[发明专利]一种高性能导电橡胶材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高性能导电橡胶材料，其特征在于，由以下组分按照重量份数制备而成：氢化丁腈橡胶50-70份，氟硅橡胶20-30份，三元乙丙橡胶20-30份，导电材料30-40份，强化剂40-50份，氧化锌2-4份，硬脂酸2-4份，硫化剂3-5份、硫化促进剂2-3份，抗老剂1-2份；

所述高性能导电橡胶材料由如下步骤制备而成：

步骤S1、提前设定好密炼机温度为112℃，转速为50r/min，先加入氢化丁腈橡胶、氟硅橡胶和三元乙丙橡胶，密炼6min；

步骤S2、加入氧化锌、硬脂酸和抗老剂，继续密炼6min；

步骤S3、加入硫化促进剂,继续密炼5min；

步骤S4、加入导电材料和强化剂，密炼8min；

步骤S5、将开炼机的辊距调至最小且保持两端平衡后上胶，待出现包辊时加入硫化剂，并用打三角包和打卷儿法各交替翻炼6次，增大辊距至3-4mm，薄通5次，再次下片，放置20h；

步骤S6、最后在硫化机上硫化，硫化机的压力设定为15MPa，硫化温度设定为160℃，硫化时间为50-70min，制得高性能导电橡胶材料。

2.根据权利要求1所述的一种高性能导电橡胶材料，其特征在于，所述硫化剂为DCP，BIPB，TDDS、FSH、硫磺和四硫化二吗啡啉中的一种或几种的组合。

3.根据权利要求1所述的一种高性能导电橡胶材料，其特征在于，所述硫化促进剂为次磺酰胺类硫化促进剂或胍类硫化促进剂，其中，所述次磺酰胺类硫化促进剂为N-叔丁基-2-苯并噻唑基次磺酰胺、N-环己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺和N-氧二亚乙基-2-苯并噻唑基次磺酰胺中的一种或多种；所述胍类硫化促进剂为二苯胍或二邻甲苯胍。

4.根据权利要求1所述的一种高性能导电橡胶材料，其特征在于，所述抗老剂为胺类防老剂或喹啉类防老剂，具体地，所述胺类防老剂为N-异丙基-N’-苯基对苯二胺、N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯二胺和N,N’-双(1,4-二甲基戊基)对苯二胺中的一种或多种；所述喹啉类防老剂为2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体、6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉和6-十二烷基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种高性能导电橡胶材料，其特征在于，所述强化剂包括改性氧化石墨烯和白炭黑，改性氧化石墨烯和白炭黑按照质量之比为1:13-15复合而成；

其中，所述改性氧化石墨烯由如下方法制备：

(1)称取3g多层氧化石墨烯加入180mL无水乙醇中，先300r/min搅拌10min，再常温超声65-70min，得到氧化石墨烯悬浮液，备用；

(2)将硅烷偶联剂Si-69、无水乙醇、去离子水按照体积比为1：26：87混合，将混合液置于30℃恒温磁力搅拌器内搅拌30-32min，加入柠檬酸调节混合液的pH至5.9-6.1，继续搅拌6h；

(3)按照混合液与氧化石墨烯悬浮液的体积比为1:2-2.4，往混合液里加入氧化石墨烯悬浮液，将体系升温至48℃，恒温反应3h，将反应液离心分离，产物醇洗2-3次，再置于60℃真空干燥箱内干燥4-5h，制得改性氧化石墨烯。

6.根据权利要求1所述的一种高性能导电橡胶材料，其特征在于，所述导电材料包括改性碳纤维和乙炔炭黑，改性碳纤维和乙炔炭黑按照质量之比为10:1.2-1.4混合而成；

其中，所述改性碳纤维由如下方法制备：称取5g碳纤维加入130mL去离子水中，500r/min匀速搅拌，搅拌过程中采用恒压滴液漏斗滴入1.8mL双氧水，控制滴加时间为30min，滴加完成后将混合液置于85℃水浴中继续搅拌反应3.5h，反应完毕后通过高速离心机用去离子水洗涤10-12次，转速为8000r/min，每次持续9min，然后将产物放置于105℃电热鼓风干燥箱中干燥8h，研磨过600目筛，得到改性碳纤维。

7.一种高性能导电橡胶材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1、提前设定好密炼机温度为112℃，转速为50r/min，先加入氢化丁腈橡胶、氟硅橡胶和三元乙丙橡胶，密炼6min；

步骤S2、加入氧化锌、硬脂酸和抗老剂，继续密炼6min；

步骤S3、加入硫化促进剂,继续密炼5min；

步骤S4、加入导电材料和强化剂，密炼8min；

步骤S5、将开炼机的辊距调至最小且保持两端平衡后上胶，待出现包辊时加入硫化剂，并用打三角包和打卷儿法各交替翻炼6次，增大辊距至3-4mm，薄通5次，再次下片，放置20h；

步骤S6、最后在硫化机上硫化，硫化机的压力设定为15MPa，硫化温度设定为160℃，硫化时间为50-70min，制得高性能导电橡胶材料。