[发明专利]一种导电橡胶及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种导电橡胶及其制备方法和应用，属于导电橡胶加工技术领域，特别涉及一种具有可控溶剂敏感性的导电橡胶制备方法。本发明的一种具有可控溶剂敏感性的导电橡胶通过混炼方法，制备不同导电填料数量(导电性)的橡胶，将橡胶分别制成0.05～0.3mm厚的薄片，按照导电填料含量线性递增的排列顺序，将橡胶片分别叠加后进行硫化成型层状结构。成型后的层状橡胶产物放入良溶剂中，实现橡胶的快速溶剂响应，且该方法工艺简单、成本低和使用效果明显。

技术领域

本发明涉及一种导电橡胶及其制备方法和应用，属于导电橡胶加工技术领域，特别涉及一种具有可控溶剂敏感性的导电橡胶制备方法。

背景技术

导电高分子材料在接触化学液体或蒸汽时，基体会发生溶胀，从而造成填充的导电颗粒间距离发生变化，导致高分子材料的电阻率改变，使其具有传感特性，广泛用于化学试剂的检测，石化行业的环境检测和化学试剂的泄漏等传感器方面。

随着近年来，可穿戴和便携式传感器的兴起，柔性材料，如橡胶等引起了广泛的关注。碳系填料填充的橡胶材料具有成本低、强度高和导电性优良等特点作为传感器材料得到较大范围的应用。为了更加便于携带，通常将降低电池的体积，即需要低的电量激活整个装置。因此，对于这类应用的导电橡胶要求初始具有最低的电阻值，以维持装置在低电量下有更好的传感特性。同时，溶剂响应性的导电橡胶材料实质是溶剂对橡胶的溶胀，而橡胶浸泡到溶剂后，其溶胀的速度是很难控制的，特别是填料量较低的橡胶，受导电填料分散性影响，其溶胀的均匀性和重复性等都无法保证；而填料含量较高的导电橡胶由于溶胀能力差，响应速度和灵敏性均相对较差。因此这种传感性材料的响应能力通常决定于其制品的形状和橡胶组成(交联程度等)及橡胶/溶剂相互作用，不像应变传感器等通过控制应变速率和应变大小等由外在条件即可有效控制输出信号。因此导致该类传感器的灵敏性等存在问题，导致信号重复性等控制不稳定，急需开发新的方法控制导电橡胶材料的溶剂敏感性。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种导电橡胶及其制备方法和应用。

本发明的技术解决方案是：

一种导电橡胶，该导电橡胶的原料包括橡胶基体、碳系填充物、硫化剂、促进剂和防老剂；

所述的导电橡胶的结构为n层橡胶薄膜，n大于等于3，n为自然数；

n层橡胶薄膜为以中心层为基准的对称结构，中心层橡胶薄膜的碳系填充物含量为最大添加量，最顶端和最低端的橡胶薄膜的碳系填充物含量为导电逾渗阈值含量；从中心层单侧方向碳系填充物的含量依次线性递递减；

n层橡胶薄膜宽度相同；

中心层橡胶薄膜的配方为：

橡胶：100份

碳系填充物：最大填充量

硫化剂：0.1～8份

促进剂：0～10份

防老剂：0～5份。

n层橡胶薄膜的中心定义为中心层，位于中心层上面的第一层定义为上一层，位于中心层下面的第一层定义为下一层，位于中心层上面的第二层定义为上二层，位于中心层下面的第二层定义为下二层，…；

上一层橡胶薄膜的配方与下一层橡胶薄膜的配方相同；

上二层橡胶薄膜的配方与下二层橡胶薄膜的配方相同；

…

最顶层橡胶薄膜的配方与最底层橡胶薄膜的配方相同。

n层橡胶薄膜中每层橡胶薄膜的厚度为0.05～0.3mm。

橡胶薄膜的种类为丁腈橡胶、氯丁橡胶、天然橡胶、硅橡胶、丁基橡胶中的至少一种。