[发明专利]竹炭基高导电橡胶的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及了一种竹炭基高导电橡胶的制备方法，属于导电高分子复合技术领域。

背景技术

80年代以来，作为高分子材料发展的一个新领域，导电聚合物的研究与开发已成为功能高分子材料研究的一个重要方面。导电聚合物材料分为复合型导电聚合物和结构型导电聚合物两类。而复合型导电聚合物特别是导电橡胶由于其制作简单、经济、性能长期稳定、安全可靠等优点，使之受到大众的青睐，因此人们对它的研究开发非常积极。

导电橡胶的导电填料目前有两种：碳系导电填料和金属系导电填料。碳系导电填料主要有炭黑、石墨和碳纳米管等；金属系导电填料主要有金属粉、金属氧化物和金属纤维等。炭黑填充型导电聚合物由于以下三个原因被广泛采用，第一是因为导电炭黑价格较为低廉；第二是因为炭黑能根据不同的导电性需求有较大的选择余地，第三是导电性持久、稳定。但是由于炭黑的导电性能不太良好(电阻率为10-10⁸Ω·cm)，因此作为高导电聚合物的导电填料来说显然是不适应的(高导电材料的电阻率为10^-3-10⁰Ω·cm)。

发明内容

本发明提出的是一种复合型高导电橡胶中的导电填料—竹炭基高导电橡胶的制备方法。旨在是以竹为起始原材料，通过二步法炭化后得到高导电竹炭，以此高导电竹炭粉为导电填料，以橡胶为基体，添加一定的助剂后经混炼、硫化后制备得到一种新型的复合型高导电聚合物材料—竹炭基高导电橡胶。

本发明的技术解决方案：其特征是该方法包括如下工艺步骤：一、取原料，所取的各组分所占的重量：硅橡胶或丁腈橡胶为100份，导电填料竹炭为30-70份，有机过氧化物为3-6份，金属氧化物活性剂为3-8份，促进剂为1-2份，防老剂为2-5份，硅烷偶联剂为5-10份，防焦剂为1-2份，硬脂酸为1份，邻苯二甲酸二甲酯为15份，硫磺为2份，炭黑为20-40份；制备工艺：取原料生胶硅橡胶或丁腈橡胶及助剂，加入竹炭导电材料，硫化模压成型；所述的硅橡胶或丁腈橡胶和竹炭及其它助剂的组合可制备出竹炭基高导电硅橡胶或竹炭基高导电丁腈橡胶。

所述的有机过氧化物较佳地为过氧化异丙苯。

所述的金属氧化物活性剂较佳地为氧化锌。

所述的促进剂较佳地为N，N-二环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(DZ)。

所述的防老剂较佳地为N-苯基-β-萘胺(防老剂D)。

所述的硅烷偶联剂较佳地为乙烯基三甲氧基硅烷。

所述的防焦剂较佳地为N-(环己基硫代)邻苯二甲酰亚胺(防焦剂CTP)，

本发明的优点：因竹炭是由竹炭化而得到的，竹属于禾本科多年生木质化植物，富含Na、K、Si等离子。竹炭富含多种离子而使它的导电性能比木炭、炭黑好。竹炭很适合作为高导电橡胶的导电填料。本发明是以竹为起始原材料，通过二步法炭化后得到高导电竹炭，以此高导电竹炭粉为导电填料，以橡胶为基体，添加一定的助剂后经混炼、硫化后制备得到。竹炭在我国主要用于出口，在国内有待于进一步的开发利用，因此利用竹炭作为高导电聚合物的导电材料具有非常广阔的前景。

附图说明：

附图1是制备高导电聚合物的工艺流程图。

具体实施方式

实施例1：制备高导电硅橡胶，取各原料(重量单位)：

甲基乙烯基硅橡胶(乙烯基摩尔含量0.13-0.22)100份，

导电填料用竹炭粉70份，

有机过氧化物用过氧化异丙苯(DCP)，

硅烷偶联剂用乙烯基三甲氧基硅烷8份，

4^#白炭黑5份。

制备方法如下：

先将硅橡胶生胶在开炼机上混炼至紧包前辊，加入白炭黑，混炼均匀后加入竹炭粉，混炼均匀，依次加入偶联剂乙烯基三甲氧硅烷及过氧化而异丙苯，薄通10遍，一段硫化(135℃×15min)，二段硫化(200℃×2小时)得到导电硅橡胶。其硬度为：77(Shore A)；拉伸强度为：5.0MPa；扯段伸长率250％；体积电阻率0.80Ω·cm。

实施例2：制备高导电丁腈橡胶，取各原料(重量单位)：

丁腈橡胶生胶100份，

金属氧化物活性剂用氧化锌5份，

硬脂酸1份，

竹炭粉50份，

乙炔炭黑20份，

防焦剂用邻苯二甲酸二丁酯20份，

促进剂用N，N-二环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(DZ)1份，

防老剂用N-苯基-β-萘胺(防老剂D)1份，

硫磺1.5份。

制备工艺步骤如下：