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1、(10)申请公布号 CN 102153869 A (43)申请公布日 2011.08.17 CN 102153869 A *CN102153869A* (21)申请号 201110128961.7 (22)申请日 2011.05.18 C08L 83/07(2006.01) C08L 83/06(2006.01) C08K 13/06(2006.01) C08K 9/02(2006.01) C08K 7/06(2006.01) C08K 5/14(2006.01) C08K 3/36(2006.01) (71)申请人 天津大学 地址 300072 天津市南开区卫津路 92 号 (72)发明人 。
2、万怡灶 王睿 李群英 罗红林 (74)专利代理机构 天津市杰盈专利代理有限公 司 12207 代理人 王小静 (54) 发明名称 低密度高强度导电橡胶及其制备方法 (57) 摘要 本发明涉及一种低密度高强度导电橡胶及其 制备方法。 其原料的质量组成为 ： 硅橡胶生胶100 份， 导电填料50 80 份， 白炭黑 3 6 份， 硅烷偶 联剂 2 5 份， 羟基硅油 1 3 份， 有机过氧化物 1 3 份。制备方法为采用开放式双棍炼胶机加 工， 将生胶包辊后加入白炭黑、 导电纤维、 硅烷偶 联剂、 羟基硅油混炼， 混炼均匀的胶料经薄通后， 加入有机过氧化物， 薄通， 打卷下片。本发明采用 低密度高。
3、导电纤维作为导电填料， 可以在填料添 加量相对较低的情况下获得一种低密度高导电橡 胶。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 CN 102153870 A1/1 页 2 1. 一种低密度高导电橡胶， 其特征在于它的原料的质量份数组成 ： 2. 根据权利要求 1 所述的导电橡胶， 其特征是所述的硅橡胶生胶为甲基乙烯基硅橡 胶， 乙烯基摩尔含量 0.05 0.50。 3. 根据权利要求 1 所述的导电橡胶， 其特征是所述的导电填料是镀金属镍碳纤维。 4. 根据权利要求 3 所述的镀金属纤维， 其特征是所述的纤维的长度。
4、为 2 5mm。 5. 根据权利要求 1 所述的导电橡胶， 其特征是所述的硅烷偶联剂是乙烯基三乙氧基硅 烷或 - 氨丙基三乙氧基硅烷。 6. 根据权利要求 1 所述的导电橡胶， 其特征是所述的有机过氧化物是 2， 5- 二甲基 -2， 5 二叔丁基过氧己烷或者是过氧化二异丙苯。 7. 根据权利要求 1 所述的导电橡胶， 其特征是所述的白炭黑是沉淀法白炭黑。 8. 一种权利要求 1 所述的低密度高强度导电橡胶的制备方法， 其特征是包括的步骤如 下 ： 采用开放式双辊炼胶机加工， 辊筒温度为 30， 按计量将硅橡胶生胶加到辊筒上， 包 辊后， 先加入白炭黑， 混炼均匀后加入导电填料， 混炼操作时间。
5、 30 60 分钟， 混炼均匀的 胶料经 8 10 次薄通后， 加入硅烷偶联剂， 混炼均匀， 加入羟基硅油， 混炼均匀， 加入有机 过氧化物， 薄通 8 遍， 打卷下片 ； 在平板硫化机上进行一段硫化， 条件为 ： 10MPa 压力下， 1605 10min ； 二段硫化在鼓风干燥箱中进行， 条件为 ： 200 240min。 权 利 要 求 书 CN 102153869 A CN 102153870 A1/3 页 3 低密度高强度导电橡胶及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及一种低密度高强度导电橡胶及其制备方法。 背景技术 0002 以硅橡胶为基材， 加入导电填料制备的复合型导电材料具。
