一種導(dǎo)電丁腈橡膠及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及導(dǎo)電橡膠領(lǐng)域，具體涉及一種導(dǎo)電丁腈橡膠及其制備方法，所述導(dǎo)電丁腈橡膠由以下重量份的原料組成：丁腈橡膠80?110份、納米累托石22?28份、膨脹石墨10?15份、碳納米管4?6份、鍍銀銅粉18?22份、氧化鋅4?6份、硬脂酸0.5?1.5份、鈦酸酯偶聯(lián)劑1?3份、過氧化二異丙苯2?3份、二甲基丙烯酸鎂2?3份、二硫化四甲基秋蘭姆2?3份、硫磺0.5?1份、CuSO4粉末5?8份、改性納米氮化硅2?4份、納米SiO20.5?1份、N，Nˊ?二仲丁基對(duì)苯二胺1.5?3份、阻燃劑2?3份。其制備方法簡(jiǎn)單高效，主要包括混煉、硫化等步驟。本發(fā)明的導(dǎo)電丁腈橡膠在滿足高強(qiáng)度、高導(dǎo)電性要求的同時(shí)，還具有很好的耐高溫性、耐低溫性、抗老化性及優(yōu)異的力學(xué)性能。
【專利說明】
一種導(dǎo)電丁腈橡膠及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及導(dǎo)電橡膠領(lǐng)域，具體涉及一種導(dǎo)電丁腈橡膠及其制備方法。 技術(shù)背景
[0002] 導(dǎo)電橡膠按照結(jié)構(gòu)可以分為填充性和結(jié)構(gòu)性兩類，由于導(dǎo)電高分子的制備十分復(fù) 雜，無法實(shí)際應(yīng)用，所以當(dāng)前應(yīng)用前景最廣泛的都是結(jié)構(gòu)性導(dǎo)電橡膠。它是以彈性體為基礎(chǔ) 體加上導(dǎo)電填料制成，既有彈性體又具有導(dǎo)電性兩種功能性材料。根據(jù)其實(shí)際應(yīng)用，彈性體 可以是通用橡膠，也可以是聚氨酯、硅橡膠等特種橡膠，所用導(dǎo)電填料有炭素類和有色金屬 類。目前導(dǎo)電橡膠廣泛的應(yīng)用于電子、電信、電力、軍工、航天、航空等領(lǐng)域中。
[0003] 丁腈橡膠作為一種較好的導(dǎo)電橡膠基體，通過合理的配方可使其自身具有優(yōu)異的 綜合性能，并滿足高強(qiáng)度、高導(dǎo)電性的要求。中國專利CN 104672544 A公開了一種"竹炭基 導(dǎo)電橡膠材料"，該導(dǎo)電橡膠電阻率小、導(dǎo)電率較高、屏蔽效果好，但是其耐高溫性、耐老化 性及力學(xué)性能仍需要進(jìn)一步提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種導(dǎo)電丁腈橡膠及其制備方法，該導(dǎo)電丁腈橡膠滿足高 強(qiáng)度、高導(dǎo)電性的要求，同時(shí)具有很好的耐高溫性、耐低溫型、抗老化性及優(yōu)異的力學(xué)性能。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
[0006] 一種導(dǎo)電丁腈橡膠，由以下重量份的原料組成：丁腈橡膠80-110份、納米累托石 22-28份、膨脹石墨10-15份、碳納米管4-6份、鍍銀銅粉18-22份、氧化鋅4-6份、硬脂酸0.5-1.5份、鈦酸酯偶聯(lián)劑1-3份、過氧化二異丙苯2-3份、二甲基丙烯酸鎂2-3份、二硫化四甲基 秋蘭姆2-3份、硫磺0.5-1份、CuS〇4粉末5-8份、改性納米氮化硅2-4份、納米Si〇2〇. 5-1份、N， N'_二仲丁基對(duì)苯二胺1.5-3份、阻燃劑2-3份。
[0007] 優(yōu)選地，所述導(dǎo)電丁腈橡膠由以下重量份的原料組成:丁腈橡膠95份、納米累托石 25份、膨脹石墨12份、碳納米管5份、鍍銀銅粉20份、氧化鋅5份、硬脂酸1份、鈦酸酯偶聯(lián)劑2 份、過氧化二異丙苯2份、二甲基丙烯酸鎂2份、二硫化四甲基秋蘭姆3份、硫磺1份、CuS0 4粉 末6份、改性納米氮化硅3份、納米Si020.8份、N，N ' -二仲丁基對(duì)苯二胺2.5份、阻燃劑2份。
