專利名稱：自潤(rùn)滑導(dǎo)電橡膠的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及導(dǎo)電橡膠及其制品，尤指具有自潤(rùn)滑功能的導(dǎo)電橡膠制品。
背景技術(shù)：
在電子、電氣、機(jī)械、輕工等行業(yè)的機(jī)械中經(jīng)常用到具有良好導(dǎo)電性的導(dǎo)電橡膠條、橡膠板、橡膠圈，作為密封材料、緩沖材料或連接材料。為便于裝配和拆卸，使用時(shí)常需要另涂抹潤(rùn)滑劑，以減小摩擦、增加密閉性或減緩沖擊 力。專利申請(qǐng)?zhí)枮?01010104897. 4的“一種汽車底盤自潤(rùn)滑穩(wěn)定桿襯套橡膠組合物”、由以下以重量份計(jì)的組分組成橡膠100份；對(duì)苯二胺類防老劑I. 5-2份；二氫化喹啉類防老劑I. 5-2. 5份；物理防老劑1-3份；增塑劑5-10份；酰胺類爽滑劑3_8份；硫化劑O. 8-2. 5份；補(bǔ)強(qiáng)劑40-70份；有機(jī)活性劑5-8份；無機(jī)活性劑O. 5-1. 5份；以及促進(jìn)劑
O.9-1. 5份。本發(fā)明發(fā)現(xiàn)酰胺類爽滑劑與其它配合物組合成汽車底盤自潤(rùn)滑穩(wěn)定桿襯套橡膠組合物后，在裝配與使用中能夠很好的，長(zhǎng)期處于自潤(rùn)滑狀態(tài)，更利于生產(chǎn)中的裝配。但是在導(dǎo)電橡膠中，未有類似的技術(shù)公開，尤其是導(dǎo)電橡膠的原材料與潤(rùn)滑劑的匹配性未有公開的技術(shù)報(bào)道。專利申請(qǐng)?zhí)枮?01110248396. 8的“導(dǎo)電橡膠”說明書公開的橡膠含有以下物質(zhì)天然膠、氧化鋅、硬脂酸、防老劑、萊茵散25、中超高耐磨碳黑N220、乙炔炭黑、46號(hào)機(jī)械油、防焦劑、聚合硫、二乙基二硫代氨基甲酸、4-4’ - 二硫化二嗎啉、N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，所制成的導(dǎo)電橡膠為深黑色膠料，混煉膠流動(dòng)性好，易于硫化加工粘結(jié)。該技術(shù)產(chǎn)品在裝配使用中，需要外加潤(rùn)滑劑，既麻煩、又由于外加潤(rùn)滑劑具有粘附力，易沾染灰塵，減低導(dǎo)電性和柔韌性。在“增塑劑與橡膠的相容性”技術(shù)文獻(xiàn)中
(參見 http ://jpkc. qust. edu. cn/index/file/dah/jiaoan/5. doc),我們了解到相容性是指兩種不同的物質(zhì)混合時(shí)形成均相體系的能力。相容性好，兩種物質(zhì)形成均相體系的能力強(qiáng)。橡膠與增塑劑的相容性的預(yù)測(cè)方法是采用溶解度參數(shù)(S )。在不考慮氫鍵和極化的影響下，一般橡膠與增塑劑的溶解度參數(shù)相近，相容性好，增塑效果好。橡膠的增塑可以看成是低分子增塑劑溶解于橡膠中的一種過程，可利用聚合物一溶劑體系(或基材與潤(rùn)滑劑體系)的相應(yīng)規(guī)律來分析橡膠與增塑劑的相互作用。該體系的吉布斯自由能AG=AH-TAS ;若Λ G〈0，溶解能自發(fā)進(jìn)行，相容性好。溶解i含變?chǔ)?H= U I u 2 (δ1_δ2)2,其中，υ K υ 2—橡膠、增塑劑的體積分?jǐn)?shù)，δ I、δ 2—橡膠、增塑劑的溶解度參數(shù)。因?yàn)槿芙膺^程AS>0，所以要使AG〈0，ΛΗ應(yīng)盡可能小，因此δ I、δ2要接近，橡膠與增塑劑相容性才好。和上述文獻(xiàn)中的“增塑劑與橡膠的相容性”的原理相反，如果橡膠的溶解度參數(shù)δ I和潤(rùn)滑劑的溶解度參數(shù)δ 2兩者相差大，潤(rùn)滑劑就能部分遷移到橡膠的表面，在橡膠表面富集，形成自潤(rùn)滑效果。