CN111218114A - 一种导电苯基硅橡胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种导电苯基硅橡胶及其制备方法，属于橡胶制品制造技术领域。包括以下质量百分比的原料：硅生胶50~80%、导电填充剂0.1~10%、硫化剂0.1~5%、补强填充剂20~40%;该导电苯基硅橡胶导电剂用量小而导电性能优异，硫化胶强度高、压变小、不掉粉喷霜，成品的使用寿命和效果大幅提升；一种导电苯基硅橡胶的制备方法，包括以下加工步骤：将硅生胶投到捏合机中，150~180℃抽真空后进行捏合处理12~48小时；将处理后的苯基硅生胶加入开炼机，依次加入导电填充剂，补强填充剂和硫化剂进行充分混炼，20~40分钟，薄通3~5遍；将充分混炼的胶料从开炼机下片，填入模具中置于平板硫化机上160~180℃硫化20~40分钟，后放入烘箱内阶梯升温至200~250℃，二段硫化12~24小时，即得所述导电苯基硅橡胶成品。

Description

一种导电苯基硅橡胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及化工技术领域，尤其涉及一种耐高温低压变导电苯基硅橡胶及其制备方法。

背景技术

高温硫化硅橡胶制品具有优异的综合性能，广泛应用于航空、航天、电子电器、化工、仪表和汽车等工业领域以及医疗卫生和日常生活等方面。在耐高低温和耐辐照领域，苯基硅橡胶又相较于传统的甲基乙烯基或二甲基硅橡胶具有更加突出的表现。随着科学技术的发展，针对一些特殊领域严苛环境条件下，对于橡胶制品的综合性能又提出了更高要求。现有技术中有针对甲基乙烯基硅橡胶通过添加导电填充剂制得导电硅橡胶，应用于电线电缆等领域，但其无论从硅橡胶本身生胶的选择到导电填料的选择都局限了其导电硅橡胶的使用环境条件，在一些高端特殊领域特殊部件中如航空航天、装甲设备、船舶设备等，则无法满足其使用要求，例如在存在辐照环境中，高温条件下，普通硅胶密封制品经长时间的压缩后会迅速老化变形，甚至失去密封效果，并黏着接触面，析出或粘稠或粉末状物质，影响使用效果和使用寿命；同时在严苛条件下，要求硅橡胶制品具有一定的导电性能，这必将以引入不利于硅橡胶本身性能的导电物质来满足其导电性能，必然损失部分硅橡胶制品的整体性能，从而不能满足严苛条件下的稳定使用。

发明内容

本发明为了克服上述缺陷，提供了一种导电苯基硅橡胶及其制备方法，该导电苯基硅橡胶导电剂用量小而导电性能优异、硫化胶强度高、高温压变性能好，硫化后不粘模不掉粉不喷霜，使用该橡胶制作的硫化产品在长时间使用后不会出现粘黏、物质析出等现象，提高了产品的使用寿命和工作效率，适用于制造使用环境恶劣，性能要求严苛的橡胶制品。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案。

一种导电苯基硅橡胶，包括以下质量百分比的原料：

硅生胶50~80%

导电填充剂0.1~10%

硫化剂0.1~5%

补强填充剂20~40%

另外，根据本发明上述实施例的硅橡胶还具有如下附加的技术特征：

在本发明的实施例中所述的硅生胶为苯基含量为4~7%，平均分子量为40万~80万的苯基硅橡胶；因其为分子链中引入苯基而制成的硅橡胶，较常见的甲基乙烯基硅橡胶或二甲基硅橡胶等具有更好的耐高温性能，并可以在辐照条件下稳定使用；

进一步的，所述导电填充剂为以二甲基乙烯基硅橡胶为母胶添加单壁碳纳米管的混合物，单壁碳纳米管含量为5~20%；传统为实现导电性能多采用导电碳黑作为导电填充剂，虽然导电碳黑可以满足胶料的导电性能，但需要使用大质量份数，而导电碳黑对于硅橡胶而言填料性质大于补强性质，因而添加大量导电碳黑的硅橡胶其力学性能和压变性能会大打折扣，本发明采用新型以单壁碳纳米管作为导电介质导电填充剂，可以大大减少填充剂用量，在保证导电性能的同时，减小对硅橡胶混炼胶力学性能和压变性能的影响；

进一步的，所述硫化剂为无味过氧化二异丙苯，俗称硫化剂无味DCP；使用无味硫化剂的橡胶产品较传统硫化剂的使用范围更广，可以用于与人接触密切的橡胶制品中，对人体无伤害；

进一步的，所述的补强填充剂为经脱羟基处理后的气相法白炭黑，比表面积为175~250m²/g，经过处理后的白炭黑可以在使用过程中省略为处理白炭黑而添加的硅烷偶联剂，在增强与橡胶之间结合的能力同时也可以减少小分子物质的产生，从而减小混炼胶及硫化产品析出粘稠状或粉状物质的可能性；

