[發明專利]一種用于硅橡膠復合導電薄膜的導電填料

在審

• 申請號: 201710598863.7
• 申請日: 2017-07-21
• 公開（公告）號: CN107286667A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 劉純國;陳星潼;呂冰
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C08L83/06
• 分類號: C08L83/06;C08K9/12;C08K7/24;C08K3/04;C09C1/48;C09C3/06
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司22201
• 代理人: 崔斌

技術領域

本發明屬于硅橡膠技術領域，具體的說是一種用于硅橡膠復合導電薄膜的導電填料。

背景技術

硅橡膠屬特種橡膠中的一種，具有良好的耐高低溫、絕緣、透氣性等性能，廣泛應用于工業、醫療、日常生活等領域。導電硅橡膠是在硅橡膠中加入導電填料而使其具備導電性能，具有體積小、柔性好、調換方便、制作成本低、導電性能好等優點，可以作為一種較理想的柔性壓力傳感器的敏感材料，廣泛應用于醫療器械，體育訓練，生物材料等諸多領域。

導電填料主要有炭系填料、金屬填料、復合填料等。其中炭系導電填料，最常用的有炭黑、石墨、碳纖維三大類；金屬填料，常用的導電填料有金、銀、銅、鎳、鐵等細粉末；復合導電填料則包括鍍金屬的粉體和纖維等。在眾多導電調料中，炭黑由于具有良好的導電性，粒徑小，比表面積大，表面活性大能賦予硅橡膠良好的強度和彈性而成為最常用的導電填料。炭黑粒徑越小，比表面積越大，單位體積內炭黑導電顆粒數目越大，導電網絡結構形成較多，越利于導電。但是當炭黑粒徑較小時炭黑粒子間會產生極強的聚集力而產生團聚，導致炭黑的分散性較差而不利于導電。為了防止團聚，目前炭黑填料的粒徑均大于30nm。所以解決顆粒較小(5nm～30nm)的炭黑在橡膠基體中的團聚現象是提高產品導電性能的關鍵。

現有的解決方法是通過加入改性助劑或者提前對炭黑進行表面改性處理，但是改性助劑的加入會影響導電硅橡膠的電學性能和力學性能且不能良好解決較小粒徑的炭黑(5nm～30nm)在基體中的團聚問題，對炭黑的表面改性處理同樣不能完全解決小粒徑炭黑在基體中的團聚問題。

發明內容

本發明提供了一種用于硅橡膠復合導電薄膜的導電填料，對炭黑進行負載預處理實現其在載體上的均勻分散后形成一種復合導電填料，再將均勻負載炭黑的活性炭載體均勻分散于硅橡膠中，解決了現有導電硅橡膠中炭黑粒徑較小時炭黑粒子間會產生極強的聚集力而產生團聚，導致炭黑的分散性較差而不利于導電的問題。

本發明技術方案說明如下：

一種用于硅橡膠復合導電薄膜的導電填料，該導電填料由以下配比的原料組成：導電性炭黑填料粉末1～4mg/ml、大孔活性炭1～4mg/ml，配置500ml混合溶液。

所述的導電性炭黑填料為乙炔炭黑、超導電炭黑N293、特導電炭黑N472、超高導電炭黑BP2000中的一種或多種并用，呈顆粒狀，平均粒徑在5～30nm。

所述的大孔活性炭呈顆粒狀，其平均粒徑在400～800目，其孔徑尺寸在20～200nm。

一種用于硅橡膠復合導電薄膜的導電填料的制備方法，該方法如下：將導電性炭黑填料粉末1～4mg/ml、大孔活性炭1～4mg/ml的比例分散在去離子水中，使用攪拌器攪拌10～30min，其中攪拌器轉速為100～400r/min；得到的水懸浮體系使用超聲波分散儀分散60～120min，過濾，得到的濾渣在真空下于50～100℃燥箱中干燥10～20h后過400～800目篩，除去未負載成功的炭黑，即得到預處理的活性炭負載炭黑的導電填料。

一種用于硅橡膠復合導電薄膜的導電填料制備的硅橡膠復合導電薄膜。

本發明的有益效果：

1、本發明先單獨進行導電活性炭對納米炭黑的負載處理，得到一種負載型復合導電填料，納米級炭黑均勻負載于活性炭孔隙內，活性炭載體再均勻混合于硅橡膠基體中，活性炭載體較之納米炭黑顆粒大，在硅橡膠基體中分散更好；

2、納米炭黑均勻負載于活性炭的復合導電填料再分散于硅橡膠基體中，解決了小粒徑炭黑粉體(粒徑小于30nm)在基體中無法實現均勻分散易團聚的問題，進一步改善了導電硅橡膠的電學性能。炭黑粒徑減小，導電表面積增大，分散效果大大提高，易于形成導電網絡。

具體實施方式

一種用于硅橡膠復合導電薄膜的導電填料，該導電填料由以下配比的原料組成：導電性炭黑填料粉末1～4mg/ml、大孔活性炭1～4mg/ml，配置500ml混合溶液。

所述的導電性炭黑填料為乙炔炭黑、超導電炭黑N293、特導電炭黑N472、超高導電炭黑BP2000中的一種或多種并用，呈顆粒狀，平均粒徑在5～30nm。

所述的大孔活性炭呈顆粒狀，其平均粒徑在400～800目，其孔徑尺寸在20～200nm。