[0008] 優(yōu)選地，所述太酸酯偶聯(lián)劑為配位體型偶聯(lián)劑。
[0009] 優(yōu)選地，所述改性納米氮化硅由有機(jī)硅偶聯(lián)劑對(duì)納米氮化硅進(jìn)行表面包覆所得。 [0010]優(yōu)選地，所述阻燃劑為氫氧化鎂。
[0011] 導(dǎo)電丁腈橡膠的制備方法，包括以下步驟：
[0012] (1)按比例稱取各原料；
[0013] ⑵將膨脹石墨、碳納米管、鍍銀銅粉、氧化鋅、硬脂酸、納米Si02、阻燃劑進(jìn)行干 燥，然后再粉碎細(xì)磨、混合均勻，得混合粉體；
[0014] (3)將鈦酸酯偶聯(lián)劑加入到乙醇溶液中，調(diào)節(jié)pH至鈦酸酯偶聯(lián)劑完全溶解，然后把 混合粉體加入其中，充分?jǐn)嚢韬笤龠M(jìn)行超聲波分散，使用噴霧干燥的方法對(duì)其進(jìn)行干燥，使 粉體表面包覆有一層鈦酸酯偶聯(lián)劑；
[0015] (4)先向煉膠機(jī)中加入丁腈橡膠和納米累托石，混煉10-20min后，再加入CuS〇4粉 末、改性納米氮化硅;混煉10-20min后，加入N，N'_二仲丁基對(duì)苯二胺和步驟(3)中表面包覆 有一層鈦酸酯偶聯(lián)劑的混合粉體，混煉均勻，再依次加入二甲基丙烯酸鎂、過氧化二異丙 苯、二硫化四甲基秋蘭姆及硫磺；
[0016] (5)混煉完成后按確定的硫化壓力和時(shí)間在平板硫化機(jī)上進(jìn)行硫化。
[0017] 本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明采用納米累托石作為主要的補(bǔ)強(qiáng)材料，其具有優(yōu)異 的尚溫穩(wěn)定性、尚分散性、阻隔紫外線性，可有效提尚丁臆橡膠的耐尚溫性及抗老化能力。 添加的CuS0 4粉末，使丁腈橡膠所含的可配位腈基與CuS04中金屬銅離子原位形成配位交聯(lián) 鍵，從而增加了其拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率。適量添加的表面包覆有機(jī)硅偶聯(lián)劑的納米氮化 硅則可增強(qiáng)其耐高溫性、耐磨性及抗沖擊性。二甲基丙烯酸鎂以過氧化二異丙苯為引發(fā)劑， 能有效的硫化橡膠，硫化膠具有較高的拉伸強(qiáng)度以及耐高溫、低溫性能、抗撕性、耐疲勞性， 同時(shí)具有較佳的金屬粘結(jié)性，鍍銀銅粉與橡膠粘結(jié)性好。采用多種導(dǎo)電填料相結(jié)合，使其導(dǎo) 電效果優(yōu)異。通過采用超聲波分散、噴霧干燥的方法對(duì)包覆有鈦酸酯偶聯(lián)劑的混合粉體進(jìn) 行處理，可以使偶聯(lián)劑更加均勻的包覆在各粉體粒子上，更好的改善了丁腈橡膠與填料之 間的界面性能。本發(fā)明的導(dǎo)電丁腈橡膠在滿足高強(qiáng)度、高導(dǎo)電性要求的同時(shí)，還具有很好的 耐高溫性、耐低溫性、抗老化性及優(yōu)異的力學(xué)性能。 具體實(shí)施例
[0018] 為了更好地理解本發(fā)明，下面用具體實(shí)例來詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案，但是本 發(fā)明并不局限于此。
[0019] 實(shí)施例1:
[0020] 一種導(dǎo)電丁腈橡膠，由以下重量份的原料組成：
[0021] 丁腈橡膠95份、納米累托石25份、膨脹石墨12份、碳納米管5份、鍍銀銅粉20份、氧 化鋅5份、硬脂酸1份、配位體型鈦酸酯偶聯(lián)劑2份、過氧化二異丙苯2份、二甲基丙烯酸鎂2 份、二硫化四甲基秋蘭姆3份、硫磺1份、CuS〇4粉末6份、改性納米氮化娃3份、納米Si〇2〇. 8份、 N，N 二仲丁基對(duì)苯二胺2.5份、氫氧化鎂2份。
[0022] 所述改性納米氮化硅由有機(jī)硅偶聯(lián)劑對(duì)納米氮化硅進(jìn)行表面包覆所得。
