本发明涉及导电材料领域，具体涉及一种抗老化导电橡胶及其制备方法。
背景技术：
以硅橡胶为基材，加入导电填料制备的复合型导电材料具有耐高温、耐老化、成型加工性和导电性好的特点，适于制造形状复杂、结构细小的导电橡胶制品，可用于制造计算机、移动电话和键盘等设备的导电接触点，体积电阻率在1ω·cm以下的高导电硅橡胶还可用于航空航天、舰船等的密封系统中，实现电子电气设备与环境调和、共存的电磁兼容环境，同时避免重要信息泄露。常用的导电填料主要有炭黑、石墨、碳纳米管等碳系材料及金、银、镍等金属粉体。填充金属粉体虽能获得极佳的导电性能，但存在成本高、材料密度大等缺点；碳系填料的密度较小，但导电性能有限，一般适合制备体积电阻率在1ω·cm以上的普通导电橡胶。随着碳纳米管技术的发展，其应用颇为广泛，碳纳米管因其密度小、导电性好和耐老化等特点引起了较大关注，其通过特定的改性，能获得更好的性能提升，作为橡胶的导电填料，可同时满足橡胶抗老化、高强度、高导电性的要求，是用以制备高强度高导电橡胶的新型材料。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种抗老化导电橡胶及其制备方法，该种导电橡胶制备简单方便，生产过程中适当地减少了薄通次数及硫化时间，降低了硫化温度，节省了生产成本的输出，且该种成品的导电填料具有抗老化性能好、抗拉强度高、导电性能优良的特点，使用寿命长，适宜推广应用。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种抗老化导电橡胶，包括以下按重量份计的原料：硅橡胶50-70份、异戊二烯-丁二烯橡胶20-30份、改性碳纳米管15-25份、炭黑n2205-15份、镀银玻璃纤维5-15份、二甲基硅油4-8份、氧化锌6-10份、硫化剂1-5份、防老剂1-3份、促进剂1-3份和紫外线光稳定剂1-3份；
所述改性碳纳米管通过以下步骤制得：取碳纳米管加入到质量浓度为8-12％的二甲基甲酰胺溶液中，在38-42℃的温度条件下浸泡6-8h，浸泡后超声处理25-35min，之后过滤洗涤，再加入到质量浓度为4-8％的硝酸溶液中超声处理60-80min，过滤洗涤，再加入到质量浓度为4-8％的硫酸溶液中超声处理40-60min，过滤洗涤，再加入到混酸溶液中超声处理1-2h，最后经过滤、洗涤、干燥即得。
进一步地，所述导电橡胶包括以下按重量份计的原料：硅橡胶60份、异戊二烯-丁二烯橡胶25份、改性碳纳米管20份、炭黑n22010份、镀银玻璃纤维10份、二甲基硅油6份、氧化锌8份、硫化剂3份、防老剂2份、促进剂2份和紫外线光稳定剂2份。
进一步地，所述混酸溶液包括质量浓度为2-4％的硫酸和质量浓度为2-4％的硝酸。
优选地，所述硫化剂为过氧化二异丙苯、1，1-双(叔丁基过氧基)-3，3，5-三甲基环己烷或双(叔丁基过氧异丙基)苯中的一种。
优选地，所述防老剂为防老剂4010na、防老剂4020或防老剂rd中的一种。
优选地，所述促进剂为促进剂dm、促进剂tmtd或促进剂cz中的一种。
优选地，所述紫外线光稳定剂为2，4，6-三(2，4-二羟基苯基)-1，3，5-三嗪、2(2-二羟基苯-5-苯甲基)苯并三唑或2，4二羟基二苯甲酮中的一种。
上述的一种抗老化导电橡胶的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)按所述重量份配比称取原料；
(2)将硅橡胶、异戊二烯-丁二烯橡胶、改性碳纳米管、炭黑n220、镀银玻璃纤维、二甲基硅油、氧化锌混合输送至双辊开炼机上混炼20-30min，薄通4-6次；再将其它剩余原料加入继续混炼操作处理15-25min，薄通6-8次后打卷下片；
(3)将下片后的橡胶进行两段硫化处理即可；
①一段硫化：在平板硫化机上进行，硫化温度为140-160℃，硫化压力为11-13mpa，硫化时间为20-30min；
②二段硫化：在鼓风干燥箱中进行，硫化温度为160-180℃，硫化时间为2-3h。
