专利名称：一种压敏导电橡胶及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种对压力敏感的导电材料，特别涉及一种压敏导电橡胶 及其制备方法。
技术背景-
当前的压阻式传感器主要是采用集成工艺将电阻条集成在单晶硅膜片 上，制成硅压阻芯片或者是基于陶瓷膜片的压阻式传感器。单晶硅传感器 在制作上需要比较复杂的集成电路技术，而陶瓷膜片传感器的制作对膜片 也有很高的技术要求，工艺复杂，造价高，而且受温度的影响较大，很多 情况下需进行温度补偿。在研制机器人时，以上两种传感器与人的皮肤组 织相差甚远，很难应用于有触觉功能的机器人。
1998年英国Perapedhi公司研制出一种对压力敏感的导电橡胶材料 QTC，并申请了专利，其专利申请号为PCT/GB98/00206。 QTC的研制成 功对于压敏导电橡胶在压力传感器，防爆开关，大变阻范围的变阻器等方 面的应用起了重要作用。在制作压力传感器时，压力可直接作用在材料上。 压力传感器的敏感性可以通过改变填料的比例或材料的形状获得。当制作 防爆开关时，可以有效防止电流的突变产生的电火花。而在制作有触觉功 能的机器人时，由于橡胶固有的弹性，使之更适合用来制作仿真机器人。
QTC的主要特点是电阻率可变化范围大 一块4X4X1. 5mm3的样品的 电阻值可以从1012欧姆降至1欧姆以下；对压力敏感度高3kg的力足以 使样品电阻值下降12个数量级。但是，对原材料的要求苛刻，镍粉的表面 形状为针尖形，有尖锐的凸起，而且在制备过程中必须保证镍粉颗粒的表 面形状不被破坏(否则导电性能大大降低)，硅胶需满足五方面的性能要求。
本发明是在上述专利的基础上发明出来的，与其不同点在于1、制备 工艺简单。2、使用材料不同所用基体和填料的型号，技术要求，配比关
系均不同，成本低。3、可以方便地制成不同形状的成品，容易产业化。4、 产品与QTC相对比，在较大范围内，对压力的敏感性有很大的提高。
发明内容
本发明的目的是提供一种电阻压力敏感性能好的压敏导电橡胶以及材 料容易得到且工艺简单的制备方法。本发明的技术方案是， 一种压敏导电 橡胶，包括硅胶和镍粉，其特征在于硅胶与镍粉的重量比为1: 2—3。 所述硅胶为模具硅胶，其中镍粉的粒度不大于70um。 一种压敏导电橡胶 的制备方法，其特征在于有以下步骤(1)配料，按重量比，将2—3份镍
粉与l份硅胶混合，并加入适量有机苯溶液搅拌均匀成粘稠胶料，(2)第 一次固化，将0.01—0.(H5份固化剂加入到上述胶料中放入恒温箱中在45 一85'C下固化4小时后取出并粉碎，(3)第二次固化，将0.02—0.04份固 化剂与上述固化后的粉料充分混合后在30—5(TC恒温固化48小时，即制 成本发明的压敏导电橡胶。在配料工序(1)中，还加有0.03-0.04重量份 的Zr02或者A1203或者Ce02料与有机溶剂甲苯搅拌混匀成粉稠胶料。 本发明与现有技术比较具有工艺简单、材料易得，所制备的压敏导电橡胶 的压力敏感性能更好的显著优点。
附图为本发明压敏导电橡胶与现有技术压力电阻曲线对比图。
具体实施例方式
本发明有以下实施例
实施例l、
(1) 配料，各组分按重量比，取模具硅胶l份，2份200目的镍粉与 适量的99.8%浓度的甲苯进行稀释，搅拌均匀直至为粘稠(能看到搅拌时 形成的晕)，尽量避免镍粉下沉。
(2) 第一次固化，在上述粘稠胶料中加入0.012份固化剂，加盖后放 入5(TC的恒温箱中进行第一次固化，4小时后(取出时胶体应比较湿润) 取出，粉碎。
(3) 第二次固化，在上述粉料中加入0.024份固化剂，搅拌混合后， 在30。C恒温箱固化48小时，即制成本发明的压敏导电橡胶。
实施例2、
(l)配料，各组分按重量比，取模具硅胶l份，2.5份200目的镍粉，
将将镍粉和0.035份200目的Zr02放入研钵中研磨至充分混合后混入模具 硅胶中与适量的99.8%浓度的甲苯稀释，搅拌均匀直至为粘稠(能看到搅 拌时形成的晕)，尽量避免镍粉下沉。
(2) 第一次固化，在上述粘稠胶料中加入0.012份固化剂，加盖后放 入70'C的恒温箱中进行第一次固化，4小时后(取出时胶体应比较湿润) 取出，粉碎。
