、技術(shù)成熟等優(yōu)點，近些年得到了迅速發(fā)展，已成為一種新型功能材料，廣泛應(yīng)用于航天、飛機(jī)制造和機(jī)械制造業(yè)、醫(yī)學(xué)、電氣及電子工業(yè)。
[0003]在目前的研究中，導(dǎo)電硅橡膠的制備主要采用加入導(dǎo)電填料的方法，導(dǎo)電填料主要有碳系和金屬系兩種，碳系導(dǎo)電填充材料包括炭黑、碳纖維、石墨粉、石墨纖維、碳納米管納米石墨微片、石墨烯等;金屬導(dǎo)電填充材料主要有金屬微粉和金屬纖維，無論是碳系還是金屬系，在這些導(dǎo)電填充材料中，如果其粒徑不能達(dá)到納米級，則需要很高的填充量才能夠達(dá)到導(dǎo)電硅橡膠的逾滲閾值，導(dǎo)致復(fù)合材料密度高、成本高、性能低、加工困難;納米級的導(dǎo)電填充材料可以極大的降低復(fù)合材料的逾滲閾值，但是由于納米級導(dǎo)電填料比表面積大，在使用過程中極易團(tuán)聚，很難在導(dǎo)電硅橡膠中達(dá)到高度分散，最終依然需要很高的填充量，特別是納米級金屬顆粒，表面原子具有極高的化學(xué)活性，在熱和氧的作用下，極易氧化，從而失去導(dǎo)電性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題:針對導(dǎo)電硅橡膠中導(dǎo)電填料其粒徑不能達(dá)到納米級，會導(dǎo)致材料密度高，性能低，而達(dá)到納米級，則材料易團(tuán)聚，且極易氧化，失去導(dǎo)電性的問題，提供了一種首先將丙烯酸乳液與甲基丙烯酸甲酯混合加熱后，滴加硝酸銀溶液，過濾，制備鍍銀橡膠顆粒，再將其與無水乙醇，冰醋酸等物質(zhì)混合，超聲分散，制備得偶聯(lián)改性鍍銀橡膠顆粒，接著將其與硅橡膠顆?；旌厦軣捄?，再與N，N’_間苯撐雙馬來酰亞胺混合，進(jìn)行硫化，即可制備得橡膠粒子鍍銀復(fù)合導(dǎo)電硅橡膠的方法，本發(fā)明制備的導(dǎo)電硅橡膠導(dǎo)電性好，力學(xué)性能優(yōu)異。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案是:
(1)按重量份數(shù)計，分別稱量45?65份去離子水、22?32份丙烯酸乳液、5?10份甲基丙烯酸甲酯、3?5份納米銅粉、2?3份十二烷基苯磺酸鈉、I?2份過硫酸鉀和2?3份碳酸氫鈉置于三口燒瓶中，對其通氮氣排除空氣，隨后在氮氣保護(hù)下，將三口燒瓶置于55?60 0C下水浴加熱3?5h;
(2)待水浴加熱完成后，靜置冷卻至室溫，對三口燒瓶滴加丙烯酸乳液質(zhì)量相同的lmol/L硝酸銀溶液，控制滴加時間為10?15min，待滴加完成后，真空抽濾并收集濾餅，在80?100°C下干燥6?Sh，隨后碾磨，制備得鍍銀橡膠顆粒； (3)按重量份數(shù)計，分別稱量30?50份無水乙醇、10?15份冰醋酸、5?10份γ-氨丙基三乙氧基硅烷和35?45份上述制備的鍍銀橡膠顆粒置于燒杯中，在200?300W下超聲分散處理10?15min，隨后旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至干，碾磨，制備得偶聯(lián)改性鍍銀橡膠顆粒；
(4)按質(zhì)量比1:8，將上述制備的偶聯(lián)改性鍍銀橡膠顆粒與硅橡膠顆粒攪拌混合，制備得混合橡膠料，再在50?lOOr/min下，將混合橡膠料置于密煉機(jī)中，控制密煉機(jī)溫度為110?120°C，待密煉1min后，取出并靜置冷卻至室溫，制備得導(dǎo)電橡膠生膠；
