[发明专利]一种碳晶发热混炼硅橡胶材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及硅橡胶材料领域，具体涉及一种碳晶发热混炼硅橡胶材料及其制备方法。

背景技术

现代生活中，人们对生活品质的要求越来越高，特别是对于居室环境温度的的舒适程度。对于我国来说，绝大多数地区冬天都比较寒冷，而且广大的南方地区的冬天潮湿阴冷，人们身处这样的环境中会很不舒服，尤其是老年人或小孩。为了改善环境舒适度，发热取暖制品成为大多数人们的首选，而兼具良好柔性，可以贴合身体的发热取暖制品更是受到人们的青睐。

目前，传统的发热取暖制品多以金属电热丝、陶瓷发热管、石英发热管、卤素管等作为发热元件，进而通过将内部发热元件所产生的热量逐渐传递出去以达到供暖的目的。然而由于这些传统的发热取暖制品的整体传热并不均一，容易导致空间温度分布极不均匀，热效率低下等问题；同时，传统的发热取暖制品通常需要一些坚硬外壳材料用以保护内部发热元件，整体不具柔韧性，不易制成可贴合身体或其他样式的产品；此外，传统的发热取暖制品时常出现升温慢，有噪音，使用寿命短，能耗高，不够安全环保等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种碳晶发热混炼硅橡胶材料，所述碳晶发热混炼硅橡胶材料在电场作用下能自发热，具有优异的发热和散热效率，同时具有良好的柔韧性，可塑性强，且兼具绿色安全环保等特征。

具体地，第一方面，本发明提供了一种碳晶发热混炼硅橡胶材料，所述碳晶发热混炼硅橡胶材料包括以下重量份数的各原料：50-100份硅橡胶生胶、1-5份硅油、8-100份纳米碳晶粉和1-10份偶联剂。

本发明中，所述硅橡胶生胶的重量份数可以为50-70份、或60-80份、或65-85份、或70-100份。

进一步地，所述硅油的重量份数可以为1-3份、或2-4份、或3-5份。

进一步地，所述纳米碳晶粉的份数可以为8-100份、或10-80份、或15-75份、或20-60份、或30-100份。所述偶联剂的重量份数可以为1-5份、或3-7份、或5-10份。

优选地，所述硅橡胶生胶包括二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶和甲基苯基乙烯基硅橡胶中的一种或多种。所述硅橡胶生胶因无味、无毒、活性低，耐生物老化，对人体组织反应小，无明显的中毒、排异现象，在医学卫生中得到广泛的应用。

优选地，所述硅油包括羟基硅油和二苯基硅二醇的一种或多种。所述硅油是一种优良结构控制剂，可以有效提高本发明所述碳晶发热混炼硅橡胶材料的可塑性和表面硬度，从而使得本发明所述碳晶发热混炼硅橡胶材料相比硅橡胶生胶，具有更好的柔韧性、回弹性和表面硬度。

优选地，所述纳米碳晶粉的直径为50-200nm，长度为0.5-300μm，本发明中，所述纳米碳晶粉均匀分布在碳晶发热混炼硅橡胶材料中，从而使得在电场作用下碳晶发热混炼硅橡胶材料的温度分布均匀；同时，所述纳米碳晶粉在电场作用下，可以产生大量波长在8-15μm的远红外线，极易被人体或物体吸收，使物体温度迅速升高，实现了电能向热能的转换。

优选地，所述偶联剂包括硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂的一种或多种。具体地，所述硅烷偶联剂包括硅烷偶联剂KH550，硅烷偶联剂KH560，硅烷偶联剂KH570，硅烷偶联剂KH792，硅烷偶联剂DL602和硅烷偶联剂DL171中的一种或多种；所述钛酸酯偶联剂包括异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯，异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯，三异硬酯酸钛酸异丙酯，双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯和四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯中的一种或多种。所述偶联剂起到偶联增强的作用，可提高硅橡胶的耐水、耐高温、耐气候等性能。

可选地，所述碳晶发热混炼硅橡胶材料的原料还包括重量份数为3-130份的导热碳材料，所述导热碳材料包括导电炭黑、短切碳纤维、石墨粉、碳纳米管和石墨烯中的一种或多种。本发明中，所述导热碳材料可以增强碳晶发热混炼硅橡胶材料的导热导电效率。

进一步地，所述导电炭黑的重量份数可以是6-30份、或10-20份、或15-25份，所述导电炭黑的粒径范围为2nm-200μm。本发明中，所述导电炭黑可以有效提升碳晶发热混炼硅橡胶材料的导电导热效率，可以与纳米碳晶粉一道形成导电网络，提升硅橡胶材料的发热效率；并且所述导电炭黑具有一定的抗静电作用，有利于提高产品的安全性。