一种高导电低硬度NBR共混胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高导电低硬度NBR共混胶及其制备方法，采用液体丁腈橡胶降低混炼胶硬度和加入特殊弹性体提高混炼胶加工性能，采用导电炭黑和碳纳米管、石墨烯的组合制备高导电低硬度的混炼胶,本发明专利技术操作简单，原料易得。

A NBR blend with high conductivity and low hardness and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种高导电低硬度NBR共混胶及其制备方法
本专利技术涉及橡胶配方领域，特别是涉及一种共混胶及其制备方法。
技术介绍
NBR/TPEE共混胶的优点是利用TPEE的耐高低温、耐老化、耐臭氧及耐介质性能改善丁腈橡胶的性能。与纯NBR相比，NBR/TPEE共混胶具有以下的特点：显著提高了耐臭氧和耐天候老化性能；提高了耐油、耐燃油和耐化学药品性能；提高了NBR硬度的同时提高胶料的回弹性，同时胶料具有优良的动态力学性能。专利CN109851872A公开了一种制备高弹性导电橡胶的方法，所述导电橡胶包括以下重量份组分：丁腈橡胶50-200份、活性剂2-15份、补强填充剂20-100份、表面改性导电填料5-30份、导电增塑剂2-20份和硫化剂1-5份。本专利技术以具有极性的丁腈橡胶为主体材料，通过添加经过表面改性处理的导电填料，合理调整各组分用量，制得具有良好的导电性能的导电橡胶。但该方法制备工艺复杂，工业化生产成本高，生产效率低，导电橡胶的体积电阻率也较大。专利CN107501656A公开了一种制备导电耐磨丁腈橡胶材料的方法，将石墨微波处理得到膨胀石墨，并将其超声处理，膨胀石墨被震荡分散成纳米石墨片层，纳米石墨片层与丙烯腈与丁二烯发生共聚反应，在乳液共混下，纳米石墨片层活性点与橡胶分子发生发生自硫化，形成导电网络，从而达到改善导电性差的效果.但该方法制备工艺复杂，工业化生产成本高，生产效率低，丁腈橡胶的体积电阻率也较大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高导电(体积电阻率小于0.5Ω·㎝)低硬度(硬度小于75邵A)NBR(丁腈橡胶)共混胶及其制备方法。液体丁腈橡胶是由丙烯腈和丁二烯金聚合后高温热解而成，液体丁腈橡胶是新型低分子液体增韧剂、增塑剂和橡胶软化剂。液体丁腈橡胶与丁腈橡胶，氯丁橡胶，丙烯酸酯橡胶等橡胶相容性好，在橡胶制品中不易抽出，同时可赋予低硬度橡胶制品好的操作性能，广泛用于胶辊、密封件、胶管、密封条等橡胶制品中。乙烯醋酸乙烯酯和聚辛烯弹性体属于聚烯烃热塑性弹性体，聚烯烃热塑性弹性体是一种高性能聚烯烃产品，在常温下成橡胶弹性，具有密度小、弯曲大、低温抗冲击性能高、易加工、可重复使用等特点，在高于熔点的温度下，聚烯烃弹性体是一种低粘度熔体，因此聚烯烃弹性体的塑化作用可在各个方面改善橡胶胶料的加工性能，专家预测，这种产品在21世纪将在国内外汽车制造业中得到广泛应用。碳纳米管，又名巴基管，是一种具有特殊结构(径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级，管子两端基本上都封口)的一维量子材料。碳纳米管主要由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管。层与层之间保持固定的距离，约0.34nm，直径一般为2-20nm。并且根据碳六边形沿轴向的不同取向可以将其分成锯齿形、扶手椅型和螺旋型三种。其中螺旋型的碳纳米管具有手性，而锯齿形和扶手椅型碳纳米管没有手性。碳纳米管上碳原子的P电子形成大范围的离域π键，由于共轭效应显著，碳纳米管具有一些特殊的电学性质。碳纳米管具有良好的导电性能，由于碳纳米管的结构与石墨的片层结构相同，所以具有很好的电学性能。理论预测其导电性能取决于其管径和管壁的螺旋角。当CNTs的管径大于6nm时，导电性能下降；当管径小于6nm时，CNTs可以被看成具有良好导电性能的一维量子导线。有报道说Huang通过计算认为直径为0.7nm的碳纳米管具有超导性，尽管其超导转变温度只有1.5×10-4K，但是预示着碳纳米管在超导领域的应用前景。石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯，因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法，薄膜生产方法为化学气相沉积法(CVD)。石墨烯在室温下的载流子迁移率约为15000cm2/(V·s)，这一数值超过了硅材料的10倍，是目前已知载流子迁移率最高的物质锑化铟(InSb)的两倍以上。在某些特定条件下如低温下，石墨烯的载流子迁移率甚至可高达250000cm2/(V·s)。与很多材料不一样，石墨烯的电子迁移率受温度变化的影响较小，50～500K之间的任何温度下，单层石墨烯的电子迁移率都在15000cm2/(V·s)左右。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种高导电低硬度NBR共混胶的制备方法，其采用的原料包括：NBR50-60％,补强剂5-10％，增塑剂10-15％，弹性体5-10％，导电填料15-20％，防老剂1-3％，硫化剂1-3％。优选的，所述补强剂选自白炭黑、炭黑、活性硅土、强威粉、纳米碳酸钙其中的一种或几种组合。优选的，所述增塑剂是指液体丁腈橡胶，邻苯二甲酸二辛酯，乙酰柠檬酸三丁酯，己二酸二(丁氧基乙氧基乙)酯，混合性醚酯，偏苯三酸二辛酯，对苯二甲酸二辛酯，邻苯二甲酸二异壬酯中的一种或多种。优选的，所述弹性体是指乙烯醋酸乙烯酯，聚辛烯弹性体其中一种或者两种组合。优选的，导电填料是指普通导电炭黑，超导炭黑，乙炔黑，多壁碳纳米管，单壁碳纳米管，石墨烯，石墨，碳纤维其中一种或者几种组合。其中，组分包括：NBR1053100phr，液体丁腈10phr，乙烯醋酸乙烯酯5phr，白炭黑10phr，硅烷偶联剂1phr，超导炭黑20phr，导电炭黑20phr，碳纳米管2phr，石墨烯3phr，邻苯二甲酸二辛酯10phr，防老剂3phr，微晶蜡1phr，氧化锌5phr，硬脂酸1phr，硫磺0.6phr，促进剂4.5phr。包括步骤：(1)将密炼机初始温度设置成70℃，转速为65rpm，然后将丁腈橡胶投入到密炼机中先塑炼1.5min，然后依次投入活性剂、防老剂、白炭黑、液体丁腈橡胶、邻苯二甲酸二辛酯和1/2计量份的导电炭黑以及全部的碳纳米管和石墨烯，密炼1.5min后再投入剩余导电炭黑，再密炼1.5min，提起密炼机上顶栓进行清扫，再密炼至140℃左右排胶；(2)将开炼机辊距调整成1.5mm，将密炼机出来的胶片返炼2-3遍，包辊，然后放入硫磺和促进剂，左右翻胶各三次，然后将开炼机辊距调到0.2mm进行薄通6-8次，按所需要的厚度和尺寸出片，停放12h。由上述任一项所述的制备方法制得的高导电低硬度NBR共混胶。本专利技术的有益效果如下：本专利技术用普通的橡胶加工工艺，通过添加液体丁腈橡胶和特殊弹性体作为增塑剂降低共混胶的硬度和门尼粘度，添加适量碳纳米管，石墨烯提高共混胶导电性，生产出一种硬度低于75邵A，体积电阻率小于0.5的丁腈橡胶共混胶，本专利技术简单可行，效率高。具体实施方式以下通过具体的实施例对本专利技术的技术方案作进一步的阐述。本专利技术采用的配方为：NBR50-60％,补强剂5-10％，增塑剂10-15％，弹性体5-10％，导电填料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高导电低硬度NBR共混胶的制备方法，其采用的原料包括：NBR50-60％,补强剂5-10％，增塑剂10-15％，弹性体5-10％，导电填料15-20％，防老剂1-3％，硫化剂1-3％。/n