6、有耐高温、 耐老化、 成型 加工性和导电性好的特点， 适于制造形状复杂、 结构细小的导电橡胶制品， 可用于制造计算 机、 移动电话和键盘等设备的导电接触点， 体积电阻率在 1cm 以下的高导电硅橡胶还 可用于航空航天、 舰船等的密封系统中， 实现电子电气设备与环境调和、 共存的电磁兼容环 境， 同时避免重要信息泄露。 常用的导电填料主要有炭黑、 石墨、 碳纳米管等碳系材料及金、 银、 镍等金属粉体。填充金属粉体虽能获得极佳的导电性能， 但存在成本高、 材料密度大等 缺点 ； 碳系填料的密度较小， 但导电性能有限， 一般适合制备体积电阻率在 1cm 以上的 普通导电橡胶。随着镀金属技术的发展， 。
7、近年来开发出镀银玻璃微珠、 镀银铜粉、 镀镍石墨 等复合型导电填料。 其中镀镍石墨因其密度小、 导电性好和耐老化等特点引起了较大关注， 但是， 粉体类导电填料对基体的增强效果有限(大部分粉体填料导电橡胶强度在1.5MPa左 右 ) 不能满足高强度性能的要求。因此寻找一种合适的导电填料， 研发兼具高强度和高导 电性能的橡胶至关重要。碳纤维具有高的比强度、 比模量、 疲劳强度和耐高温等优异性能， 在航空航天、 医疗、 化工等领域已具有广泛应用。 镀镍碳纤维除了具有碳纤维的众多优势之 外还具备高的导电性能， 作为橡胶的导电填料， 可同时满足橡胶低密度、 高强度、 高导电性 的要求， 用以制备新型高强。
8、度高导电橡胶。 发明内容 0003 本发明提供了一种低密度高强度导电橡胶及其制备方法， 它是针对现有导电硅橡 胶高强度与高导电性能不能同时具备的问题， 提供了一种低密度、 高强度导电橡胶及其制 备方法， 通过采用低密度、 高强度导电纤维作为导电填料， 得到了低密度、 高强度、 高导电性 的导电硅橡胶， 采用该技术合成的导电橡胶的力学性能优于粉末状填料的导电橡胶。 0004 本发明提供的低密度高导电橡胶原料质量份数组成 ： 0005 0006 所述的硅橡胶生胶为甲基乙烯基硅橡胶， 乙烯基摩尔含量 0.05 0.50。 0007 所述的导电填料是镀金属碳纤维， 金属包括镍、 铜所述的纤维的长度为 。
9、2 5mm。 0008 所述的硅烷偶联剂是乙烯基三乙氧基硅烷或 - 氨丙基三乙氧基硅烷。 说 明 书 CN 102153869 A CN 102153870 A2/3 页 4 0009 所述的有机过氧化物是2， 5-二甲基-2， 5二叔丁基过氧己烷或者是过氧化二异丙 苯。 0010 所述的白炭黑是沉淀法白炭黑。 0011 本发明提供的低密度高导电橡胶的制备方法包括如下步骤 ： 0012 采用开放式双棍炼胶机加工， 滚筒温度为 30， 按计量将硅橡胶生胶加到辊筒上， 包辊后， 先加入白炭黑， 混炼均匀后加入导电填料， 混炼操作时间 30 60 分钟， 混炼均匀 的胶料经 8 10 次薄通后， 加。
10、入硅烷偶联剂， 混炼均匀， 加入羟基硅油， 混炼均匀， 加入有 机过氧化物， 薄通 8 遍， 打卷下片 ； 在平板硫化机上进行一段硫化， 条件为 ： 10MPa 压力下， 1605 10min ； 二段硫化在鼓风干燥箱中进行， 条件为 ： 200 240min。 0013 本发明获得一种低密度高导电性能的导电橡胶， 主要指标如下 ： 密度 ： 1.22 1.35g/cm ； 体积电阻率 ： 0.02 0.6cm ； 拉伸强度 ： 2.8 3.6MPa ； 断裂伸长率 ： 160 215。本发明的导电橡胶的力学性能优于粉末状填料的导电橡胶。 具体实施方式 0014 实施例 1 ： 低密度高导电橡。
