[发明专利]一种挤出型硅橡胶体系及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种挤出型硅橡胶体系及其制备方法与应用，属于导电屏蔽硅橡胶加工领域。所述硅橡胶体系，其原料包括以下重量份组份：硅橡胶100份、空心结构炭黑5～10份、预分散单壁碳纳米管硅橡胶3～10份、结构控制剂2～3份、硫化剂4～5份以及助硫化剂0.5～3份，其中，所述预分散单壁碳纳米管硅橡胶由偶联剂处理的单壁碳纳米管与硅橡胶组成，二者的质量比为0.005～0.05：1。本发明提供的硅橡胶体系，具有良好的批量加工性能；制备工艺简单、成本低；同时，具有低导电阈值和高的弹性，制备的产品表面光洁度高等优点，适合作为高性能的功能性密封材料使用。

技术领域

本发明涉及导电屏蔽硅橡胶加工领域，特别涉及一种挤出型导电屏蔽硅橡胶橡胶体系及其制备方法与应用。

背景技术

随着工业的发展，静电和电磁信号的危害已经越来越引起人们的注意。而导电硅橡胶材料，不仅导电性好，而且兼具高弹性，耐高低温，无毒环保，耐侯性好等特点，因而广泛应用于航空航天，船舶，计算机等电子设备中。

在工业上，为保证99％电磁信号被屏蔽，需要橡胶产品的材料具有极佳的导电性(体积电阻率≤10Ωcm)。作为防护产品，密封条是一类广泛使用的橡胶产品。而硅橡胶天生具有优良的耐老化性能，因此制备具有高导电的硅橡胶密封条是目前一个重要的产品研制方向。

目前，导电硅橡胶按所填充的添加物，可分为碳系、金属、金属氧化物、介电质和表面金属镀层的微粉等；按照其在橡胶内的结构可分为颗粒状、片状、纤维状和网状等。而炭黑是最常用的碳系导电填料，炭黑不仅具有优良的导电性能，而且对橡胶有补强作用，成本低，是应用最广泛的一种导电硅橡胶的添加物。但是普通炭黑在硅橡胶中导电阈值较高。为了保证足够的电磁屏蔽(即高的导电率)，造成炭黑在橡胶内部填充量大，严重影响导电硅橡胶弹性。因此越来越被其它低阈值的碳系导电填料，如石墨烯和碳纳米管等替代。但是这些填料成本高，且碳纳米管等由于长径比较大，容易团聚，会直接影响硅橡胶的弹性。在拉伸等应力条件下，由于碳纳米管在橡胶内部呈现搭接形式，也会造成电学性能不稳定的情况。因此，这些情况导致导电屏蔽硅橡胶在产品在应用过程中出现了各种使用问题，急需研制具有高弹性的导电屏蔽硅橡胶。

挤出工艺是密封条产品重要的成型工艺。对于具有导电屏蔽要求的炭黑填充硅橡胶，由于炭黑填充量大，阻碍橡胶在挤出过程中的流动，故造成挤出工艺很难实施。因此也急需开展新型挤出导电屏蔽硅橡胶的研制，满足工业的需要。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种挤出型硅橡胶体系及其制备方法与应用，通过在橡胶内部引入弹性空心纳米炭黑和单壁碳纳米管，发挥了空心炭黑在压缩过程的弹性补偿和单壁碳纳米管在拉伸过程的弹性补偿性，协同实现橡胶整体弹性提升，并利用空心炭黑，对单壁碳纳米管起到隔离作用，提高了纳米管在橡胶内部的分散作用，提高了橡胶的力学性能；利用单壁碳纳米管的大长径比结构，增加了空心炭黑在橡胶内部的导电路径，降低了炭黑的导电阈值，通过利用纳米填料的尺寸协调，综合提高了硅橡胶的导电性、力学强度和弹性，使其可以更好服务于电磁屏蔽环境应用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种挤出型硅橡胶体系，其原料包括以下重量份组份：

硅橡胶100份、空心结构炭黑5～10份、预分散单壁碳纳米管硅橡胶3～10份、结构控制剂2～3份、硫化剂4～5份以及助硫化剂0.5～3份，其中，所述预分散单壁碳纳米管硅橡胶由偶联剂处理的单壁碳纳米管与硅橡胶组成，二者的质量比为0.005～0.05：1。

在一可选实施例中，所述硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶、甲基乙烯基苯基硅橡胶或二苯基硅橡胶中的至少一种。

在一可选实施例中，所述空心结构炭黑为超导炭黑。

在一可选实施例中，所述硫化剂为过氧化二异丙苯。