一种超导电橡胶复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种超导电橡胶复合材料，它是由如下质量份数的组分制成的：丁腈橡胶80～100份、液体丁腈橡胶0～20份、多壁碳纳米管18～25份、单壁碳纳米管0.1～0.5份、炭黑30～50份、增塑剂10～20份、氧化锌3～8份、硬脂酸1～3份、防老剂RD 0.5～3份、防老剂MB 0.5～3份、硫黄0.2～1份、促进剂TMTD0.5～2.5份、促进剂CZ1～3份。本发明专利技术超导电橡胶复合材料具有导电性能、抗撕裂性能、耐油脂性能优异的特性，电阻率达到10

【技术实现步骤摘要】
一种超导电橡胶复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于橡胶领域，涉及导电橡胶，具体涉及一种超导电橡胶复合材料。

技术介绍

[0002]随着社会的发展和技术的进步，电子设备及其他领域产生的电磁辐射和静电给环境带来了一定的危害，导电高分子材料能够有效地降低或消除电磁干扰、电磁辐射及静电。复合型导电橡胶材料是填充导电填料的橡胶材料经过混炼和硫化制成的功能性复合材料，利用其导电特性，可以对设备起到静电防护、电磁防护、电腐蚀防护等保护作用。
[0003]目前，导电橡胶材料主要存在电阻率较高、导电性能较差的不足，不能满足特殊场景的需求。比如电机中在运行过程中，转轴与轴承产生电压，电压高到一定程度就会产生放电，烧蚀轴承，最终会造成设备停机。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种超导电丁腈橡胶复合材料，通过提高橡胶复合材料的导电性能，可以应用于有较高导电性能要求的场所。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0006]一种超导电丁腈橡胶复合材料，它是由如下质量份数的组分制成的：丁腈橡胶80～100份、液体丁腈橡胶0～20份、多壁碳纳米管18～25份、单壁碳纳米管0.1～0.5份、炭黑30～50份、增塑剂10～20份、氧化锌3～8份、硬脂酸1～3份、防老剂RD 0.5～3份、防老剂MB 0.5～3份、硫黄0.2～1份、促进剂TMTD 0.5～2.5份、促进剂CZ 1～3份；丁腈橡胶和液体丁腈橡胶的总量是100质量份。
[0007]优选的，超导电丁腈橡胶复合材料是由如下质量份数的组分制成的：丁腈橡胶80～100份、液体丁腈橡胶0～20份、多壁碳纳米管18～25份、单壁碳纳米管0.1～0.5份、炭黑35～50份、增塑剂15～20份、氧化锌3～5份、硬脂酸1～3份、防老剂RD 0.5～3份、防老剂MB 0.5～3份、硫黄0.2～1份、促进剂TMTD 0.5～2.5份、促进剂CZ 1～3份。
[0008]更优选的，超导电丁腈橡胶复合材料是由如下质量份数的组分制成的：丁腈橡胶80～90份、液体丁腈橡胶10～20份、多壁碳纳米管20～25份、单壁碳纳米管0.1～0.5份、炭黑45～50份、增塑剂15～20份、氧化锌3～5份、硬脂酸1～3份、防老剂RD 0.5～3份、防老剂MB 0.5～3份、硫黄0.2～1份、促进剂TMTD 0.5～2.5份、促进剂CZ 1～3份。
[0009]所述的丁腈橡胶的丙烯腈含量为20％～40％。
[0010]所述的液体丁腈橡胶丙烯腈含量为30％～34％，特性粘度[η]为8～13。
[0011]所述的多壁碳纳米管管径为9nm，长度为10～70μm。
[0012]所述的单壁碳纳米管管径为1.5nm，长度＞5μm。
[0013]所述的炭黑为半补强炭黑N774。
[0014]所述的增塑剂为TP
‑
95。
[0015]本专利技术的另一个目的是提供一种所述的超导电丁腈橡胶复合材料的制备方法，包
括：
[0016]步骤(1)、将开炼机辊温调节为40℃，通过开炼机对丁腈橡胶、液体丁腈橡胶和多壁碳纳米管、单壁碳纳米管进行预混处理，待物料完全混合后，薄通处理6次，打卷后停放24小时；
[0017]步骤(2)、将步骤(1)得到的混合物料与炭黑、增塑剂、氧化锌、硬脂酸、防老剂RD、防老剂MB，加入到密炼机中，进行混炼，待密炼机温度升高至110℃时卸料，用开炼机压成片状，冷却后停放16小时，得到母炼胶；
[0018]步骤(3)、通过开炼机对母炼胶进行加硫、薄通、打卷处理：开炼机辊温调节为50℃，将步骤(2)得到的母炼胶在开炼机上包辊，加入硫黄、促进剂TMTD、促进剂CZ，待硫化剂完全吃入后，薄通3次，打卷3次；
[0019]步骤(4)、单螺杆挤出机的螺杆和机筒温度均为55～65℃，机头温度为70～80℃，通过单螺杆挤出机进行预成型处理；
[0020]步骤(5)、通过平板硫化机，在温度160℃下进行硫化成型，得到超导电橡胶复合材料。