[0023] 導(dǎo)電丁腈橡膠的制備方法，包括以下步驟：
[0024] (1)按比例稱取各原料；
[0025] (2)將膨脹石墨、碳納米管、鍍銀銅粉、氧化鋅、硬脂酸、納米Si02、氫氧化鎂進(jìn)行干 燥，然后再粉碎細(xì)磨、混合均勻，得混合粉體；
[0026] (3)將配位體型鈦酸酯偶聯(lián)劑加入到乙醇溶液中，調(diào)節(jié)pH至配位體型鈦酸酯偶聯(lián) 劑完全溶解，然后把混合粉體加入其中，充分?jǐn)嚢韬笤龠M(jìn)行超聲波分散，使用噴霧干燥的方 法對(duì)其進(jìn)行干燥，使粉體表面包覆有一層配位體型鈦酸酯偶聯(lián)劑；
[0027] (4)先向煉膠機(jī)中加入丁腈橡膠和納米累托石，混煉15min后，再加入CuS04粉末、 改性納米氮化硅;混煉15min后，加入N，N'_二仲丁基對(duì)苯二胺和步驟(3)中表面包覆有一層 鈦酸酯偶聯(lián)劑的混合粉體，混煉均勻，再依次加入二甲基丙烯酸鎂、過氧化二異丙苯、二硫 化四甲基秋蘭姆及硫磺；
[0028] (5)混煉完成后按確定的硫化壓力和時(shí)間在平板硫化機(jī)上進(jìn)行硫化。
[0029] 實(shí)施例2:
[0030] 一種導(dǎo)電丁腈橡膠，由以下重量份的原料組成：
[0031] 丁腈橡膠80份、納米累托石28份、膨脹石墨10份、碳納米管6份、鍍銀銅粉18份、氧 化鋅6份、硬脂酸0.5份、配位體型鈦酸酯偶聯(lián)劑3份、過氧化二異丙苯2份、二甲基丙烯酸鎂3 份、二硫化四甲基秋蘭姆2份、硫磺1份、CuS〇4粉末5份、改性納米氮化娃4份、納米Si〇2〇. 5份、 N，N 二仲丁基對(duì)苯二胺3份、氫氧化鎂2份。
[0032] 所述改性納米氮化硅由有機(jī)硅偶聯(lián)劑對(duì)納米氮化硅進(jìn)行表面包覆所得。
[0033] 導(dǎo)電丁腈橡膠的制備方法，包括以下步驟：
[0034] (1)按比例稱取各原料；
[0035] (2)將膨脹石墨、碳納米管、鍍銀銅粉、氧化鋅、硬脂酸、納米Si02、氫氧化鎂進(jìn)行干 燥，然后再粉碎細(xì)磨、混合均勻，得混合粉體；
[0036] (3)將配位體型鈦酸酯偶聯(lián)劑加入到乙醇溶液中，調(diào)節(jié)pH至配位體型鈦酸酯偶聯(lián) 劑完全溶解，然后把混合粉體加入其中，充分?jǐn)嚢韬笤龠M(jìn)行超聲波分散，使用噴霧干燥的方 法對(duì)其進(jìn)行干燥，使粉體表面包覆有一層配位體型鈦酸酯偶聯(lián)劑；
[0037] (4)先向煉膠機(jī)中加入丁腈橡膠和納米累托石，混煉20min后，再加入CuS04粉末、 改性納米氮化硅;混煉l〇min后，加入N，N'_二仲丁基對(duì)苯二胺和步驟(3)中表面包覆有一層 鈦酸酯偶聯(lián)劑的混合粉體，混煉均勻，再依次加入二甲基丙烯酸鎂、過氧化二異丙苯、二硫 化四甲基秋蘭姆及硫磺；
[0038] (5)混煉完成后按確定的硫化壓力和時(shí)間在平板硫化機(jī)上進(jìn)行硫化。
[0039] 實(shí)施例3:
[0040] -種導(dǎo)電丁腈橡膠，由以下重量份的原料組成：
[0041] 丁腈橡膠110份、納米累托石22份、膨脹石墨15份、碳納米管4份、鍍銀銅粉22份、氧 化鋅4份、硬脂酸1.5份、配位體型鈦酸酯偶聯(lián)劑1份、過氧化二異丙苯3份、二甲基丙烯酸鎂2 份、二硫化四甲基秋蘭姆3份、硫磺0.5份、CuS〇4粉末8份、改性納米氮化娃2份、納米Si 〇2l份、 N，N'_二仲丁基對(duì)苯二胺1.5份、氫氧化鎂3份。
[0042] 所述改性納米氮化硅由有機(jī)硅偶聯(lián)劑對(duì)納米氮化硅進(jìn)行表面包覆所得。
[0043] 導(dǎo)電丁腈橡膠的制備方法，包括以下步驟：
[0044] (1)按比例稱取各原料；
[0045] (2)將膨脹石墨、碳納米管、鍍銀銅粉、氧化鋅、硬脂酸、納米Si02、氫氧化鎂進(jìn)行干 燥，然后再粉碎細(xì)磨、混合均勻，得混合粉體；