本发明具有如下的有益效果：本发明的导电橡胶通过对生产原料及工艺的改进优化，使得成品的导电填料具有抗老化性能好、抗拉强度高、导电性能优良的特点，经核实检测，本发明的导电橡胶的抗拉强度高达22.5mpa，相比现有技术中导电橡胶的抗拉强度提高了约10mpa以上；该种橡胶扯断伸长率≥550％，另外，其从最大分型处传导电在500v时，从橡胶到金属不大于500kω；并且本发明的导电橡胶使用寿命长，适宜推广应用；
(1)本发明的导电橡胶制备简单方便，采用异戊二烯-丁二烯橡胶代替一部分的昂贵硅橡胶，降低了生产成本，且在生产过程中适当地减少了薄通次数及硫化时间，降低了硫化温度，节省了生产成本的输出；
(2)本发明的导电橡胶采用硅橡胶和异戊二烯-丁二烯橡胶作为橡胶主料，具有稳定良好的耐高低温性、电气性以及力学性等特点；采用特定改性碳纳米管、炭黑n220和镀银玻璃纤维作为导电填料，具有耐高温、耐老化、强度高、导电性能好的特性；协同硫化剂、防老剂、促进剂和紫外线光稳定剂四种功能性外加助剂的作用，使得成品导电橡胶的整体性能进一步地完善及增强，应用领域及场合宽泛。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种抗老化导电橡胶，称取以下原料备用：硅橡胶50kg、异戊二烯-丁二烯橡胶20kg、改性碳纳米管15kg、炭黑n2205kg、镀银玻璃纤维5kg、二甲基硅油4kg、氧化锌6kg、硫化剂1kg、防老剂1kg、促进剂1kg和紫外线光稳定剂1kg；
上述的改性碳纳米管通过以下步骤制得：取15kg碳纳米管加入到质量浓度为8％的二甲基甲酰胺溶液中，在38℃的温度条件下浸泡6h，浸泡后超声处理25min，之后过滤洗涤，再加入到质量浓度为4％的硝酸溶液中超声处理60min，过滤洗涤，再加入到质量浓度为4％的硫酸溶液中超声处理40min，过滤洗涤，再加入到混酸溶液中超声处理1h，最后经过滤、洗涤、干燥即制得本发明原料所需的改性碳纳米管。
其中，上述的混酸溶液由质量浓度为2％的硫酸和质量浓度为2％的硝酸组成；硫化剂采用过氧化二异丙苯；防老剂采用防老剂4010na；促进剂采用促进剂dm；紫外线光稳定剂采用2，4，6-三(2，4-二羟基苯基)-1，3，5-三嗪。
上述的一种抗老化导电橡胶的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)先将硅橡胶、异戊二烯-丁二烯橡胶、改性碳纳米管、炭黑n220、镀银玻璃纤维、二甲基硅油、氧化锌混合输送至双辊开炼机上混炼20-30min，薄通4次；再将其它剩余原料加入继续混炼操作处理15min，薄通6次后打卷下片；
(2)最后将下片后的橡胶进行两段硫化处理即制得本发明的抗老化导电橡胶；
①一段硫化：在平板硫化机上进行，硫化温度为140℃，硫化压力为11mpa，硫化时间为20min；
②二段硫化：在鼓风干燥箱中进行，硫化温度为160℃，硫化时间为2h。
实施例2
一种抗老化导电橡胶，称取以下原料备用：硅橡胶60kg、异戊二烯-丁二烯橡胶25kg、改性碳纳米管20kg、炭黑n22010kg、镀银玻璃纤维10kg、二甲基硅油6kg、氧化锌8kg、硫化剂3kg、防老剂2kg、促进剂2kg和紫外线光稳定剂2kg；
上述的改性碳纳米管通过以下步骤制得：取20kg碳纳米管加入到质量浓度为10％的二甲基甲酰胺溶液中，在40℃的温度条件下浸泡7h，浸泡后超声处理30min，之后过滤洗涤，再加入到质量浓度为6％的硝酸溶液中超声处理70min，过滤洗涤，再加入到质量浓度为6％的硫酸溶液中超声处理50min，过滤洗涤，再加入到混酸溶液中超声处理1.5h，最后经过滤、洗涤、干燥即制得本发明原料所需的改性碳纳米管。
其中，上述的混酸溶液由质量浓度为3％的硫酸和质量浓度为3％的硝酸组成；硫化剂采用1，1-双(叔丁基过氧基)-3，3，5-三甲基环己烷；防老剂采用防老剂4020；促进剂采用促进剂tmtd；紫外线光稳定剂采用2(2-二羟基苯-5-苯甲基)苯并三唑。
