一种抗静电硅橡胶及其制备方法

文档序号:9366609阅读:689来源:国知局
一种抗静电硅橡胶及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于高分子材料领域,具体涉及一种硅橡胶及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 硅橡胶是一种优良的绝缘材料,在使用过程中,表面容易积累电荷产生静电,导致 硅橡胶材料易吸附灰尘,并且在某些场合带来安全隐患。为了提高硅橡胶材料在使用过程 中的安全可靠性,在确保其机械性能满足使用要求的前提下,需要对其进行抗静电处理。通 常采用表面涂布抗静电剂法、添加导电填料法,表面涂布抗静电剂的方法虽然效果明显,但 是抗静电性能难以持久,在使用过程中抗静电剂容易脱落或失去抗静电性,而添加导电填 料的方法则可以克服这些缺点。
[0003] 抗静电硅橡胶常用的导电填料主要有碳系粉体、金属粉体、离子型表面活性剂。碳 系粉体价格低廉,但不适用于浅色及对卫生、清洁要求较高抗静电制品;金属粉体的导电填 料会影响橡胶材料的弹性、柔性;离子型表面活性剂抗静电效果较好,但抗静电性难以持 久。抗静电剂与橡胶基体材料的相容性是决定其电导率的关键问题,相容性太差,抗静电剂 容易向外扩散、迀移,抗静电性能不均勾,难以持久;相容性太好,则其在橡胶中扩散、迀移 会受到限制,抗静电能力会降低。因此,对抗静电剂的选择较为苛刻,目前常用的硅橡胶抗 静电剂难以满足既与硅橡胶具有较好的相容性,优异的抗静电性能,同时又具有长久稳定 的抗静电性。

