[发明专利]一种对高结构超导电炭黑BP2000的改性处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对于高结构、超导电炭黑BP2000的改性处理方法，属于导电高分子复合材料技术领域。

背景技术

将各种导电填料填充到橡胶中得到的导电橡胶制品，导电性持久，电阻率可在较大的范围内调节，容易加工成型，因而被广泛地应用于航天、飞机制造、机械制造业、医学、电气及电子工业，可作为传感器、电阻器、加热器、弱电流的整流系统，也可用于电子仪表和系统的电屏蔽和防漏电，还可用来生产防静电产品。制备导电胶所用的导电填料主要有炭系导电填料和金属系导电填料，金属系导电填料价格昂贵，可赋予导电胶高导电性，主要用于电磁屏蔽，但得到的硫化胶的机械性能较差。炭系填料的稳定性比金属系填料好，在使用过程中不易氧化，且来源广泛，价格较低，因此应用较广。炭系导电填料主要有导电炭黑、石墨和碳纤维。石墨由于自润滑作用，造成混炼胶易碎、分层，影响材料的工艺性能和力学性能，使导电胶的综合性能差。碳纤维类导电填料若使用得当，可得到极高的电性能，但在提高硫化胶的疲劳性能和物理性能方面较差，且加工困难，成本较高。导电炭黑价格便宜，对所填充的橡胶具有补强作用，可提高橡胶的耐候性及耐磨性，是应用最广泛的一种导电填料。

为了提高导电橡胶的导电性，一方面要选择导电性好的导电炭黑，另一方面可通过增加导电炭黑的填充量来实现。导电炭黑的结构性是影响其导电性的最重要的因素，结构性越高，导电性越好，表现为具有较小的粒径、较大的比表面积和较高的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸油值。例如，美国Cabot公司生产的Black Pearls 2000(简称BP 2000)超导电炭黑，粒径为15nm，比表面积为1475m²/g，DBP吸油值为330ml/100g，可赋予橡胶高导电性。然而由于其特殊的结构及表面化学性质，在混炼过程中BP 2000将使胶料明显增黏。以填充硅橡胶为例，当填充量增加至硅橡胶生胶质量分数的10％以上时，胶料粘辊现象严重，难以混炼。而且，胶料在硫化时严重欠硫，使胶料无法正常硫化。以过氧化物硫化的硅橡胶为例，在BP 2000填充量不是很大的情况下，例如，10％左右，只能采用过量使用过氧化物硫化剂的办法使胶料硫化。然而实验证明，过量的过氧化物存在于硫化胶中，使导电胶的热老化性能下降，严重影响其使用性能。而且，严重的粘辊现象使混炼非常困难，胶料的加工性能因而变得很差。而BP 2000超导电炭黑的超导电作用只有在较大填充量的情况下才能更好地发挥。因此迫切需要解决BP 2000超导电炭黑填充时的加工性能差以及混炼胶无法正常硫化等问题。