[發(fā)明專(zhuān)利]一種低壓縮永久變形導(dǎo)電屏蔽硅橡膠用導(dǎo)電炭黑的處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310526520.1
• 申請(qǐng)日: 2013-10-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103589198A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉小艷;吳福迪;張繼華;趙云峰;王立峰;陳江濤;皂偉濤;凌銘博;李京平
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 航天材料及工藝研究所;中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): C09C1/48
• 分類(lèi)號(hào): C09C1/48;C09C3/08;C09C3/12;C08K9/06;C08K9/04;C08K3/04;C08L83/04
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專(zhuān)利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種低壓縮永久變形導(dǎo)電屏蔽硅橡膠用導(dǎo)電炭黑的處理方法，屬于硅橡膠技術(shù)領(lǐng)域。所述低壓縮永久變形是指硅橡膠在100℃×48h條件下壓縮25%時(shí)的恒定壓縮永久變形值低于15%。?

背景技術(shù)

隨著航天、武器、工業(yè)、微電子等領(lǐng)域的發(fā)展，靜電和電磁信號(hào)的危害已經(jīng)越來(lái)越引起人們的注意。對(duì)于橡膠密封材料，已由最初的氣密、油封、隔濕、隔塵等密封性能要求，擴(kuò)展到防靜電、導(dǎo)電和電磁屏蔽等多功能要求。目前，國(guó)內(nèi)外導(dǎo)電橡膠研究主要集中在導(dǎo)電屏蔽性能，研制的導(dǎo)電橡膠密封材料導(dǎo)電性能和力學(xué)性能較優(yōu)，但密封回彈性性能無(wú)法滿(mǎn)足特殊的密封需求。?

導(dǎo)電硅橡膠材料由于具有良好的導(dǎo)電性、優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，而且兼具一定的屏蔽性能，無(wú)毒環(huán)保，耐侯性好等特點(diǎn)，其研究和應(yīng)用日益受到人們的關(guān)注。導(dǎo)電硅橡膠常用的導(dǎo)電屏蔽填料有碳素類(lèi)、金屬、金屬氧化物、介電質(zhì)、表面鍍有金屬的微粉等。碳素類(lèi)填料包括石墨、炭黑、碳納米管、碳纖維、石墨烯等，其中炭黑作為硅橡膠最常用的碳系補(bǔ)強(qiáng)劑及其本身優(yōu)良的導(dǎo)電性能，成為目前研究最多的一種導(dǎo)電填料。作橡膠填料的炭黑主要有硬質(zhì)超耐磨炭黑、硬質(zhì)高耐磨炭黑、軟質(zhì)半補(bǔ)強(qiáng)炭黑、軟質(zhì)熱裂法炭黑、噴霧炭黑、超導(dǎo)（或特導(dǎo)）炭黑和乙炔炭黑等。乙炔炭黑價(jià)格低廉，導(dǎo)電性能較好，因此在導(dǎo)電屏蔽橡膠（電阻率在10～1Ω·cm）中應(yīng)用廣泛。但是，為形成導(dǎo)電通路，導(dǎo)電硅橡膠中乙炔炭黑的填充量較高，由于含膠量低，彈性差，長(zhǎng)期貯存條件下，密封件會(huì)?由于彈性不足而導(dǎo)致密封性能失效。而相比較，超導(dǎo)電炭黑顆粒更細(xì)，表面結(jié)構(gòu)枝化程度高，更易在低填充含量下即達(dá)到較好的導(dǎo)電和屏蔽性能，因此為解決填充型導(dǎo)電屏蔽硅橡膠的彈性問(wèn)題，提供了一個(gè)良好的解決途徑。將超導(dǎo)電炭黑填充到橡膠基體中主要有兩種方法，一種是將超導(dǎo)電炭黑在膠料混煉時(shí)直接加入，但該法由于超導(dǎo)電炭黑顆粒超細(xì)且表面殘留酚、酮、羧基等基團(tuán)而受限，一方面是因?yàn)樵谙鹉z基體中超細(xì)的導(dǎo)電炭黑顆粒易主動(dòng)聚集導(dǎo)致分散性差，另一方面超導(dǎo)電炭黑表面殘留的酚、酮、羧基等基團(tuán)捕獲自由基的能力易造成膠料無(wú)法正常硫化等工藝問(wèn)題；另一種方法是對(duì)超導(dǎo)電炭黑進(jìn)行表面處理后再添加到橡膠基體中。有文獻(xiàn)和專(zhuān)利報(bào)導(dǎo)采用偶聯(lián)劑對(duì)超導(dǎo)電炭黑進(jìn)行表面處理，其方法是在硅烷偶聯(lián)劑濃度約為1%的乙醇溶液中加入超導(dǎo)電炭黑，偶聯(lián)劑與乙醇的混合溶液在燒瓶中完全蓋住炭黑，然后在高溫下回流4小時(shí)，最后將超導(dǎo)電炭黑烘干后再填充到硅橡膠中。經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理過(guò)的超導(dǎo)電炭黑能在硅橡膠中分散均勻，且制備的導(dǎo)電硅橡膠導(dǎo)電性好、彈性好。然而該處理工藝較復(fù)雜，乙醇用量大，回流及后續(xù)烘干階段易揮發(fā)爆炸，存在較大的安全隱患，且不適合批量生產(chǎn)。因此，尋求一種簡(jiǎn)單有效的方法對(duì)超導(dǎo)電炭黑表面進(jìn)行處理，改進(jìn)超導(dǎo)電炭黑的分散性，提高其與橡膠的相容性，從而制得具有較高導(dǎo)電性和電磁屏蔽的低壓縮永久變形導(dǎo)電硅橡膠是急需解決的技術(shù)問(wèn)題。?