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的提供一種具有導(dǎo)電性和自潤(rùn)滑性的橡膠及其橡膠制品。技術(shù)方案本發(fā)明的自潤(rùn)滑導(dǎo)電橡膠，以天然橡膠或合成橡膠為基材，基材中具有橡膠成型必須的助劑，其特征在于還含有導(dǎo)電填料和潤(rùn)滑劑，使得硫化(固化)后的橡膠既具有導(dǎo)電性，又具有自潤(rùn)滑性?；?、導(dǎo)電填料、潤(rùn)滑劑這三種成份的重量比為100 :25-250 :0. 5_20。潤(rùn)滑劑為與基材不相容的液態(tài)狀或固體狀的潤(rùn)滑劑，這些潤(rùn)滑劑在橡膠硫化成型后，能夠部分遷移到橡膠制品表面，在橡膠制品表面富集而形成自潤(rùn) 滑的效果。潤(rùn)滑劑與橡膠極性相差過大，不會(huì)明顯影響橡膠成型性，但是會(huì)減低橡膠制品成型后的某些力學(xué)性能。另外，某些潤(rùn)滑劑對(duì)導(dǎo)電性能有不良影響，使得導(dǎo)電橡膠的電阻增大，所以必須選擇使用潤(rùn)滑劑，或者限制某些潤(rùn)滑劑在橡膠中的含量。一些液體狀的潤(rùn)滑劑在配方中的用量不宜過大。所以優(yōu)選比例基材、導(dǎo)電填料、潤(rùn)滑劑這三種成份的重量比為100 :50-150 :3-15。例如，在100份硅橡膠中，加入液體狀潤(rùn)滑劑鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)不宜超過15份，否則，硫化的導(dǎo)電橡膠制品的表面油層，目視起來顯而易見，觸摸起來油膩感較嚴(yán)重。使用固體狀潤(rùn)滑劑，在用量較多時(shí)(比如用量為20份)，目視起來和觸摸起來也不感到油膩?；膬?yōu)選硅橡膠；導(dǎo)電填料優(yōu)選為導(dǎo)電炭黑、導(dǎo)電金屬粉末(如純銀、銅鍍銀、鋁鍍銀、鎳鍍銀、玻璃鍍銀、石墨鍍銀、或者石墨鍍鎳等材質(zhì))或?qū)щ姸汤w維。潤(rùn)滑劑優(yōu)選為與橡膠基材極性不相容(指潤(rùn)滑劑和橡膠的極性相差較大，如極性較大的基材與非極性或極性較小的潤(rùn)滑劑，或者非極性或極性小的橡膠基材與極性較大的潤(rùn)滑劑；使得基材與潤(rùn)滑劑體系的吉布斯自由能AG ^ 0，潤(rùn)滑劑在橡膠中的溶解度小，從而容易遷移到橡膠表面)的液態(tài)狀或固體狀的潤(rùn)滑劑。本發(fā)明中，非極性或極性小的橡膠(可以為硅橡膠、天然橡膠、順丁橡膠、丁苯橡膠、或者乙丙橡膠)，加入極性大的潤(rùn)滑劑(可以為酰胺類潤(rùn)滑劑、二羧酸酯類潤(rùn)滑劑、多元醇酯類潤(rùn)滑劑、或者磷酸酯合成潤(rùn)滑油)。極性大的橡膠(可以為聚氨酯橡膠、丙烯酸酯橡膠、丁腈橡膠、氫化丁晴橡膠、氯丁橡膠、氯醇橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠、氟橡膠、或者氟硅橡膠)，加入極性小或非極性的潤(rùn)滑劑(可以為合成烴類潤(rùn)滑油、環(huán)烷油、或者硅油)。所述的基材可以為一種、兩種或多種橡膠；所述的潤(rùn)滑劑可以為一種、兩種或多種潤(rùn)滑劑，但至少有一種是與基材不相容的；所述的導(dǎo)電填料可以為一種、兩種或多種。本發(fā)明的自潤(rùn)滑導(dǎo)電橡膠可以為是采用擠出或模壓工藝方法制得的自潤(rùn)滑導(dǎo)電橡膠板形、片形、條形或者O型制品。有益效果本發(fā)明的這些潤(rùn)滑劑在橡膠硫化成型后，遷移到橡膠制品表面，從而不必需要外加任何潤(rùn)滑劑，在橡膠制品表面就能夠形成自潤(rùn)滑的效果。一些潤(rùn)滑劑，特別是液體狀潤(rùn)滑劑的使用，可以增加導(dǎo)電橡膠產(chǎn)品模壓成型的脫模效果。這種硫化橡膠特別適合于制備具有自潤(rùn)滑效果的以擠出、模壓等工藝方法制作板形、條形或者圈形導(dǎo)電橡膠制品，適用于密封件、裝配件、耐摩擦件或緩沖件。本發(fā)明的制品成型時(shí)，由于大量潤(rùn)滑劑的存在，也便于脫模和改善橡膠成型過程中的塑性。在裝配或使用過中，不必需要外加任何潤(rùn)滑劑，產(chǎn)品裝配更加容易；在使用過程中摩擦系數(shù)小，磨損少，使用壽命更長(zhǎng)久。