上述有关组分的技术特点能够提高苯基硅橡胶的导电性能、拉伸强度、扯断伸长率、降低高温压缩永久变形等性能，可以满足极端严苛环境下所得产品的长期高效稳定使用要求。

在本发明的另一方面，本发明提出了导电苯基硅橡胶的制备方法，包括，将苯基硅橡胶经捏合机高温处理后，在开炼机中与碳纳米管、白炭黑，DCP等物料充分混炼制得导电苯基硅橡胶混炼胶，后经平板硫化机高温一段硫化和烘箱内高温二段硫化制得所述导电苯基硅橡胶。

另外根据本发明上述实施例的苯基硅橡胶的制备方法还具有如下附加的技术特征：

（1）按照配方称取各种物料，分别放置到各个容器中；

（2）将苯基硅橡胶生胶投放到捏合机中升温至150~180℃，抽真空-0.07~-0.09MPa，持续捏合处理12~48小时；

（3）将生胶投放到开炼机中，缓慢加入导电填充剂，充分混炼后，按顺序依次加入白炭黑、硫化剂，充分混炼，整个过程20~40分钟；

（4）将混炼胶薄通3~5遍后，下片，即得导电苯基硅橡胶混炼胶。

（5）将混炼胶填入模具，置平板硫化机中在温度为160℃~180℃硫化20~40min，制得硫化导电苯基硅橡胶；

（6）将硫化好的硅橡胶置于烘箱内，阶梯升温至200~250℃，二段硫化12~24小时，即得所述导电苯基硅橡胶。由此可以有效制备具有高导电性能，高拉伸强度，高扯断伸长率，低高温压缩永久变形性能的导电苯基硅橡胶。

具体实施方式

下面详细描述本发明的较佳实施例。下面描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明的一种导电苯基硅橡胶，其体积电阻率小于等于10⁴Ω·cm，拉伸强度大于等于4MPa,扯断伸长率大于等于150%，包括以下质量百分比的原料：

硅生胶 60%

导电填充剂 3.8%

硫化剂 1.2%

补强填充剂 35%

本实施例的导电填充剂为以二甲基乙烯基硅橡胶为母胶添加单壁碳纳米管的混合物，单壁碳纳米管含量为10%

本实施例的硅生胶为苯基含量为6.7%，平均分子量为55万的苯基硅橡胶生胶。

本实施例的硫化剂为无味DCP（无味过氧化二异丙苯）。

一种导电硅橡胶的制备方法包括以下加工步骤：

步骤A，按照配方称取各种物料，分别放置到各个容器中；

步骤B，将硅生胶投放到捏合机中升温至150℃，抽真空-0.08MPa，持续捏合处理12小时；

步骤C，将生胶投放到开炼机中，缓慢加入导电填充剂，充分混炼后，按顺序依次加入白炭黑、硫化剂，充分混炼，整个过程30分钟；

步骤D，将混炼胶薄通5遍后，下片，即得导电苯基硅橡胶混炼胶。

步骤E，将混炼胶填入模具，置平板硫化机中在温度为175℃硫化25min，制得硫化导电苯基硅橡胶；

步骤F，将硫化好的硅橡胶置于烘箱内，阶梯升温至200℃，二段硫化12小时，即得实施例所述导电苯基硅橡胶成品。

使用说明：

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实例对本发明做了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者同等替换，而不脱离本发明技术方案的实质范围。

Claims (6)

1.一种导电苯基硅橡胶，其特征在于：由以下质量百分比的原料组成：

硅生胶50~80%

导电填充剂0.1~10%

硫化剂0.1~5%

补强填充剂20~40%。

2.根据权力要求1所述的硅橡胶，其特征在于，所述的硅生胶为苯基含量为4~7%，平均分子量为40万~80万的苯基硅橡胶。

3.根据权力要求1所述的硅橡胶，其特征在于，所述导电填充剂为以二甲基乙烯基硅橡胶为母胶添加单壁碳纳米管的混合物，单壁碳纳米管含量为5~20%。

4.根据权利要求1所述的硅橡胶，其特征在于，所述硫化剂为无味过氧化二异丙苯，俗称硫化剂无味DCP。

5.根据权力要求1所述的硅橡胶，其特征在于，所述补强填充剂为经脱羟基处理后的气相法白炭黑，比表面积为175~250m²/g。

6.根据权利要求1—5中任一项所述的导电苯基硅橡胶的制备方法包括以下加工步骤：

步骤A，按照配方称取各种物料，分别放置到各个容器中；

步骤B，将硅生胶投放到捏合机中升温至150~180℃，抽真空-0.07~-0.09MPa，持续捏合处理12~48小时；

步骤C，将生胶投放到开炼机中，缓慢加入导电填充剂，充分混炼后，按顺序依次加入白炭黑、硫化剂，充分混炼，整个过程20~40分钟；

步骤D，将混炼胶薄通3~5遍后，下片，即得导电苯基硅橡胶混炼胶；

步骤E，将混炼胶填入模具，置平板硫化机中在温度为160℃~180℃硫化20~40min，制得硫化导电苯基硅橡胶；步骤F，将硫化好的硅橡胶置于烘箱内，阶梯升温至200~250℃，二段硫化12~24小时，即得所述导电苯基硅橡胶。