(3) 第二次固化，在上述粉料中加入0.028份固化剂，搅拌混合后， 在40。C恒温箱固化48小时，即制成本发明的压敏导电橡胶。
实施例3、
(1) 配料，各组分按重量比，取模具硅胶l份，3份200目的镍粉， 将镍粉和0.04份200目的Zr02放入研钵中研磨至充分混合后混入模具硅 胶中与适量的99.8%浓度的甲苯稀释，搅拌均匀直至为粘稠(能看到搅拌 时形成的晕)，尽量避免镍粉下沉。
(2) 第一次固化，在上述粘稠胶料中加入0.012份固化剂，加盖后放 入80。C的恒温箱中进行第一次固化，3.5小时后(取出时胶体应比较湿润) 取出，粉碎。
(3) 第二次固化，在上述粉料中加入0.034份固化剂，搅拌混合后， 在5(TC恒温箱固化48小时，即制成本发明的压敏导电橡胶。
实施例4、
(1) 配料，各组分按重量比，取模具硅胶l份，2.5份200目的镍粉， 将镍粉和0.035份200目的Al203放入研钵中研磨至充分混合后混入模具 硅胶中与适量的99.8%浓度的甲苯稀释，搅拌均匀直至为粘稠(能看到搅 拌时形成的晕)，尽量避免镍粉下沉。
(2) 第一次固化，在上述粘稠胶料中加入0.012份固化剂，加盖后放 入50。C的恒温箱中进行第一次固化，4小时后(取出时胶体应比较湿润) 取出，粉碎。
(3) 第二次固化，在上述粉料中加入0.028份固化剂，搅拌混合后， 在3(TC恒温箱固化48小时，即制成本发明的压敏导电橡胶。
实施例5、
(1) 配料，把纯度为99。/。的CeO2放置在真空炉中在800摄氏度通氮 气的情况下预烧3小时后取出，冷却后研磨至细腻粉体。分别称量出l份 模具硅胶和2.5份的200目的镍粉，将2.5份的镍粉与0.035份研磨后的二 氧化铈同时放入研钵中再次研磨，待混合充分取出并把混合物加入到模具 硅胶中。加入适量的99.8%甲苯稀释，充分搅拌，直到较为粘稠(能看到 搅拌时形成的晕)尽量避免镍粉下沉。
(2) 第一次固化，搅拌后加入0.012份固化剂，加盖后放入7(TC的恒 温箱中进行第一次固化，4小时后(取出时胶体应比较湿润)取出，粉碎。
(3) 第二次固化，再加入0.028份固化剂，充分混合后进行第二次固 化，在4(TC恒温箱固化48小时，制成本发明的压敏导电橡胶。
附图中曲线1是用QTC导电橡胶测出的性能曲线，曲线2是本发明制
出的导电橡胶测出的性能曲线，比较两曲线，本发明导电橡胶的电阻压力 敏感性能更好。
权利要求
1、一种压敏导电橡胶，包括硅胶和镍粉，其特征在于硅胶与镍粉的重量比为1∶2-3。
2、 如权利要求1的一种压敏导电橡胶，其特征在于所述硅胶为模具 硅胶，其中镍粉的粒度不大于70um。
3、 一种压敏导电橡胶的制备方法，其特征在于有以下步骤(1) 配料，按重量比，将2—3份镍粉与1份硅胶混合，并加入适量有机苯溶液搅拌均匀成粘稠胶料，(2) 第一次固化，将0.01—0.015份固化剂加入到上述胶料中放入恒 温箱中在45—85"C下固化4小时后取出并粉碎。(3) 第二次固化，将0.02—0.04份固化剂与上述固化后的粉料充分混 合后在30—5(TC恒温固化48小时，即制成本发明的压敏导电橡胶。
4、 如权利要求3所述的一种压敏导电橡胶的制备方法，其特征在于 在配料工序(1)中，还加有0.03-0.04重量份的Zr02或者Al203或者Ce02 料与有机溶剂甲苯搅拌混匀成粉稠胶料。
全文摘要
本发明公开了一种压敏导电橡胶及其制备方法，涉及一种对压力敏感的导电材料，本发明的目的是提供一种电阻压力敏感性能好的压敏导电橡胶以及制备方法，本发明的技术方案是，一种压敏导电橡胶，包括硅胶和镍粉，硅胶与镍粉的重量比为1∶2-3。所述硅胶为模具硅胶，其中镍粉的粒度不大于70μm。一种压敏导电橡胶的制备方法，有以下步骤(1)将镍粉与硅胶混合，并加入适量有机苯溶液搅拌均匀成粘稠胶料，(2)将固化剂加入到上述胶料中放入恒温箱中在45-85℃下固化4小时后取出并粉碎，(3)将固化剂与上述固化后的粉料充分混合后在30-50℃恒温固化48小时，即制成本发明的压敏导电橡胶。本发明用于压敏导电橡胶。
文档编号C08K3/08GK101108916SQ20071005495
公开日2008年1月23日 申请日期2007年8月3日 优先权日2007年8月3日
发明者常方高, 枫 杨 申请人:河南师范大学