一种碳晶发热混炼硅橡胶材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种碳晶发热混炼硅橡胶材料，包括以下重量份数的各原料：50‑100份硅橡胶生胶、1‑5份硅油、8‑100份纳米碳晶粉和1‑10份偶联剂。本发明专利技术提供的碳晶发热混炼硅橡胶材料，在电场作用下能自发热，具有优异的发热和散热效率，同时具有良好的柔韧性，可塑性强，且兼具绿色安全环保等特征。本发明专利技术还提供了一种碳晶发热混炼硅橡胶材料的制备方法。

【技术实现步骤摘要】
一种碳晶发热混炼硅橡胶材料及其制备方法
本专利技术涉及硅橡胶材料领域，具体涉及一种碳晶发热混炼硅橡胶材料及其制备方法。
技术介绍
现代生活中，人们对生活品质的要求越来越高，特别是对于居室环境温度的的舒适程度。对于我国来说，绝大多数地区冬天都比较寒冷，而且广大的南方地区的冬天潮湿阴冷，人们身处这样的环境中会很不舒服，尤其是老年人或小孩。为了改善环境舒适度，发热取暖制品成为大多数人们的首选，而兼具良好柔性，可以贴合身体的发热取暖制品更是受到人们的青睐。目前，传统的发热取暖制品多以金属电热丝、陶瓷发热管、石英发热管、卤素管等作为发热元件，进而通过将内部发热元件所产生的热量逐渐传递出去以达到供暖的目的。然而由于这些传统的发热取暖制品的整体传热并不均一，容易导致空间温度分布极不均匀，热效率低下等问题；同时，传统的发热取暖制品通常需要一些坚硬外壳材料用以保护内部发热元件，整体不具柔韧性，不易制成可贴合身体或其他样式的产品；此外，传统的发热取暖制品时常出现升温慢，有噪音，使用寿命短，能耗高，不够安全环保等问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种碳晶发热混炼硅橡胶材料，所述碳晶发热混炼硅橡胶材料在电场作用下能自发热，具有优异的发热和散热效率，同时具有良好的柔韧性，可塑性强，且兼具绿色安全环保等特征。具体地，第一方面，本专利技术提供了一种碳晶发热混炼硅橡胶材料，所述碳晶发热混炼硅橡胶材料包括以下重量份数的各原料：50-100份硅橡胶生胶、1-5份硅油、8-100份纳米碳晶粉和1-10份偶联剂。本专利技术中，所述硅橡胶生胶的重量份数可以为50-70份、或60-80份、或65-85份、或70-100份。进一步地，所述硅油的重量份数可以为1-3份、或2-4份、或3-5份。进一步地，所述纳米碳晶粉的份数可以为8-100份、或10-80份、或15-75份、或20-60份、或30-100份。所述偶联剂的重量份数可以为1-5份、或3-7份、或5-10份。优选地，所述硅橡胶生胶包括二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶和甲基苯基乙烯基硅橡胶中的一种或多种。所述硅橡胶生胶因无味、无毒、活性低，耐生物老化，对人体组织反应小，无明显的中毒、排异现象，在医学卫生中得到广泛的应用。优选地，所述硅油包括羟基硅油和二苯基硅二醇的一种或多种。所述硅油是一种优良结构控制剂，可以有效提高本专利技术所述碳晶发热混炼硅橡胶材料的可塑性和表面硬度，从而使得本专利技术所述碳晶发热混炼硅橡胶材料相比硅橡胶生胶，具有更好的柔韧性、回弹性和表面硬度。优选地，所述纳米碳晶粉的直径为50-200nm，长度为0.5-300μm，本专利技术中，所述纳米碳晶粉均匀分布在碳晶发热混炼硅橡胶材料中，从而使得在电场作用下碳晶发热混炼硅橡胶材料的温度分布均匀；同时，所述纳米碳晶粉在电场作用下，可以产生大量波长在8-15μm的远红外线，极易被人体或物体吸收，使物体温度迅速升高，实现了电能向热能的转换。优选地，所述偶联剂包括硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂的一种或多种。具体地，所述硅烷偶联剂包括硅烷偶联剂KH550，硅烷偶联剂KH560，硅烷偶联剂KH570，硅烷偶联剂KH792，硅烷偶联剂DL602和硅烷偶联剂DL171中的一种或多种；所述钛酸酯偶联剂包括异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯，异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯，三异硬酯酸钛酸异丙酯，双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯和四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯中的一种或多种。所述偶联剂起到偶联增强的作用，可提高硅橡胶的耐水、耐高温、耐气候等性能。可选地，所述碳晶发热混炼硅橡胶材料的原料还包括重量份数为3-130份的导热碳材料，所述导热碳材料包括导电炭黑、短切碳纤维、石墨粉、碳纳米管和石墨烯中的一种或多种。本专利技术中，所述导热碳材料可以增强碳晶发热混炼硅橡胶材料的导热导电效率。进一步地，所述导电炭黑的重量份数可以是6-30份、或10-20份、或15-25份，所述导电炭黑的粒径范围为2nm-200μm。本专利技术中，所述导电炭黑可以有效提升碳晶发热混炼硅橡胶材料的导电导热效率，可以与纳米碳晶粉一道形成导电网络，提升硅橡胶材料的发热效率；并且所述导电炭黑具有一定的抗静电作用，有利于提高产品的安全性。进一步地，所述短切碳纤维的重量份数可以为15-30份、或15-20份、或15-25份，所述短切碳纤维的尺寸为2-20mm。