(5)按質(zhì)量比1:2000，將N，N’_間苯撐雙馬來酰亞胺與導(dǎo)電橡膠生膠混合后，置于雙螺桿擠出機(jī)中，對其擠出硫化處理，控制擠出機(jī)機(jī)頭溫度為90?100°C，螺桿溫度為70?80°C，機(jī)頭壓力為15?20MPa，待擠出硫化完成后，對其切割造粒并靜置冷卻至室溫，即可制備得一種橡膠粒子鍍銀復(fù)合導(dǎo)電硅橡膠。
[0006]本發(fā)明制備的橡膠粒子鍍銀復(fù)合導(dǎo)電硅橡膠抗張強度高于lOMPa，撕裂強度為38N/mm，體積電阻率小于45 Ω.cm，極限氧指數(shù)大于37%，瞬時回彈性能高于65%。
[0007]本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是:
(1)本發(fā)明制備的導(dǎo)電硅橡膠導(dǎo)電性好，其體積電阻率小于45Ω.cm；
(2)本發(fā)明制備的橡膠粒子鍍銀復(fù)合導(dǎo)電硅橡膠分散性能好，不易氧化；
(2)制備步驟簡單，所需成本低。
【具體實施方式】
[0008]首先按重量份數(shù)計，分別稱量45?65份去離子水、22?32份丙烯酸乳液、5?10份甲基丙烯酸甲酯、3?5份納米銅粉、2?3份十二烷基苯磺酸鈉、I?2份過硫酸鉀和2?3份碳酸氫鈉置于三口燒瓶中，對其通氮氣排除空氣，隨后在氮氣保護(hù)下，將三口燒瓶置于55?60°C下水浴加熱3?5h;待水浴加熱完成后，靜置冷卻至室溫，對三口燒瓶滴加丙烯酸乳液質(zhì)量相同的lmol/L硝酸銀溶液，控制滴加時間為10?15min，待滴加完成后，真空抽濾并收集濾餅，在80?100°C下干燥6?Sh，隨后碾磨，制備得鍍銀橡膠顆粒;再按重量份數(shù)計，分別稱量30?50份無水乙醇、10?15份冰醋酸、5?10份γ-氨丙基三乙氧基硅烷和35?45份上述制備的鍍銀橡膠顆粒置于燒杯中，在200?300W下超聲分散處理10?15min，隨后旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至干，碾磨，制備得偶聯(lián)改性鍍銀橡膠顆粒;接著按質(zhì)量比1:8，將上述制備的偶聯(lián)改性鍍銀橡膠顆粒與娃橡膠顆粒攪拌混合，制備得混合橡膠料，再在50?100r/min下，將混合橡膠料置于密煉機(jī)中，控制密煉機(jī)溫度為110?120°C，待密煉1min后，取出并靜置冷卻至室溫，制備得導(dǎo)電橡膠生膠;最后按質(zhì)量比1:2000，將N，N’_間苯撐雙馬來酰亞胺與導(dǎo)電橡膠生膠混合后，置于雙螺桿擠出機(jī)中，對其擠出硫化處理，控制擠出機(jī)機(jī)頭溫度為90?100°C，螺桿溫度為70?80°C，機(jī)頭壓力為15?20MPa，待擠出硫化完成后，對其切割造粒并靜置冷卻至室溫，即可制備得一種橡膠粒子鍍銀復(fù)合導(dǎo)電硅橡膠。
[0009]實例I
首先按重量份數(shù)計，分別稱量65份去離子水、22份丙烯酸乳液、5份甲基丙烯酸甲酯、3份納米銅粉、2份十二烷基苯磺酸鈉、I份過硫酸鉀和2份碳酸氫鈉置于三口燒瓶中，對其通氮氣排除空氣，隨后在氮氣保護(hù)下，將三口燒瓶置于55°C下水浴加熱3h;待水浴加熱完成后，靜置冷卻至室溫，對三口燒瓶滴加丙烯酸乳液質(zhì)量相同的lmol/L硝酸銀溶液，控制滴加時間為lOmin，待滴加完成后，真空抽濾并收集濾餅，在80°C下干燥6h，隨后碾磨，制備得鍍銀橡膠顆粒;再按重量份數(shù)計，分別稱量50份無水乙醇、10份冰醋酸、5份γ -氨丙基三乙氧基硅烷和35份上述制備的鍍銀橡膠顆粒置于燒杯中，在200W下超聲分散處理lOmin，隨后旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至干，碾磨，制備得偶聯(lián)改性鍍銀橡膠顆粒;接著按質(zhì)量比1:8，將上述制備的偶聯(lián)改性鍍銀橡膠顆粒與硅橡膠顆粒攪拌混合，制備得混合橡膠料，再在50r/min下，將混合橡膠料置于密煉機(jī)中，控制密煉機(jī)溫度為110°C，待密煉1min后，取出并靜置冷卻至室溫，制備得導(dǎo)電橡膠生膠;最后按質(zhì)量比1:2000，將N，N’_間苯撐雙馬來酰亞胺與導(dǎo)電橡膠生膠混合后，置于雙螺桿擠出機(jī)中，對其擠出硫化處理，控制擠出機(jī)機(jī)頭溫度為90°C，螺桿溫度為70°C，機(jī)頭壓力為15MPa，待擠出硫化完成后，對其切割造粒并靜置冷卻至室溫，即可制備得一種橡膠粒子鍍銀復(fù)合導(dǎo)電硅橡膠。經(jīng)檢測，本發(fā)明制備的導(dǎo)電硅橡膠導(dǎo)電性好，其體積電阻率為43Ω.cm;且分散性能好，不易氧化。
[0010]實例2
首先按重量份數(shù)計，分別稱量45份去離子水、32份丙烯酸乳液、10份甲基丙烯酸甲酯、5份納米銅粉、3份十二烷基苯磺酸鈉、2份過硫酸鉀和3份碳酸氫鈉置于三口燒瓶中，對其通氮氣排除空氣，隨后在氮氣保護(hù)下，將三口燒瓶置于60°C下水浴加熱5h;待水浴加熱完成后，靜置冷卻至室溫，對三口燒瓶滴加丙烯酸乳液質(zhì)量相同的lmol/L硝酸銀溶液，控制滴加時間為15min，待滴加完成后，真空抽濾并收集濾餅，在100°C下干燥8h，隨后碾磨，制備得鍍銀橡膠顆粒;再按重量份數(shù)計，分別稱量30份無水乙醇、15份冰醋酸、10份γ-氨丙基三乙氧基硅烷和45份上述制備的鍍銀橡膠顆粒置于燒杯中，在300W下超聲分散處理15min，隨后旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至干，碾磨，制備得偶聯(lián)改性鍍銀橡膠顆粒;接著按質(zhì)量比1:8，將上述制備的偶聯(lián)改性鍍銀橡膠顆粒與硅橡膠顆粒攪拌混合，制備得混合橡膠料，再在lOOr/min下，將混合橡膠料置于密煉機(jī)中，控制密煉機(jī)溫度為120 0C，待密煉1min后，取出并靜置冷卻至室溫，制備得導(dǎo)電橡膠生膠;最后按質(zhì)量比1:2000，將N，N’_間苯撐雙馬來酰亞胺與導(dǎo)電橡膠生膠混合后，置于雙螺桿擠出機(jī)中，對其擠出硫化處理，控制擠出機(jī)機(jī)頭溫度為95°C，螺桿溫度為80°C，機(jī)頭壓力為20MPa，待擠出硫化完成后，對其切割造粒并靜置冷卻至室溫，即可制備得一種橡膠粒子鍍銀復(fù)合導(dǎo)電硅橡膠。經(jīng)檢測，本發(fā)明制備的導(dǎo)電硅橡膠導(dǎo)電性好，其體積電阻率為42Ω.cm;且分散性能好，不易氧化。
[0011]實例3
