一种新型石墨抗静电硅胶胶面制造技术

本发明专利技术公开了一种新型石墨抗静电硅胶胶面，具体涉及硅胶加工技术领域，本发明专利技术通过将准备好的无水乙醇与表面活性剂溶液混合，再向混合溶液中加入硅酸钠，向混合溶液中依次添加氯化钴溶液和氯化钙溶液，从而制得凝胶，且将混合好的物料加入转矩流变仪中转矩流变仪TS1、TS2和TS3三个区域温度均设置为175℃加工5min后取出物料，然后在平板硫化仪上于175℃、20MPa模压制得厚度为2mm的片材，从而极大的缩减了加工以及检验硅胶胶面的难度，同时采用热混的形式进一步激发的将石墨烯分散在硅胶胶面内，同时采用溶液共混法制备石墨烯/硅胶复合薄膜在减低对环境造成损伤的同时，极大的发挥的石墨烯的抗静电效果，进一步提高了该硅胶胶面实际使用效果。胶面实际使用效果。

【技术实现步骤摘要】
一种新型石墨抗静电硅胶胶面


[0001]本专利技术涉及硅胶加工
，更具体地说，本专利技术涉及一种新型石墨抗静电硅胶胶面。

技术介绍

[0002]硅胶是一种多孔性物质，它的良好化学惰性以及高吸附性能在工业上作为吸附剂，也作为催化剂载体、填充剂、柱层析吸附剂。
[0003]硅胶的表面电阻很高且容易产生静电危害，严重限制了硅胶应用领域的扩大，采用共混改性的方法将硅胶与导电填料复合来制备硅胶抗静电材料具有成型工艺简单、成本低、适合大批量工业化生产等特点，市场潜力大应用前景广阔，目前导电填料为炭黑、抗静电剂等但其存在改性效果差、对硅胶性能影响较大的问题，石墨烯具有极强的导电性能在硅胶基体中形成导电网络提高其抗静电性能成为目前研究的热点，目前，石墨烯与硅胶基体的混合方法主要有熔融共混、溶液共混和原位聚合3种，熔融共混法简便，成本较低能实现大规模生产但是石墨烯团聚现象严重很难将石墨烯在硅胶基体中混合均匀，采用熔融共混的方法制备了石墨烯、硅胶抗静电材料，但是由于石墨烯团聚导致其力学性能下降较多，溶液共混法可以较好地分散石墨烯，但需要使用大量溶剂，成本较高且溶剂回收困难污染环境，采用溶液共混法制备了石墨烯/硅胶复合薄膜，采用原位聚合法可以很好地分散石墨烯但工艺复杂成本较高很难大规模生产。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术提供了一种新型石墨抗静电硅胶胶面，本专利技术所要解决的技术问题是：目前，石墨烯与硅胶基体的混合方法主要有熔融共混、溶液共混和原位聚合3种，熔融共混法简便，成本较低能实现大规模生产但是石墨烯团聚现象严重很难将石墨烯在硅胶基体中混合均匀，采用熔融共混的方法制备了石墨烯、硅胶抗静电材料，但是由于石墨烯团聚导致其力学性能下降较多，溶液共混法可以较好地分散石墨烯，但需要使用大量溶剂，成本较高且溶剂回收困难污染环境，采用原位聚合法可以很好地分散石墨烯但工艺复杂成本较高很难大规模生产的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种新型石墨抗静电硅胶胶面，包括以下原料：
[0006]氧化镁、氯化钴、氯化钙固体原料、硅酸钠、氯化铵溶液、无水乙醇、去离子水、ACR、有机锡热稳定剂、超细活性CaCO3、石墨烯和分散剂。
[0007]作为本专利技术的进一步方案：包括以下质量份数的原料：
[0008]氧化镁3份、氯化钴4份、氯化钙固体原料3份、硅酸钠15份、氯化铵溶液20份、无水乙醇20份、去离子水10份、ACR5份、有机锡热稳定剂5份、超细活性CaCO35份、石墨烯10份和分散剂5份。
[0009]一种新型石墨抗静电硅胶胶面，包括以下加工步骤：
[0010]S1、先将氧化镁、氯化钴与氯化钙原料进行研磨加工，然后通过进行过筛，接着将氧化镁、氯化钴以及氯化钙粉状原料分别与去离子水混合，制取相应的氧化镁溶液、氯化钴溶液以及氯化钙溶液，利用准备的表面氧化剂与去离子水混合制得0.1mol/L的表面活性剂溶液。
[0011]S2、将准备好的无水乙醇与表面活性剂溶液混合，再向混合溶液中加入硅酸钠，接着对混合材料进行第一轮搅拌，搅拌时间20
‑
40min，然后对混合溶液进行水浴加热，温度控制在40℃
‑
65℃，接着向混合溶液中添加预备的氯化铵溶液，氯化铵溶液的添加速率为1.5ml/min，然后向混合溶液中加入氧化镁溶液。
[0012]S3、进行第二轮搅拌，第二轮搅拌作业的时间为25min，然后向混合溶液中依次添加氯化钴溶液和氯化钙溶液，并进行第三轮搅拌，第三轮搅拌的持续时间控制在30
‑
50min，从而制得凝胶。
[0013]S4、将凝胶放置到真空干燥机内进行干燥加工，再放置到300℃马弗炉中进行煅烧，即可制得改性硅胶。
[0014]作为本专利技术的进一步方案：所述抗静电硅胶胶面的制备包括以下步骤：
[0015]1)、按照配方称量改性硅胶加入高混机中然后加入有机锡热稳定剂先低速搅拌然后高速搅拌料温约65℃时关机，再依次加入ACR、超细活性CaCO3石墨烯和分散剂继续高速搅拌，直至料温为100℃时关机倒出物料，自然冷却待用。