附圖I是本發(fā)明的一種具有自潤(rùn)滑導(dǎo)電功能的O型密封圈制品的剖示圖。圖中I、O型密封圈表面；2、潤(rùn)滑劑；3、導(dǎo)電填料；4、基材。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I :
如附圖所示的自潤(rùn)滑導(dǎo)電硅橡膠，選用下列配方(重量份) 基材4 :固態(tài)硅橡膠(日本信越公司產(chǎn)品KE-951)，100份
導(dǎo)電填料3 :銀粉，120份
潤(rùn)滑劑2 :鄰苯二甲酸二辛酯(D0P)，10份
助劑三氧化二鐵，5份；羥基硅油，3份；過氧化物交聯(lián)劑，I份。上述配方中，硅橡膠的極性小，DOP的極性大，兩者不相容，兩者混合后，DOP遷移到O型密封圈表面I形成潤(rùn)滑性的油膜。加工工藝一段硫化160°C，10分鐘；二段硫化200°C，5小時(shí)。所制得的40mm厚的硫化硅橡膠膠片的表面電阻值為10 Ω左右。由于油狀的DOP和硅橡膠的相容性不好，用以上膠料制得O型圈中所添加的DOP可遷移到O型密封圈表面I而形成潤(rùn)滑效果。實(shí)施例2
自潤(rùn)滑導(dǎo)電天然橡膠和合成橡膠的并用膠，選用下列配方(重量份)
基材4 :天然橡膠(選用煙片膠，海南農(nóng)墾橡膠有限公司產(chǎn)品)，65份；順丁橡膠(選用巴陵石化合成橡膠廠產(chǎn)品)，35份導(dǎo)電填料3 :乙炔炭黑，80份潤(rùn)滑劑2 :亞乙基雙硬脂酰胺(EB-S)，15份
助劑氧化鋅5份；硬脂酸4份；4010防老劑I. 5份；硫黃2份；促進(jìn)劑D O. 5份；促進(jìn)劑M O. 6份；促進(jìn)劑TMTD I. 5份。上述配方中，天然橡膠和順丁橡膠的極性小，酰胺類潤(rùn)滑劑的極性大，酰胺類潤(rùn)滑劑在這兩種橡膠中的溶解度小，極易噴出，且成膜速度快，因此具有顯著的自潤(rùn)滑效果。橡膠表面摩擦阻力小、磨損少。所制得的自潤(rùn)滑導(dǎo)橡膠可作無油潤(rùn)滑的導(dǎo)電橡膠密封圈。加工工藝將開煉機(jī)輥距調(diào)至O. 5 I mm，加入天然橡膠薄通10次后，加入順丁橡膠混煉均勻后包輥，適當(dāng)放寬輥距.依次加入氧化鋅、硬脂酸、防老劑等小料，再分次加入乙炔炭黑，然后加入潤(rùn)滑劑，最后加入硫黃和促進(jìn)劑，待膠料混合均勻后，分別打三角包6次，調(diào)輥距至2. 5 mm出片，停放12 h后返煉，分別打三角包3次，調(diào)輥距至2. 5 mm出片。試樣在平板硫化機(jī)上硫化，硫化條件為150°C X 15 min。
權(quán)利要求
1.一種自潤(rùn)滑導(dǎo)電橡膠，以天然橡膠或合成橡膠為基材(4)，基材(4)中具有橡膠成型必須的助劑，其特征在于基材(4)中含有導(dǎo)電填料和潤(rùn)滑劑，使得硫化后的橡膠既具有導(dǎo)電性，又具有自潤(rùn)滑性； 基材(4)、導(dǎo)電填料(3)、潤(rùn)滑劑(2)這三種成份的重量比為:100 :25-250 :0. 5-20 ； 潤(rùn)滑劑(2)為與基材(4)不相容的液態(tài)狀或固體狀的潤(rùn)滑劑，基材(4)與潤(rùn)滑劑(2)體系的吉布斯自由能AG ^ O ;這些潤(rùn)滑劑(2)在橡膠硫化成型后，能夠部分遷移到橡膠制品表面，在橡膠制品表面富集而形成自潤(rùn)滑的效果。