首先按重量份數(shù)計，分別稱量56份去離子水、22份丙烯酸乳液、10份甲基丙烯酸甲酯、5份納米銅粉、3份十二烷基苯磺酸鈉、2份過硫酸鉀和2份碳酸氫鈉置于三口燒瓶中，對其通氮氣排除空氣，隨后在氮氣保護(hù)下，將三口燒瓶置于59°C下水浴加熱4h;待水浴加熱完成后，靜置冷卻至室溫，對三口燒瓶滴加丙烯酸乳液質(zhì)量相同的lmol/L硝酸銀溶液，控制滴加時間為12min，待滴加完成后，真空抽濾并收集濾餅，在90°C下干燥7h，隨后碾磨，制備得鍍銀橡膠顆粒;再按重量份數(shù)計，分別稱量40份無水乙醇、10份冰醋酸、10份γ -氨丙基三乙氧基硅烷和40份上述制備的鍍銀橡膠顆粒置于燒杯中，在250W下超聲分散處理12min，隨后旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至干，碾磨，制備得偶聯(lián)改性鍍銀橡膠顆粒;接著按質(zhì)量比1:8，將上述制備的偶聯(lián)改性鍍銀橡膠顆粒與硅橡膠顆粒攪拌混合，制備得混合橡膠料，再在60r/min下，將混合橡膠料置于密煉機(jī)中，控制密煉機(jī)溫度為115°C，待密煉1min后，取出并靜置冷卻至室溫，制備得導(dǎo)電橡膠生膠;最后按質(zhì)量比1:2000，將N，N’_間苯撐雙馬來酰亞胺與導(dǎo)電橡膠生膠混合后，置于雙螺桿擠出機(jī)中，對其擠出硫化處理，控制擠出機(jī)機(jī)頭溫度為95°C，螺桿溫度為75°C，機(jī)頭壓力為17MPa，待擠出硫化完成后，對其切割造粒并靜置冷卻至室溫，即可制備得一種橡膠粒子鍍銀復(fù)合導(dǎo)電硅橡膠。經(jīng)檢測，本發(fā)明制備的導(dǎo)電硅橡膠導(dǎo)電性好，其體積電阻率為41Ω.cm;且分散性能好，不易氧化。
【主權(quán)項】
1.一種橡膠粒子鍍銀復(fù)合導(dǎo)電硅橡膠的制備方法，其特征在于具體制備步驟為: (1)按重量份數(shù)計，分別稱量45?65份去離子水、22?32份丙烯酸乳液、5?10份甲基丙烯酸甲酯、3?5份納米銅粉、2?3份十二烷基苯磺酸鈉、I?2份過硫酸鉀和2?3份碳酸氫鈉置于三口燒瓶中，對其通氮氣排除空氣，隨后在氮氣保護(hù)下，將三口燒瓶置于55?60 0C下水浴加熱3?5h; (2)待水浴加熱完成后，靜置冷卻至室溫，對三口燒瓶滴加丙烯酸乳液質(zhì)量相同的lmol/L硝酸銀溶液，控制滴加時間為10?15min，待滴加完成后，真空抽濾并收集濾餅，在80?100°C下干燥6?Sh，隨后碾磨，制備得鍍銀橡膠顆粒； (3)按重量份數(shù)計，分別稱量30?50份無水乙醇、10?15份冰醋酸、5?10份γ-氨丙基三乙氧基硅烷和35?45份上述制備的鍍銀橡膠顆粒置于燒杯中，在200?300W下超聲分散處理10?15min，隨后旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至干，碾磨，制備得偶聯(lián)改性鍍銀橡膠顆粒； (4)按質(zhì)量比1:8，將上述制備的偶聯(lián)改性鍍銀橡膠顆粒與硅橡膠顆粒攪拌混合，制備得混合橡膠料，再在50?lOOr/min下，將混合橡膠料置于密煉機(jī)中，控制密煉機(jī)溫度為110?120°C，待密煉1min后，取出并靜置冷卻至室溫，制備得導(dǎo)電橡膠生膠； (5)按質(zhì)量比1:2000，將N，N’_間苯撐雙馬來酰亞胺與導(dǎo)電橡膠生膠混合后，置于雙螺桿擠出機(jī)中，對其擠出硫化處理，控制擠出機(jī)機(jī)頭溫度為90?100°C，螺桿溫度為70?80°C，機(jī)頭壓力為15?20MPa，待擠出硫化完成后，對其切割造粒并靜置冷卻至室溫，即可制備得一種橡膠粒子鍍銀復(fù)合導(dǎo)電硅橡膠。
【文檔編號】C08F265/00GK105885420SQ201610301993
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月9日
【發(fā)明人】郭迎慶, 薛培龍, 高玉剛
【申請人】郭迎慶