一种抗静电阻燃硅橡胶泡沫材料的制备方法技术

本发明专利技术公开一种抗静电阻燃硅橡胶泡沫材料的制备方法，以硅橡胶、发泡剂、交联剂、催化剂和热还原氧化石墨烯为原料，通过以下步骤制备：①将硅橡胶搅拌分散于溶剂中得到硅胶分散液；②将热还原氧化石墨烯置于相同溶剂中进行超声分散并与偶联剂进行加热搅拌，再将加热搅拌后的液体加入至硅胶分散液中再次搅拌，真空脱除溶剂；③依次加入交联剂、催化剂和发泡剂，均匀搅拌后置于模具中进行发泡硫化，制得3mm厚的硅橡胶/石墨烯复合硅橡胶泡沫片材。本发明专利技术采用石墨烯同时作为抗静电剂、阻燃剂和补强剂，具有良好的抗静电性、阻燃性和力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种抗静电阻燃硅橡胶泡沬材料的制备方法
本专利技术涉及硅橡胶泡沫材料的制备方法
，特别是涉及一种具有抗静电和阻燃性的硅橡胶泡沫材料的制备方法。
技术介绍
娃橡父在硫化如是一类以娃氧键为王链，娃原子侧基连接甲基、苯基、乙稀基等有机基团的具有网状结构的聚硅氧烷化合物。硅橡胶泡沫又称海绵硅橡胶，是硅橡胶经发泡制得的多孔弹性材料。硅橡胶泡沫集硅橡胶和泡沫材料的特性于一身，不仅具有硅橡胶优异的耐高低温、耐辐射性和化学稳定性，还具有泡沫材料的低密度、高弹性、隔音、隔热、阻尼和减震等功能，广泛用作推进器和机舱的填充材料以及火箭壁的绝热材料。 然而，硅橡胶良好的绝缘性使得其在使用过程中表面容易积累电荷，产生静电。如在印刷过程中，印刷介质的传递使印刷机胶辊表面由于摩擦而带静电，造成印刷效果不佳；飞行器在高空飞行过程与空气摩擦产生静电聚集于机身，对其安全着陆构成潜在威胁。同时，由于硅橡胶易燃的缺点，严重限制了其在电子电器及输电线路方面的应用。目前，改善高分子材料抗静电性的方法主要是通过在其表面涂布抗静电剂或在其内部添加导电填料。 表面涂布抗静电剂法虽效果较好，但其抗静电性在使用过程中经擦拭或水洗容易失去。相比之下，内部添加导电填料的方法可以克服这种缺点。常见的导电填料主要分为碳系和金属系两类。碳系导电填料主要包括炭黑、石墨和碳纤维。乙炔炭黑由于其较低的体积电阻率(60 Ω /cm左右)，对硅橡胶综合性能(如硅橡胶的补强，耐候性和耐磨性等)的改善效果较好，是目前制备导电硅橡胶最常用的碳系导电填料之一。例如，等张凯等人(张凯，傅强，谭云等.抗静电硅橡胶泡沫材料的研制[J].绝缘材料，2005，(6): 11-17.)通过在硅橡胶中加入15%的乙炔炭黑，所制备的硅橡胶泡沫的表面电阻率达到了 106Ω，达到了 108?109Ω的抗静电指标。金属系导电填料由于其优良的导电性能通常被用来制备高导电硅橡胶。常见的金属导电填料有铝粉、铜粉、银粉、铜镀银等。如由铝镀银所制备的高导电橡胶常用作电磁屏蔽材料。碳系导电填料的稳定性比金属系好，在使用过程中不易氧化，还可增加导电橡胶的耐候性、耐磨性，兼作着色剂，且其来源较广，价格较低。其缺点是在橡胶中的分散性较差，所制备的导电娃胶体积电阻率一般不大(不小于0.5 Ω /cm)。相较而言，金属系导电填料导电性较好，如纯银填充的导电硅胶体积电阻率最低可达10_4Q/cm，主要用于电磁屏蔽材料。缺点是密度较大，成本较高。 硅橡胶的阻燃性能的改善通常所采用的方法是添加阻燃剂、对硅橡胶的生胶进行化学改性、与阻燃型高分子材料共混。