11、胶原料组分如下 ： ( 均为质量份数 ) 0015 0016 制备方法如下 ： 0017 将甲基乙烯基硅橡胶生胶 (110-2， 莱州市金泰硅业有限公司 ) 在双棍开炼机上混 炼至紧包前辊， 加入沉淀白炭黑 (JB-180， 浙江英洛华化工有限公司 )， 混炼均匀后加入长 度为 2-3cm 镀镍碳纤维 (Ni-CF， 碳纤维连续镀镍生产工艺及其屏蔽复合材料， 复合材料学 报， 2010年05期)， 混炼均匀， 依次加入乙烯基三乙氧基硅烷、 羟基硅油和2， 5-二甲基-2， 5 二叔丁基过氧己烷， 薄通 8 遍， 一段硫化、 二段硫化后得到导电橡胶。( 一段硫化条件 ： 平板 机， 10MPa，。
12、 1605， 10min， 二段硫化条件 ： 鼓风干燥箱， 200， 240min， 按 GBT2439-2001 测定， 以下同 )， 其密度为 1.22g/cm3 ； 体积电阻率为 0.57cm ； 拉伸强度为 2.83MPa ； 断 裂伸长率为 215。 0018 实施例 2 ： 低密度高导电橡胶原料组分如下 ： ( 均为质量份数 ) 0019 0020 说 明 书 CN 102153869 A CN 102153870 A3/3 页 5 0021 制备方法如下 ： 0022 将甲基乙烯基硅橡胶生胶在双棍开炼机上混炼至紧包前辊， 加入白炭黑， 混炼均 匀后加入镀镍碳纤维， 混炼均匀， 依。
13、次加入乙烯基三乙氧基硅烷、 羟基硅油和 2， 5- 二甲 基 -2， 5 二叔丁基过氧己烷， 薄通 8 遍， 一段硫化、 二段硫化后得到导电橡胶。其密度为 1.26g/cm3； 体积电阻率为 0.26cm ； 拉伸强度为 2.97MPa ； 断裂伸长率为 197。 0023 实施例 3 ： 低密度高导电橡胶原料组分如下 ： ( 均为质量份数 ) 0024 0025 制备方法如下 ： 0026 将甲基乙烯基硅橡胶生胶在双棍开炼机上混炼至紧包前辊， 加入白炭黑， 混炼 均匀后加入镀镍碳纤维， 混炼均匀， 依次加入乙烯基三乙氧基硅烷， 羟基硅油， 2， 5- 二甲 基 -2， 5 二叔丁基过氧己烷，。
14、 薄通 8 遍， 一段硫化、 二段硫化后得到导电橡胶。其密度为 1.31g/cm3； 体积电阻率为 0.09cm ； 拉伸强度为 3.2MPa ； 断裂伸长率为 180。 0027 实施例 4 ： 低密度高导电橡胶原料组分如下 ： ( 均为质量份数 ) 0028 0029 制备方法如下 ： 0030 将甲基乙烯基硅橡胶生胶在双辊开炼机上混炼至紧包前辊， 加入白炭黑， 混炼 均匀后加入镀镍碳纤维， 混炼均匀， 依次加入乙烯基三乙氧基硅烷， 羟基硅油， 2， 5- 二甲 基 -2， 5 二叔丁基过氧己烷， 薄通 8 遍， 一段硫化、 二段硫化后得到导电橡胶。其密度为 1.35g/cm3； 体积电阻率为 0.02cm ； 拉伸强度为 3.6MPa ； 断裂伸长率为 161。 0031 本发明的显著性特点 ： 0032 采用低密度、 高强度、 高导电的镀镍碳纤维作为橡胶的导电填料， 替代以往导电橡 胶中粉末状导电填料， 解决了导电橡胶高强度与高导电性能不能同时具备的问题， 在高导 电的同时具备良好的力学性能。 说 明 书 CN 102153869 A 。