所述短切碳纤维有助于碳晶与碳晶之间、碳晶与导热碳材料之间的电热传导，提高所述碳晶发热混炼硅橡胶材料整体的传热效率，减少电阻值。进一步地，所述石墨粉的重量份数可以为3-20份、或3-10份、或10-15份，所述石墨粉粒度为400-8000目。所述石墨粉添加至碳晶发热混炼硅橡胶材料中可以提高材料整体的发热导电效率。进一步地，所述碳纳米管的重量份数可以为5-30份、或10-20份、或15-25份、或5-15份，所述碳纳米管的直径为0.5-50nm，长度为5-30μm。本专利技术中，所述碳纳米管具有一定的传热作用，同时在电场作用下具有一定的发热作用，有助于提升碳晶发热混炼硅橡胶材料的发热导电效率。进一步地，所述石墨烯的重量份数可以为5-20份、或5-10份、或10-20份、或5-15份，所述石墨烯为1-10层，所述石墨烯的长宽尺寸范围为3-40μm。所述石墨烯有利于提高本专利技术所述的碳晶发热混炼硅橡胶材料的传热导电效率。可选地，所述碳晶发热混炼硅橡胶材料的原料还包括表面活性剂和分散剂中的一种或多种，所述表面活性剂的重量份数为10-50份，所述分散剂的重量份数为1-10份。进一步地，所述表面活性剂的重量份数可以为10-30份、或15-25份、或20-40份、或15-35份、或15-45份；所述分散剂的重量份数可以为1-5份、或3-7份。优选地，所述表面活性剂包括离子型表面活性剂(包括阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂)、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂、复配表面活性剂和其他表面活性剂中的任意一种。具体地，所述表面活性剂可以为十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、羧甲基纤维素钠、直链烷基苯磺酸钠(LAS)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵(AESA)、月桂醇硫酸钠(K12或SDS)、月桂酰基谷氨酸、壬基酚聚氧乙烯(10)醚(TX-10)、平平加O、二乙醇酰胺(6501)硬脂酸甘油单酯、木质素磺酸盐、重烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐(石油磺酸盐)、扩散剂NNO、扩散剂MF、烷基聚醚(PO-EO共聚物)和脂肪醇聚氧乙烯(3)醚(AEO-3)中的一种或多种。优选地，所述分散剂包括无机分散剂和有机分散剂的任意一种。具体地，所述分散剂包括分散剂BYK、硅酸盐类分散剂、碱金属磷酸盐类、三乙基己基磷酸、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶和脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或多种。可选地，本专利技术所述碳晶发热混炼硅橡胶的原料还包括补强剂，所述补强剂的重量份数可以为10-60份、或10-30份、或20-40份、或30-60份。所述补强剂包括白炭黑、乙炔炭黑、炭黑、硅酸盐、活性碳酸钙、氧化锌中的一种或多种。所述补强剂有利于提高本专利技术碳晶发热混炼硅橡胶材料的强度和韧性；其中所述白炭黑可用于浅色或彩色的碳晶发热混炼硅橡胶材料，所述乙炔炭黑的常用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳晶发热混炼硅橡胶材料，其特征在于，包括以下重量份数的各原料：50‑100份硅橡胶生胶、1‑5份硅油、8‑100份纳米碳晶粉和1‑10份偶联剂。

【技术特征摘要】
1.一种碳晶发热混炼硅橡胶材料，其特征在于，包括以下重量份数的各原料：50-100份硅橡胶生胶、1-5份硅油、8-100份纳米碳晶粉和1-10份偶联剂。2.如权利要求1所述的碳晶发热混炼硅橡胶材料，其特征在于，所述硅橡胶生胶包括二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶和甲基苯基乙烯基硅橡胶中的一种或多种，所述硅油包括羟基硅油和二苯基硅二醇的一种或多种，所述偶联剂包括硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂的一种或多种。3.如权利要求1所述的碳晶发热混炼硅橡胶材料，其特征在于，所述碳晶发热混炼硅橡胶材料的原料还包括重量份数为3-130份的导热碳材料，所述导热碳材料包括导电炭黑、短切碳纤维、石墨粉、碳纳米管和石墨烯中的一种或多种。4.如权利要求1所述的碳晶发热混炼硅橡胶材料，其特征在于，所述碳晶发热混炼硅橡胶材料的原料还包括表面活性剂和分散剂中的一种或多种，所述表面活性剂的重量份数为10-50份，所述分散剂的重量份数为1-10份。5.如权利要求1所述的碳晶发热混炼硅橡胶材料，其特征在于，所述碳晶发热混炼硅橡胶材料的原料还包括补强剂、远红外发射剂和负离子粉中的一种或多种，所述补强剂的重量份数为10-60份，所述远红外发射剂的重量份数为5-20份，所述负离子粉的重量份数为3-20份。6.一种碳晶发热混炼硅橡胶材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)按重量份数，取8-100份纳米碳晶粉，将所述纳米碳晶粉进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：金书明，
申请(专利权)人：金书明，
类型：发明
国别省市：广东,44