針對(duì)以上缺陷，本發(fā)明基于炭黑表面改性原理及工藝簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，通過(guò)將偶聯(lián)劑和低分子醇的混合溶液添加到超導(dǎo)電炭黑中，使混合物在捏合機(jī)中進(jìn)行熱捏合，在一定的熱環(huán)境下偶聯(lián)劑一端的活性基團(tuán)與炭黑表面活性基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)相互連接，另一端活性基團(tuán)則在橡膠混煉及硫化過(guò)程中與橡膠基體相連，從而提高超導(dǎo)電炭黑與橡膠基體的結(jié)合力，并改進(jìn)超導(dǎo)電炭黑的分散效果，使超導(dǎo)電炭黑作為導(dǎo)電填料的最大填充量增大，且不影響混煉膠的工藝性及膠料的正常?硫化，最終制備出低壓縮永久變形導(dǎo)電屏蔽硅橡膠材料。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了提出一種低壓縮永久變形導(dǎo)電屏蔽硅橡膠用導(dǎo)電炭黑的處理方法。?

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。?

本發(fā)明的一種低壓縮永久變形導(dǎo)電屏蔽硅橡膠用導(dǎo)電炭黑的處理方法，該方法包括如下步驟：?

（1）準(zhǔn)備如下原料，各組分用量以質(zhì)量份計(jì)：?

超導(dǎo)電炭黑????100份?

偶聯(lián)劑????????10份～30份?

低分子醇??????50份～2000份?

（2）將步驟（1）所述的偶聯(lián)劑與低分子醇混合攪拌均勻；將60%～80%的混合溶液添加到超導(dǎo)電炭黑中，炭黑略微潤(rùn)濕，常溫預(yù)攪拌15～30分鐘；?

（3）將略微潤(rùn)濕的超導(dǎo)電炭黑倒入捏合機(jī)中，捏合機(jī)升溫至60～80℃，在300～600rpm轉(zhuǎn)速下捏合1小時(shí)；繼續(xù)添加10%～20%混合溶液，提高轉(zhuǎn)速至500～700rpm，捏合2小時(shí)；將剩余混合溶液全部加入，繼續(xù)捏合3～5小時(shí)；?