[发明专利]压力敏感型多孔导电橡胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种压力敏感型多孔导电橡胶的制备方法，包括如下步骤：在真空搅拌机内加入半成品胶A组分100重量份，然后分批加入抑制剂0.001～0.0015重量份、硫化剂B组分10重量份、交联剂3～8重量份、纳米填料、白炭黑25～40重量份、结构控制剂2.5～5重量份、导电填料100～180重量份，在真空环境下搅拌2h以上，使得各个组分均匀混合；然后将催化剂0.007～0.01重量份、增塑剂8～12重量份分批加入胶料内，在真空搅拌机内混合30min以上；然后进行预硫化、超临界发泡、硫化。本发明解决了现有技术中压力敏感导电橡胶材料泡孔尺寸和分布不均，导热性、稳定性、力学性能、恢复性均有待提高等问题。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，特别涉及一种压力敏感型多孔导电橡胶及其制备方法。

背景技术

导电橡胶是一种固化或干燥后具有一定导电性能的胶黏剂,它通常以基体树脂和导电填料即导电粒子为主要组成成分,通过基体树脂的粘接作用把导电粒子结合在一起,形成导电通路,实现被粘材料的导电连接。导电橡胶属于复合型导电高分子材料的一种，高分子材料本身不具有导电性，但在加工成型时通过加入导电填料，如炭黑、金属粉末箔等，利用分散复合、层基复合、表面复合等方法，使制品具有导电性。

导电橡胶不仅具有橡胶的高弹性、易加工成型、重量轻、体积小等特点，还有与金属相似的导电性能，以及高分子材料的许多优异特性。随着电子工业材料的迅猛发展，导电高分子材料应用日益广泛，是抗静电产品和抗电磁屏蔽装置的良好功能复合材料。除此之外，目前利用导电橡胶的力敏或温敏效应开发出了各种电子键用材料、触感元件、温敏和力敏传感器材料。使导电橡胶的应用范围不断扩大。

压力敏感导电橡胶是一种特殊的导电橡胶，同样是在绝缘的高分子材料中加入导电材料形成的。这种复合材料不仅具有与人的皮肤类似的柔软粘弹性，而且材料的导电性是随着外力的变化而变化的，具有一定的压力敏感特性，也就是说这种压力敏感导电橡胶的电阻值与外力之间存在一定的函数关系。可根据电阻阻值的变化来检测外加的触觉力信息。这样就可满足具有类似于人体皮肤那样弹性的触觉敏感功能材料的需求。已有日本东京电气通信大学Sh imojo,M等人利用缝合了导线的压力敏感导电橡胶制备新型的一维触觉传感器；日本的科学家Yoj i Yamada等在硅橡胶内埋入柔性光纤研究多维触觉传感器及其结构，利用硅橡胶变形产生的压力作用于传感器单元上，达到测量多维力的目的；合肥智能机械研究所提出一种基于导电橡胶的三维力触觉传感器，利用导电橡胶做覆层材料，内部布有触觉传感阵列。目前所研究的多维触觉传感器仍存在着诸多的问题，如造价昂贵、信号处理复杂、柔性差、不适合大面积测量、制作工艺要求高等诸多问题，研究者仍在积极寻找新材料，新原理，设计传感器，力图设计出高性能，高柔性，高可靠性的传感器，使触觉传感器尽快走入实用阶段

压力敏感导电橡胶作为一种新型的高分子导电复合材料，以其优良的特性和潜在的应用价值正受到广泛的关注和研究，已有中国专利申请号为201610351838.4、发明名称为“具有压敏特性的多孔导电高分子材料的制备方法及其应用”，具体公开了一种具有压敏特性的多孔导电高分子复合材料的制备方法，包括如下步骤：a)制备悬浮液；b)单向冷冻c)低温低压干燥。本发明制备的具有压敏特性的多孔导电高分子复合材料具有优异的稳定性和回复性，可用于制备轻质高分子基应变传感器。但现有技术中制备的压力敏感导电橡胶材料仍然存在泡孔尺寸不均、分布不均；工艺复杂的问题；以及导热性、稳定性、力学性能、恢复性等均有待进一步提高；并且高填料率得到了高导电率但却具有低阻尼性的问题有待解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压力敏感型多孔导电橡胶及其制备方法，解决现有技术中压力敏感导电橡胶材料泡孔尺寸和分布不均，导热性、稳定性、力学性能、恢复性均有待提高，以及现有制备工艺复杂等问题。

本发明的技术方案如下：一种压力敏感型多孔导电橡胶的制备方法，包括如下步骤：