[0016]2)、将混合好的物料加入转矩流变仪中转矩流变仪TS1、TS2和TS3三个区域温度均设置为175℃加工5min后取出物料然后在平板硫化仪上于175℃、20MPa模压制得厚度为2mm的片材，用冲片机冲剪出样条用于性能测试，得到硅胶胶面实验切面体。
[0017]作为本专利技术的进一步方案：所述S2中第一次搅拌的速度为150
‑
250rpm，所述S3中第二次搅拌速度为180
‑
280rpm。
[0018]作为本专利技术的进一步方案：所述氧化镁溶液与氯化钴溶液以及氯化钙溶液的相应份数为3：4：3。
[0019]作为本专利技术的进一步方案：所述S3中第三次搅拌的速度为200
‑
350rpm，混炼温度维持在95℃。
[0020]作为本专利技术的进一步方案：所述S1中对研磨后的氧化镁、氯化钴以及氯化钙原料进行过筛时，应选取200目筛进行过筛作业，制取的氧化镁溶液、氯化钴溶液和氯化钙溶液的浓度均为1mol/L
‑
1.3mol/L。
[0021]作为本专利技术的进一步方案：所述S3中第三轮搅拌混合溶液中无可见沉淀物，所述S4中凝胶在马弗炉中煅烧的时间维持在1
‑
1.5h。
[0022]进一步的，需对实验体切片进行性能测验，具体包括：
[0023]物料在混炼过程中的塑化曲线采用转矩流变仪测试。
[0024]表面电阻按MT558.2
‑
2005煤矿井下用塑料管材第2部分：聚氯乙烯管材采用表面电阻测试仪测试。
[0025]拉伸强度按GB/T1040
‑
2006《塑料拉伸性能的测定》采用电子万能试验机进行拉伸性能测试拉伸速率为10mm/min。
[0026]得出结论：
[0027]当石墨烯含量小于2％时，硅胶材料的表面电阻变化较小；当石墨烯含量达到3％
时，硅胶材料的表面电阻急剧下降，当石墨烯含量达到3％时，硅胶基体中能够形成较为完善的石墨烯导电网络，进而导致表面电阻的突变，当石墨烯含量达到6％时，硅胶材料的表面电阻降至106Ω，已经达到抗静电材料的要求(≤106Ω)。
[0028]由于石墨烯含量为6％时添加量较多，会极大影响硅胶材料的力学性能，且石墨烯含量3％为表面电阻的突变临界值，故以该含量为基础，考察分散剂种类对硅胶材料性能的影响。
[0029]未添加石墨烯的空白样的表面电阻高达10
15
Ω，石墨烯含量达到3％后，硅胶材料的表面电阻明显下降至10
10
Ω，4种分散剂的分散效果为PE蜡＞ODEA＞PVP＞CEVA，PE蜡对硅胶的抗静电性能提高最明显，可达到106Ω，达到MT558.2—2005对煤矿用硅胶双抗管的抗静电要求，这是因本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型石墨抗静电硅胶胶面，其特征在于，包括以下原料：氧化镁、氯化钴、氯化钙固体原料、硅酸钠、氯化铵溶液、无水乙醇、去离子水、ACR、有机锡热稳定剂、超细活性CaCO3、石墨烯和分散剂。2.根据权利要求1所述的一种新型石墨抗静电硅胶胶面，其特征在于，包括以下质量份数的原料：氧化镁3份、氯化钴4份、氯化钙固体原料3份、硅酸钠15份、氯化铵溶液20份、无水乙醇20份、去离子水10份、ACR5份、有机锡热稳定剂5份、超细活性CaCO35份、石墨烯10份和分散剂5份。3.根据权利要求1所述的一种新型石墨抗静电硅胶胶面，其特征在于，包括以下加工步骤：S1、先将氧化镁、氯化钴与氯化钙原料进行研磨加工，然后通过进行过筛，接着将氧化镁、氯化钴以及氯化钙粉状原料分别与去离子水混合，制取相应的氧化镁溶液、氯化钴溶液以及氯化钙溶液，利用准备的表面氧化剂与去离子水混合制得0.1mol/L的表面活性剂溶液；S2、将准备好的无水乙醇与表面活性剂溶液混合，再向混合溶液中加入硅酸钠，接着对混合材料进行第一轮搅拌，搅拌时间20
‑
40min，然后对混合溶液进行水浴加热，温度控制在40℃
‑
65℃，接着向混合溶液中添加预备的氯化铵溶液，氯化铵溶液的添加速率为1.5ml/min，然后向混合溶液中加入氧化镁溶液；S3、进行第二轮搅拌，第二轮搅拌作业的时间为25min，然后向混合溶液中依次添加氯化钴溶液和氯化钙溶液，并进行第三轮搅拌，第三轮搅拌的持续时间控制在30
‑
50min，从而制得凝胶；S4、将凝胶放置到真空干燥机内进行干燥加工，再放置到300℃马弗炉中进行煅烧，即可制得改性硅胶。4.根据权利要求3所述的一种新型石墨抗静电硅胶胶面，其特征在于：所述抗静电硅胶胶面...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱德周，于海涛，
申请(专利权)人：宿迁市日茂新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：