[0046] (3)將配位體型鈦酸酯偶聯(lián)劑加入到乙醇溶液中，調(diào)節(jié)pH至配位體型鈦酸酯偶聯(lián) 劑完全溶解，然后把混合粉體加入其中，充分?jǐn)嚢韬笤龠M(jìn)行超聲波分散，使用噴霧干燥的方 法對(duì)其進(jìn)行干燥，使粉體表面包覆有一層配位體型鈦酸酯偶聯(lián)劑；
[0047] (4)先向煉膠機(jī)中加入丁腈橡膠和納米累托石，混煉lOmin后，再加入CuS04粉末、 改性納米氮化硅;混煉20min后，加入N，N'_二仲丁基對(duì)苯二胺和步驟(3)中表面包覆有一層 鈦酸酯偶聯(lián)劑的混合粉體，混煉均勻，再依次加入二甲基丙烯酸鎂、過氧化二異丙苯、二硫 化四甲基秋蘭姆及硫磺；
[0048] (5)混煉完成后按確定的硫化壓力和時(shí)間在平板硫化機(jī)上進(jìn)行硫化。
[0049] 實(shí)施例4:
[0050] -種導(dǎo)電丁腈橡膠，由以下重量份的原料組成：
[0051] 丁腈橡膠100份、納米累托石26份、膨脹石墨10份、碳納米管6份、鍍銀銅粉22份、氧 化鋅4份、硬脂酸0.8份、配位體型鈦酸酯偶聯(lián)劑3份、過氧化二異丙苯2份、二甲基丙烯酸鎂3 份、二硫化四甲基秋蘭姆3份、硫磺0.5份、CuS〇4粉末6份、改性納米氮化娃3份、納米Si〇2〇. 5 份、N，N 二仲丁基對(duì)苯二胺2份、氫氧化鎂3份。
[0052]所述改性納米氮化硅由有機(jī)硅偶聯(lián)劑對(duì)納米氮化硅進(jìn)行表面包覆所得。
[0053]導(dǎo)電丁腈橡膠的制備方法同實(shí)施例2。
[0054] 實(shí)施例5:
[0055] -種導(dǎo)電丁腈橡膠，由以下重量份的原料組成：
[0056] 丁腈橡膠110份、納米累托石28份、膨脹石墨10份、碳納米管4份、鍍銀銅粉21份、氧 化鋅6份、硬脂酸0.5份、配位體型鈦酸酯偶聯(lián)劑1份、過氧化二異丙苯3份、二甲基丙烯酸鎂3 份、二硫化四甲基秋蘭姆2份、硫磺0.5份、CuS〇4粉末8份、改性納米氮化4份、納米Si〇2〇. 5份、 N，N'_二仲丁基對(duì)苯二胺1.5份、氫氧化鎂3份。
[0057]所述改性納米氮化硅由有機(jī)硅偶聯(lián)劑對(duì)納米氮化硅進(jìn)行表面包覆所得。
[0058]導(dǎo)電丁腈橡膠的制備方法同實(shí)施例3。
[0059] 實(shí)施例6:
[0060] 一種導(dǎo)電丁腈橡膠，由以下重量份的原料組成：
[0061] 丁腈橡膠85份、納米累托石24份、膨脹石墨12份、碳納米管4份、鍍銀銅粉19份、氧 化鋅4份、硬脂酸1.5份、鈦酸酯偶聯(lián)劑2份、過氧化二異丙苯2份、甲基丙烯酸鎂3份、二硫化 四甲基秋蘭姆2份、硫磺0.6份、CuS〇4粉末7份、改性納米氮化娃3份、納米Si〇21份、N，N ' -二仲 丁基對(duì)苯二胺3份、氫氧化鎂2.5份。
[0062]所述改性納米氮化硅由有機(jī)硅偶聯(lián)劑對(duì)納米氮化硅進(jìn)行表面包覆所得。
[0063]導(dǎo)電丁腈橡膠的制備方法同實(shí)施例3。
[0064]性能測(cè)試：
[0065]( - )電阻測(cè)試
[0066] 將實(shí)施例1-6制得的硅基導(dǎo)電橡膠，通過在170°C模壓10分鐘制得厚2mm，120mmX 120mm的矩形片，測(cè)電阻，制得的導(dǎo)電丁腈橡膠具有良好的導(dǎo)電性。
[0067](二)拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率和撕裂強(qiáng)度測(cè)試
[0068] 將實(shí)施例1-6所制得的導(dǎo)電丁腈橡膠按GB/T 528-1998和GB/T529-1999測(cè)試其拉 伸強(qiáng)度，斷裂伸長(zhǎng)率及撕裂強(qiáng)度，結(jié)果(見表1)，表明本發(fā)明具有優(yōu)異的力學(xué)性能。
[0069](三)耐老化性能測(cè)試