其中，添加阻燃剂是提高硅橡胶阻燃性能的一种最简单且有效的方法。目前，常用的阻燃剂主要分为:卤系阻燃剂、无机金属氢氧化物阻燃剂、膨胀型阻燃剂、蒙拓土、碳纳米管和石墨烯。如Guobo Huang等人(Guobo Huang, SuqingChen, Shouwan Tang et al.A novel intumescent flame retardant-funct1nalizedgraphene: nanocompositesynthesis, characterizat1n, and flammabiIityproperties [J].Materials Chemistry and Physics，2012，(135): 938-947)将膨胀型阻燃剂聚哌嗪螺环双膦酸盐接枝到氧化石墨烯表面进而与乙烯醋酸乙烯嵌段共聚物(EVA)共混并进行化学还原。结果表明，石墨烯在EVA基体中分散良好且所制得的EVA/石墨烯阻燃橡胶的热稳定性和阻燃性较纯EVA得到大幅度的提高。
技术实现思路
针对上述技术现状，本专利技术旨在提供，利用该方法能够获得具有良好抗静电性、阻燃性能和力学性能的硅橡胶泡沫材料。 为了实现上述技术目的，本专利技术人在长期的实验探索中针对硅橡胶泡沫抗静电性、阻燃性能较差，以及其发泡过程中由于高含量填料加入所导致泡孔结构的破坏，力学性能较差，永久变形高等情况，选用热还原氧化石墨烯作为抗静电剂、阻燃剂和补强剂，通过在其表面接枝有机硅聚合物来提高其在硅橡胶中的分散，改善硅橡胶的发泡能力，促进导电网络的形成，进而制得具有良好的抗静电性、阻燃性和力学性能的硅橡胶/石墨烯复合泡沫材料。 具体而言，本专利技术所采用的技术方案为:，以硅橡胶、发泡剂、交联剂、催化剂和热还原氧化石墨烯为原料，通过以下步骤制备:①将娃橡胶搅拌分散于溶剂中得到娃胶分散液；②将热还原氧化石墨烯置于相同溶剂中进行超声分散并与偶联剂进行加热搅拌，再将加热搅拌后的液体加入至硅胶分散液中再次搅拌，真空脱除溶剂；③依次加入交联剂、催化剂和发泡剂，均匀搅拌后置于模具中进行发泡硫化，制得3mm厚的硅橡胶/石墨烯复合硅橡胶泡沫片材。 进一步，所述原料的各组分及其重量份数如下:硅橡胶100份、溶剂77?83份、发泡剂3?4份、偶联剂I?8份、交联剂5?6份、催化剂5?6份和石墨烯I?10份。 进一步,该偶联剂米用的为Y-氨丙基二乙氧基娃烧。 [0011 ] 进一步，在所述原料中，石墨烯的重量份数为21份，进一步优选为3-6份，更优选为5份。 进一步，所述硅橡胶包括:甲基乙烯基硅橡胶、端乙烯基硅橡胶、α，ω - 二羟基聚~■甲基娃氧烧(107娃橡I父)和乙稀基苯基娃橡I父中的一种或多种。 进一步，所述发泡剂包括:含氢硅油、碳酸氢钠、碳酸氢铵、偶氮二异丁腈ΑΙΒΝ、N，N’-二亚硝基五次甲基四胺Η、Ν，N’ - 二甲基-N，N’ - 二亚硝基对苯DMDNTA中的一种或多种。 进一步，所述催化剂包括:钼、镍、二月硅酸二丁基锡中的一种或多种。 进一步，所述交联剂包括:端乙烯基硅油、过氧化二异丙苯DCP、过氧化二苯甲酰ΒΡ0,2, 5- 二甲基2，5- 二叔丁基过氧基己烷DBPMH、2，4- 二氯过氧化二苯甲酰DCBP、过氧化苯甲酸叔丁酯ΤΒΡΒ、过氧化二叔丁酯DTBP中的一种。 进一步，步骤③中发泡为室温发泡或平板硫化机的方式。 