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自潤(rùn)滑導(dǎo)電橡膠，其特征在于所述的基材、導(dǎo)電填料、潤(rùn)滑劑這三種成份的重量比為100 =50-150 :3-15。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的自潤(rùn)滑導(dǎo)電橡膠，其特征在于所述的導(dǎo)電填料(3)為導(dǎo)電炭黑、導(dǎo)電金屬粉末或?qū)щ姸汤w維。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自潤(rùn)滑導(dǎo)電橡膠，其特征在于所述的導(dǎo)電金屬粉末的材質(zhì)·為純銀、銅鍍銀、鋁鍍銀、鎳鍍銀、玻璃鍍銀、石墨鍍銀或者石墨鍍鎳。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的自潤(rùn)滑導(dǎo)電橡膠，其特征在于所述的潤(rùn)滑劑(2)為兩種或多種潤(rùn)滑劑，但至少有一種是與基材(4)不相容的；所述的基材(4)或者為兩種或多種橡膠；所述的導(dǎo)電填料(3)或者為兩種或多種導(dǎo)電填料。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的自潤(rùn)滑導(dǎo)電橡膠，其特征在于基材(4)為非極性或極性小的硅橡膠、天然橡膠、順丁橡膠、丁苯橡膠或者乙丙橡膠，潤(rùn)滑劑(2)為極性大的酰胺類潤(rùn)滑劑、二羧酸酯類潤(rùn)滑劑、多元醇酯類潤(rùn)滑劑或者磷酸酯合成潤(rùn)滑劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的自潤(rùn)滑導(dǎo)電橡膠，其特征在于基材(4)為極性大的聚氨酯橡膠、丙烯酸酯橡膠、丁腈橡膠、氫化丁晴橡膠、氯丁橡膠、氯醇橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠、氟橡膠或者氟硅橡膠，潤(rùn)滑劑(2)為極性小或非極性的合成烴類潤(rùn)滑油、環(huán)烷油或者硅油。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的自潤(rùn)滑導(dǎo)電橡膠，其特征在于是采用擠出或模壓工藝方法制得的自潤(rùn)滑導(dǎo)電橡膠板形、片形、條形或者O型制品。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自潤(rùn)滑導(dǎo)電橡膠，以天然橡膠或合成橡膠為基材，基材中除了常用橡膠助劑外，還含有導(dǎo)電填料和潤(rùn)滑劑；基材、導(dǎo)電填料、潤(rùn)滑劑這三種成份的重量比為10025-2500.5-20。硫化成型后的橡膠既具有導(dǎo)電性，又具有自潤(rùn)滑性?；膬?yōu)選硅橡膠；導(dǎo)電填料優(yōu)選為導(dǎo)電炭黑或?qū)щ娊饘俜勰?；?rùn)滑劑為與橡膠基材不相容的液態(tài)狀或固體狀的潤(rùn)滑劑。這種方法適合于制作板形、條形或者圈形導(dǎo)電橡膠制品，用于密封件、裝配件或耐摩擦件，在裝配或使用過中，不必需要外加任何潤(rùn)滑劑，產(chǎn)品裝配更加容易，耐磨損，使用壽命更長(zhǎng)久。
文檔編號(hào)B29B7/00GK102746669SQ201210258259
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月25日
發(fā)明者張飛 申請(qǐng)人:南通矽利康橡塑材料有限公司