[0021]本专利技术的有益效果：
[0022]本专利技术选择导电性能优良的碳纳米管作为基础导电材料，以中高丙烯腈含量的丁腈橡胶与液体丁腈橡胶材料为基体，并配合各类助剂，制得超导电橡胶复合材料。
[0023]丁腈橡胶具有较低的电阻率，以其为基体可以获得较好的导电性，同时丁腈橡胶分子链中含有极性基团
‑
CN，具有优异的耐油脂性能；炭黑具有一定的导电性，属于零维导电材料，一般需要在橡胶中填充大量炭黑以获得导电性，而本专利技术只需使用少量炭黑，炭黑与一维导电材料碳纳米管配合形成数量可观的导电通路，使复合材料具有优异的导电性；单壁碳纳米管在碳纳米管中具有最佳的导电性，进一步提升橡胶复合材料的导电性能；将碳纳米管尤其是单壁碳纳米管加入到橡胶中，使复合材料获得优异导电性能的同时，也大大提高了复合材料的抗撕裂性能；但是碳纳米管尤其是单壁碳纳米管在橡胶中难于分散，会使复合材料的门尼粘度变高，导致复合材料的加工性能下降，且在加工过程中使产品表面起皱，影响外观质量，本专利技术通过控制单壁碳纳米管和多壁碳纳米管的用量并加入液体丁腈橡胶和增塑剂提高碳纳米管、炭黑的分散均匀性，从而使橡胶复合材料获得均一的导电性，同时改善加工性能，并保证复合材料具有一定弹性，同时解决了碳纳米管引起的产品表面起皱问题。
[0024]防老剂RD和MB用于改善复合材料的抗老化性能；氧化锌、硬脂酸、硫黄、促进剂TMTD、和促进剂CZ使复合材料硫化成型。
[0025]本专利技术超导电橡胶复合材料在以上组分的配合、相互作用下，具有导电性能、抗撕裂性能、耐油脂性能优异的特性，电阻率达到10
‑1Ω
·
cm水平，与传统的超导电材料(填充金属粉、金属纤维)相比具有成本低、撕裂性能更好、力学性能更好的特点，可应用于导电、电磁防护、电腐蚀防护等场景。
[0026]如在电机使用场所使用本专利技术超导电橡胶复合材料制得的零部件，可以降低轴电压，从而起到烧蚀防护的作用，延长设备使用寿命；本专利技术超导电橡胶复合材料导电性能优异，可以大幅度降低轴电压，具有优异的电腐蚀防护作用。
具体实施方式
[0027]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本专利技术的技术方案作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例都属于本专利技术保护的范围。
[0028]表1.实施例1
‑
实施例5超导电橡胶复合材料的配方(单位：质量份)
[0029][0030]硫黄0.3110.50.50.5促进剂TMTD2.20.51.5222促进剂CZ22.51.5111合计192.5198.5190.2194.8195.6195.5
[0031]实施例1
[0032]一种超导电橡胶复合材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超导电橡胶复合材料，其特征在于：它是由如下质量份数的组分制成的：丁腈橡胶80～100份、液体丁腈橡胶0～20份、多壁碳纳米管18～25份、单壁碳纳米管0.1～0.5份、炭黑30～50份、增塑剂10～20份、氧化锌3～8份、硬脂酸1～3份、防老剂RD0.5～3份、防老剂MB 0.5～3份、硫黄0.2～1份、促进剂TMTD 0.5～2.5份、促进剂CZ1～3份；丁腈橡胶和液体丁腈橡胶的总量是100质量份。2.根据权利要求1所述的超导电橡胶复合材料，其特征在于：它是由如下质量份数的组分制成的：丁腈橡胶80～100份、液体丁腈橡胶0～20份、多壁碳纳米管18～25份、单壁碳纳米管0.1～0.5份、炭黑35～50份、增塑剂15～20份、氧化锌3～5份、硬脂酸1～3份、防老剂RD 0.5～3份、防老剂MB 0.5～3份、硫黄0.2～1份、促进剂TMTD 0.5～2.5份、促进剂CZ 1～3份。3.根据权利要求2所述的超导电橡胶复合材料，其特征在于：它是由如下质量份数的组分制成的：丁腈橡胶80～90份、液体丁腈橡胶10～20份、多壁碳纳米管20～25份、单壁碳纳米管0.1～0.5份、炭黑45～50份、增塑剂15～20份、氧化锌3～5份、硬脂酸1～3份、防老剂RD 0.5～3份、防老剂MB 0.5～3份、硫黄0.2～1份、促进剂TMTD 0.5～2.5份、促进剂CZ 1～3份。4.根据权利要求1、2或3所述的超导电橡胶复合材料，其特征在于：所述的丁腈橡胶的丙烯腈含量为20％～40％；所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：任建民，陶平，王亮燕，侯家瑞，闫乐营，廖东升，
申请(专利权)人：南京利德东方橡塑科技有限公司，
类型：发明
国别省市：