[0070]老化試驗(yàn)1:將由實(shí)施例1-6制得的導(dǎo)電丁腈橡膠，通過在170°C模壓10分鐘制得厚 2mm，120mm X 120mm的矩形片，在150 °C下烘烤72小時(shí)，測(cè)其老化電阻，拉伸強(qiáng)度，斷裂伸長(zhǎng)率 及撕裂強(qiáng)度，結(jié)果(見表1)所示，各項(xiàng)性能指標(biāo)變化不大，表明本發(fā)明具有很好的抗老化性 能及電性能穩(wěn)定性。
[0071]表1導(dǎo)電丁腈橡膠測(cè)試結(jié)果
[0073]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種導(dǎo)電丁腈橡膠，其特征在于，由以下重量份的原料組成:丁腈橡膠80-110份、納 米累托石22-28份、膨脹石墨10-15份、碳納米管4-6份、鍍銀銅粉18-22份、氧化鋅4-6份、硬 脂酸0.5-1.5份、鈦酸酯偶聯(lián)劑1-3份、過氧化二異丙苯2-3份、二甲基丙烯酸鎂2-3份、二硫 化四甲基秋蘭姆2-3份、硫磺0.5-1份、CuS〇4粉末5-8份、改性納米氮化娃2-4份、納米 Si020.5-1份、N，N'_二仲丁基對(duì)苯二胺1.5-3份、阻燃劑2-3份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電丁腈橡膠，其特征在于，由以下重量份的原料組成：丁腈 橡膠95份、納米累托石25份、膨脹石墨12份、碳納米管5份、鍍銀銅粉20份、氧化鋅5份、硬脂 酸1份、鈦酸酯偶聯(lián)劑2份、過氧化二異丙苯2份、二甲基丙烯酸鎂2份、二硫化四甲基秋蘭姆3 份、硫磺1份、CuS〇4粉末6份、改性納米氮化娃3份、納米Si〇2〇.8份、N，N'_二仲丁基對(duì)苯二胺 2.5份、阻燃劑2份。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)電丁腈橡膠，其特征在于，所述鈦酸酯偶聯(lián)劑為配位體型鈦 酸酯偶聯(lián)劑。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)電丁腈橡膠，其特征在于，所述改性納米氮化硅由有機(jī)硅偶 聯(lián)劑對(duì)納米氮化硅進(jìn)行表面包覆所得。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)電丁腈橡膠，其特征在于，所述阻燃劑為氫氧化鎂。6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的導(dǎo)電丁腈橡膠的制備方法，其特征在于，包括以下步 驟： (1) 按比例稱取各原料； (2) 將膨脹石墨、碳納米管、鍍銀銅粉、氧化鋅、硬脂酸、納米Si02、阻燃劑進(jìn)行干燥，然后 再粉碎細(xì)磨、混合均勻，得混合粉體； (3) 將鈦酸酯偶聯(lián)劑加入到乙醇溶液中，調(diào)節(jié)pH至鈦酸酯偶聯(lián)劑完全溶解，然后把混合 粉體加入其中，充分?jǐn)嚢韬笤龠M(jìn)行超聲波分散，使用噴霧干燥的方法對(duì)其進(jìn)行干燥，使粉體 表面包覆有一層鈦酸酯偶聯(lián)劑； (4) 先向煉膠機(jī)中加入丁腈橡膠和納米累托石，混煉10-20min后，再加入CuS04粉末、改 性納米氮化硅;混煉10_20min后，加入N，N'_二仲丁基對(duì)苯二胺和步驟(3)中表面包覆有一 層鈦酸酯偶聯(lián)劑的混合粉體，混煉均勻，再依次加入二甲基丙烯酸鎂、過氧化二異丙苯、二 硫化四甲基秋蘭姆及硫磺； (5) 混煉完成后按確定的硫化壓力和時(shí)間在平板硫化機(jī)上進(jìn)行硫化。
【文檔編號(hào)】C08K3/22GK105820388SQ201610389075
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年5月30日
【發(fā)明人】慶玉榮
【申請(qǐng)人】安徽省含山縣錦華氧化鋅廠