上述的一种抗老化导电橡胶的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)先将硅橡胶、异戊二烯-丁二烯橡胶、改性碳纳米管、炭黑n220、镀银玻璃纤维、二甲基硅油、氧化锌混合输送至双辊开炼机上混炼25min，薄通5次；再将其它剩余原料加入继续混炼操作处理20min，薄通7次后打卷下片；
(2)最后将下片后的橡胶进行两段硫化处理即制得本发明的抗老化导电橡胶；
①一段硫化：在平板硫化机上进行，硫化温度为150℃，硫化压力为12mpa，硫化时间为25min；
②二段硫化：在鼓风干燥箱中进行，硫化温度为170℃，硫化时间为2.5h。
实施例3
一种抗老化导电橡胶，称取以下原料备用：硅橡胶70kg、异戊二烯-丁二烯橡胶30kg、改性碳纳米管25kg、炭黑n22015kg、镀银玻璃纤维15kg、二甲基硅油8kg、氧化锌10kg、硫化剂5kg、防老剂3kg、促进剂3kg和紫外线光稳定剂3kg；
上述的改性碳纳米管通过以下步骤制得：取25kg碳纳米管加入到质量浓度为12％的二甲基甲酰胺溶液中，在42℃的温度条件下浸泡8h，浸泡后超声处理35min，之后过滤洗涤，再加入到质量浓度为8％的硝酸溶液中超声处理80min，过滤洗涤，再加入到质量浓度为8％的硫酸溶液中超声处理60min，过滤洗涤，再加入到混酸溶液中超声处理2h，最后经过滤、洗涤、干燥即制得本发明原料所需的改性碳纳米管。
其中，上述的混酸溶液由质量浓度为4％的硫酸和质量浓度为4％的硝酸组成；硫化剂采用双(叔丁基过氧异丙基)苯；防老剂采用防老剂rd；促进剂采用促进剂cz；紫外线光稳定剂采用2，4二羟基二苯甲酮。
上述的一种抗老化导电橡胶的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)先将硅橡胶、异戊二烯-丁二烯橡胶、改性碳纳米管、炭黑n220、镀银玻璃纤维、二甲基硅油、氧化锌混合输送至双辊开炼机上混炼30min，薄通6次；再将其它剩余原料加入继续混炼操作处理25min，薄通8次后打卷下片；
(2)最后将下片后的橡胶进行两段硫化处理即制得本发明的抗老化导电橡胶；
①一段硫化：在平板硫化机上进行，硫化温度为160℃，硫化压力为13mpa，硫化时间为30min；
②二段硫化：在鼓风干燥箱中进行，硫化温度为180℃，硫化时间为3h。
实施例4
一种抗老化导电橡胶，称取以下原料备用：硅橡胶60kg、异戊二烯-丁二烯橡胶25kg、改性碳纳米管20kg、炭黑n22010kg、镀银玻璃纤维10kg、二甲基硅油6kg、氧化锌8kg、硫化剂3kg、防老剂2kg、促进剂2kg和紫外线光稳定剂2kg；
上述的改性碳纳米管通过以下步骤制得：取20kg碳纳米管加入到质量浓度为8％的二甲基甲酰胺溶液中，在38℃的温度条件下浸泡8h，浸泡后超声处理25min，之后过滤洗涤，再加入到质量浓度为8％的硝酸溶液中超声处理60min，过滤洗涤，再加入到质量浓度为4％的硫酸溶液中超声处理60min，过滤洗涤，再加入到混酸溶液中超声处理1h，最后经过滤、洗涤、干燥即制得本发明原料所需的改性碳纳米管。
其中，上述的混酸溶液由质量浓度为2％的硫酸和质量浓度为4％的硝酸组成；硫化剂采用过氧化二异丙苯；防老剂采用防老剂rd；促进剂采用促进剂dm；紫外线光稳定剂采用2，4二羟基二苯甲酮。
上述的一种抗老化导电橡胶的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)先将硅橡胶、异戊二烯-丁二烯橡胶、改性碳纳米管、炭黑n220、镀银玻璃纤维、二甲基硅油、氧化锌混合输送至双辊开炼机上混炼20min，薄通6次；再将其它剩余原料加入继续混炼操作处理25min，薄通6次后打卷下片；
(2)最后将下片后的橡胶进行两段硫化处理即制得本发明的抗老化导电橡胶；
①一段硫化：在平板硫化机上进行，硫化温度为140℃，硫化压力为13mpa，硫化时间为20min；
②二段硫化：在鼓风干燥箱中进行，硫化温度为180℃，硫化时间为2h。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。