采用上述结构后，本专利技术至少具有如下优点:现有专利技术一般采用炭黑、石墨、碳纤维等来提高硅橡胶泡沫的抗静电性，采用氢氧化铝、蒙脱土、硅藻土等改善硅橡胶泡沫的阻燃性能，这些方法难以通过一种填料同时对硅橡胶泡沫抗静电性和阻燃性能进行提高。此外还存在填料添加量高、泡孔结构差，力学性能差，永久变形闻等问题。 本专利技术在制备硅橡胶泡沫材料时，采用石墨烯同时作为抗静电剂和阻燃剂。由于石墨烯具有较高的导电性和比表面积，只需加入少量石墨烯就能极大地提高硅橡胶泡沫材料的导电和阻燃性能。另外，本专利技术所使用的石墨烯也可兼作补强剂，对硅橡胶泡沫的力学性能也有大幅度的提闻。 【具体实施方式】 为了进一步解释本专利技术的技术方案，下面通过具体实施例来对本专利技术进行详细阐述。 实施例1:(O配制原料，原料的各组分及其重量份数如下:107硅橡胶(α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷):100份石墨烯:3份溶剂石油醚:77份含氢娃油:3份钼催化剂:5份端乙烯基硅油:2份 偶联剂KH550:2份(2)首先，将107硅橡胶搅拌溶解于石油醚中得到硅胶分散液。而后，石墨烯置于石油醚中超声分散10 min并与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗静电阻燃硅橡胶泡沫材料的制备方法，其特征在于，以硅橡胶、发泡剂、交联剂、催化剂和热还原氧化石墨烯为原料，通过以下步骤制备：①将硅橡胶搅拌分散于溶剂中得到硅胶分散液；②将热还原氧化石墨烯置于相同溶剂中进行超声分散并与偶联剂进行加热搅拌，再将加热搅拌后的液体加入至硅胶分散液中再次搅拌，真空脱除溶剂；③依次加入交联剂、催化剂和发泡剂，均匀搅拌后置于模具中进行发泡硫化，制得3 mm厚的硅橡胶/石墨烯复合硅橡胶泡沫片材。

【技术特征摘要】
1.一种抗静电阻燃硅橡胶泡沫材料的制备方法，其特征在于，以硅橡胶、发泡剂、交联齐U、催化剂和热还原氧化石墨烯为原料，通过以下步骤制备: ①将娃橡胶搅拌分散于溶剂中得到娃胶分散液； ②将热还原氧化石墨烯置于相同溶剂中进行超声分散并与偶联剂进行加热搅拌，再将加热搅拌后的液体加入至硅胶分散液中再次搅拌，真空脱除溶剂； ③依次加入交联剂、催化剂和发泡剂，均匀搅拌后置于模具中进行发泡硫化，制得3mm厚的硅橡胶/石墨烯复合硅橡胶泡沫片材。2.如权利要求1所述的一种抗静电阻燃硅橡胶泡沫材料的制备方法，其特征在于，所述原料的各组分及其重量份数如下:硅橡胶100份、溶剂77?83份、发泡剂3?4份、偶联剂I?8份、交联剂5?6份、催化剂5?6份和石墨烯I?10份。3.如权利要求1所述的一种抗静电阻燃硅橡胶泡沫材料的制备方法，其特征在于，该偶联剂米用的为Y-氨丙基二乙氧基娃烧。4.如权利要求1所述的一种抗静电阻燃硅橡胶泡沫材料的制备方法，其特征在于，在所述原料中，石墨烯的重量份数为21份，进一步优选为3-6份，更优选为5份。5.如权利要求1所述的一种抗静电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟文涛，郑文革，李洋，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：浙江;33