【技术特征摘要】
1.一种高导电低硬度NBR共混胶的制备方法，其采用的原料包括：NBR50-60％,补强剂5-10％，增塑剂10-15％，弹性体5-10％，导电填料15-20％，防老剂1-3％，硫化剂1-3％。


2.根据权利要求1的制备方法，其中所述补强剂选自白炭黑、炭黑、活性硅土、强威粉、纳米碳酸钙其中的一种或几种组合。


3.根据权利要求1或2的制备方法，其中所述增塑剂是指液体丁腈橡胶，邻苯二甲酸二辛酯，乙酰柠檬酸三丁酯，己二酸二(丁氧基乙氧基乙)酯，混合性醚酯，偏苯三酸二辛酯，对苯二甲酸二辛酯，邻苯二甲酸二异壬酯中的一种或多种。


4.根据权利要求1或2的制备方法，其中所述弹性体是指乙烯醋酸乙烯酯，聚辛烯弹性体其中一种或者两种组合。


5.根据权利要求1或2的制备方法，其中，导电填料是指普通导电炭黑，超导炭黑，乙炔黑，多壁碳纳米管，单壁碳纳米管，石墨烯，石墨，碳纤维其中一种或者几种组合。


6.权利要求1或2的制备方法，其中，组分包括：
NBR1053100phr，液体丁腈10phr，乙烯醋酸乙烯酯5phr，白炭黑10phr，硅烷偶联剂1phr，超导炭黑20phr，导电炭黑20phr，碳纳米管2phr，石墨烯3phr，邻苯二甲酸二辛酯10phr，防老剂3phr，微晶蜡1phr，氧化锌5phr，硬脂酸1phr，硫磺0.6phr，促进剂4.5phr。


7.根据权利要求6所述的制备方法，主要包括以下步骤：
步骤：...

【专利技术属性】
技术研发人员：高洪强，闫龙龙，刘璇，刘世志，马艺斌，
申请(专利权)人：环球石墨烯青岛有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37