【发明内容】

[0004] 本发明针对现有技术制备的抗静电硅橡胶中抗静电剂与硅橡胶相容性差,抗静 电剂分散不均匀,抗静电效果难以持久的问题,提供了一种抗静电性能优异且稳定长效的 抗静电硅橡胶及其制备方法,所制备的硅橡胶还具备在低温或低湿下抗静电性能优异的特 性,这种硅橡胶适用于汽车行业、航空及航天、线缆及配件、电子行业、半导体及玩具制造等 对产品表面有抗静电、防尘要求的领域。
[0005] 本发明所述低温环境指_5°C~5°C,所述低湿环境指温度22°C、相对湿度(RH)为 30%。如无特殊说明,下文中"用量"、"份"均是质量基准,且各组分的量都以100份硅橡胶 生胶为基准。
[0006] 为了解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
[0007] -种抗静电硅橡胶,所述的抗静电硅橡胶包括以下组分:硅橡胶生胶100份、填料 20~60份、结构控制剂5~20份、硫化剂0. 5~3份、抗静电剂用量2~7份、脱模剂0~ 〇. 5份、偶联剂0~2份,所述抗静电剂包括离子液体聚合物或有机硅离子液体。
[0008] 所述的离子液体聚合物是咪唑基离子液体聚合物。
[0009] 所述咪唑基离子液体聚合物为含下述通式(I)的化合物,
[0010]
[0011] 式(1)中,父-包括(:1_、8厂、1_、8卩 4_、?卩6_或~_)2_,1?包括1~4个碳原子 的饱和直链或支链烃基,所述咪唑基离子液体聚合物分子量为1000~5000。
[0012] 所述有机硅离子液体为含下述通式(II)的化合物,
[0013]
[0014] 式(11)中,父_包括(:1_、8『_、1_、8卩 4_、?卩6_、叭〇抑2_、八8卩 6_、、〇卩3303_、(^ 9303_ 或N(SO2CF3)厂,R1包括1~4个碳原子的饱和或不饱和的直链或支链烃基,RjPR3包括 1~12个碳原子的链烃或环烃。
[0015] 所述硅橡胶生胶包括甲基乙烯基硅橡胶生胶、二甲基硅橡胶生胶、甲基苯基乙烯 基硅橡胶生胶或氟硅橡胶生胶。
[0016] 所述硅橡胶生胶优选甲基乙烯基硅橡胶生胶。
[0017] 所述填料中至少包括一种补强填料。
[0018] 所述补强填料包括气相法白炭黑和/或沉淀法白炭黑。
[0019] 所述的硫化剂包括过氧化双(2,4_二氯苯甲酰)、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲 酰、过氧化对甲基苯甲酰、过苯甲酸叔丁酯、铂金催化剂或2, 5二甲基-2, 5-双(叔丁基过 氧)己烷。
[0020] 所述结构控制剂包括羟基硅烷类化合物、烷氧基硅氧烷类化合物、硅氨烷类化合 物、硼硅氧烷类化合物中的一种或几种。
[0021] 本发明还提供一种抗静电硅橡胶的制备方法,包括如下步骤:
[0022] (1)将抗静电剂溶解于溶剂中,制成抗静电剂母液;
[0023](2)混炼胶的制备:将硅橡胶生胶、填料、结构控制剂、脱模剂和抗静电剂母液加 入到真空捏合机中,室温混炼0. 5h后,升温至150~160°C,抽真空混炼2~4h,然后在上述 混炼好的硅橡胶中加入硫化剂和偶联剂在开炼机上均匀混炼,制得抗静电硅橡胶混炼胶;
[0024] (3)成型加工
[0025] 方法一、挤出成型:将步骤(2)制成的混炼胶切成小条喂入挤出机喂料口,挤出后 经过热空气烘道硫化定型,制成抗静电硅橡胶材料;
[0026] 方法二、模压成型:将步骤(2)制成的混炼胶裁切成尺寸和重量符合制品要求的 条或块状,放置于已预热好的模具中,加压成型,制成抗静电硅橡胶材料;
[0027] (4)二次硫化:将上述加工好的制品放置于热烘箱中,在180~200°C烘烤2~4h, 取出置凉即可。
[0028] 所述步骤(1)中抗静电剂是离子液体聚合物或有机硅离子液体。
[0029] 所述步骤(1)中溶剂包括脂肪族酯类溶剂,优选己内酯、碳酸丙烯酯、癸二酸酯或 己二酸酯。
[0030] 所述离子液体聚合物为咪唑基离子液体聚合物。
[0031] 所述咪唑基离子液体聚合物为含下述通式(I)的化合物,
[0032]
[0033] 式《中,父-包括(:1_、8厂、1_、8?4 _、??6_或~_)2_,1?包括1~4个碳原子 的饱和直链或支链烃基,所述咪唑基离子液体聚合物分子量为1000~5000。
[0034] 所述有机硅离子液体为含下述通式(II)的化合物,
[0035]
[0036] 式(11)中,父_包括(:1_、8厂、1_、8卩4 _、?卩6_川(〇沁2_、厶8卩 6_、、〇卩3303_、(^ 9303_ 或N(SO2CF3)厂,R1包括1~4个碳原子的饱和或不饱和的直链或支链烃基,RjPR3包括 1~12个碳原子的链烃或环烃。
[0037] 所述步骤(2)中硅橡胶生胶包括甲基乙烯基硅橡胶生胶、二甲基硅橡胶生胶、甲 基苯基乙烯基娃橡胶生胶或氟娃橡胶生胶。
[0038] 所述硅橡胶生胶优选甲基乙烯基硅橡胶生胶。
[0039] 所述步骤(2)中填料至少包括一种补强填料。
[0040] 所述补强填料包括气相法白炭黑和/或沉淀法白炭黑。
[0041] 所述步骤(2)中结构控制剂是羟基硅烷类化合物、烷氧基硅氧烷类化合物、硅氨 烷类化合物、硼硅氧烷类化合物中的一种或几种。
[0042] 所述步骤⑵的硫化剂包括过氧化双(2,4-二氯苯甲酰)、过氧化二异丙苯、过氧 化苯甲酰、过氧化对甲基苯甲酰、过苯甲酸叔丁酯、铂金催化剂或2, 5二甲基-2, 5-双(叔 丁基过氧)己烷。
[0043] 所述模压成型硫化剂优选2, 5二甲基-2, 5-双(叔丁基过氧)己烷、过氧化二异 丙苯或过氧化苯甲酰。
[0044] 所述挤出成型硫化剂优选过氧化双(2,4_二氯苯甲酰)、过氧化二异丙苯或铂金 催化剂。
[0045] 本发明在硅橡胶中加入离子液体聚合物或有机硅离子液体,离子液体聚合物的离 子结构赋予其良好的导电性,且本发明的抗静电剂与橡胶相容性较好,在橡胶内部形成一 个具有导电能力的大分子网络,以此为通道消除橡胶表面和本体内的静电荷,降低电阻率; 有机硅离子液体作为硅橡胶抗静电剂,不仅抗静电性能优异,而且还增强了硅橡胶的机械 性能。在硅橡胶加工过程中,与一般在开炼机混炼阶段加入抗静电剂相比,在真空捏合机混 炼阶段加入抗静电剂溶液能有效提高
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