一种抗静电橡胶材料及其制备方法

专利名称：：一种抗静电橡胶材料及其制备方法
技术领域：
：本发明涉及一种含有抗静电剂的橡胶材料及其制备方法。技术背景橡胶是橡胶工业的基本原料，广泛用于制造轮胎、胶管、胶带、电缆及其它各种橡胶制品。橡胶具有优良的绝缘性能，这会造成大量的静电积累，是其制品在电子工业中应用的一个严重缺陷。例如这些静电会产生引力而吸附灰尘，对集成电路和半导体元件造成污染，大大降低电子产品的成品率；静电放电会引起电子设备的故障或误动作，造成电磁干扰；高压静电放电则会造成电击，引起爆炸和火灾，危及人身的安全。因此如何减少和消除橡胶材料及其制品的静电危害已成为当前橡胶材料领域急需解决的重要技术课题。针对橡胶加工和使用过程中的静电问题，大多采用加入抗静电剂和其它相应助剂或填料的方法来降低其所积累的静电量，使制品的综合性能达到比较理想的效果。目前的抗静电剂，主要品种有季胺化合物、羟乙基垸基胺、烷基醇胺硫酸盐、多元醇脂肪酸酯及其衍生物等。随着国内橡胶工业的发展，开发高效、多功能的抗静电剂越来越受到重视和关注，近年来也取得了一定进展。目前，国内普遍使用的抗静电剂是由C1-为阴离子基团的季铵盐表面活性剂，但其存在着抗静电效果不佳、电性能不稳定以及耐热性能低等缺点，还不能完全满足对抗静电要求高的电子、电气工业的应用要求，需要进行改进。
发明内容本发明需要解决的技术问题是公开一种含抗静电剂的橡胶材料及其制备方法，以克服现有技术存在的缺陷。本发明所说的含抗静电剂的橡胶材料，其组分与常规的橡胶基本相同，以100重量份的橡胶基体为基准，含有35重量份的抗静电剂；所说的抗静电剂为一种混合物，组成的重量比为乳化剂极性溶剂有机胺金属盐=3:3:12:12;所说的乳化剂选自十二垸基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、海藻酸丙二醇酯、烷基酚聚氧乙烯醚或聚乙烯醇；所说的极性溶剂选自乙腈、甲醇、甲酰胺、乙醇、丙醇、丙酮、二氧六环、四氢呋喃或乙酸乙酯中的一种以上；所说的有机胺选自二乙胺、三乙胺、异丙胺、二异丙胺或正丁胺；所说的金属盐选自醋酸铅、氯化汞、硫酸铜、氯化铁、氯化锑、四氯化锡或硝酸银。所说的橡胶基体包括天然橡胶、丁苯橡胶或丁腈橡胶中的一种以上；将有机胺、金属盐分散于极性溶剂中，搅拌0.51.5小时，然后再加入乳化剂，搅拌13小时，获得分散液，即可得所需的抗静电剂；优选的，所说的含有抗静电剂的橡胶材料各组分的重量份数如下橡胶基体100份，硫化剂2.04份，促进剂M0.51.5份，促进剂DM0.51.0份，促进剂CZ0.51.5份，硬脂酸0.62.0份，纳米氧化锌13份，防老剂A0.81.5份，轻质碳酸钙2050份，抗静电剂35份。所说的硫化剂为硫磺；所说的促进剂M的化学名称为2-硫醇基苯并噻唑；所说的促进剂DM的化学名称为二硫化二苯并噻唑；所说的促进剂CZ的化学名称为N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺；所说的纳米氧化锌和硬脂酸为硫化活性剂，其中，纳米氧化锌的粒径为1080nm;所说的防老剂A的化学名称为N-苯基-(x-萘胺。上述的含抗静电剂的橡胶材料的制备方法，包括如下步骤将橡胶基、硫化剂、促进剂M、促进剂DM、促进剂CZ、硬脂酸、纳米氧化锌、防老剂A、轻质碳酸钙和所说的抗静电剂按照比例在开炼机中，3055'C的条件下，采用传统的方法混炼0.51小时，即获得本发明的橡胶。本发明所获得的抗静电剂制备的橡胶材料，具有良好的抗静电性能，其表面电阻率达到106108Q，抗静电高效、持久，而且与橡胶制品的其它添加剂均有良好的相容性，能满足制造橡胶制品过程中的高温要求，并互不影响各自的物理化学性能。具体实施方式实施例中，如无特别说明，均为重量份。对比例1将3#烟片胶100份；硫磺2.0份；促进剂M:0.5份；促进剂DM:0.5份，促进剂CZ0.5份，硬脂酸0.6份；纳米氧化锌l份；防老剂A:0.8份；轻质碳酸钙50份，置于开炼机中，于30°C的温度下混炼(混炼采取传统的方法)，即得普通橡胶。按照GB11210-89标准进行表面电阻率测试，结果如表1。对比例2将3"烟片胶100份；硫磺3.0份；促进剂M:1.0份；促进剂DM:0.8份；促进剂CZl份，硬脂酸1.2份；纳米氧化锌2份；防老剂A:1.1份；轻质碳酸钙35份，置于开炼机中，于45X:的温度下混炼(混炼采取传统的方法)，即得普通橡胶。按照GB11210-89标准进行表面电阻率测试，结果如表1。对比例3将3#烟片胶100份；硫磺4.0份；促进剂M:1.5份；促进剂DM:1.0份；促进剂CZ1.5份，硬脂酸2.0份；纳米氧化锌3份；防老剂A:1.5份；轻质碳酸钙20份，置于开炼机中，于55"的温度下混炼(混炼采取传统的方法)，即得普通橡胶。按照GB11210-89标准进行表面电阻率测试，结果如表1。实施例1将10g二乙胺、10g醋酸铅分散于30g乙腈溶剂中，搅拌0.5小时；再加入30g十二垸基磺酸钠，搅拌1小时，整个体系变为粘稠状物液体，即得所需的抗静电剂。将3#烟片胶100份；硫磺2.0份；促进剂M:0.5份；促进剂DM:0.5份；促进剂CZ0.5份，硬脂酸0.6份；纳米氧化锌l份；防老剂A:0.8份；抗静电剂3份；轻质碳酸钙50份，置于开炼机中，于30°C的温度下混炼(混炼采取传统的方法)，即得本发明的抗静电橡胶。按照GB11210-89标准进行表面电阻率测试，结果如表1。实施例2将15g异丙胺、15g氯化汞分散于30g甲醇溶剂中，搅拌l小时；再加入30g烷基酚聚氧乙烯醚搅拌2小时，整个体系变为粘稠状物液体，即得所需的抗静电剂。将3#烟片胶100份；硫磺3.0份；促进剂M:1.0份；促进剂DM:0.8份；促进剂CZl份，硬脂酸1.2份；纳米氧化锌2份；防老剂A:1.1份；抗静电剂4份；轻质碳酸钙35份，置于开炼机中，于45。C的温度下混炼(混炼采取传统的方法)，即得本发明的抗静电橡胶。按照GB11210-89标准进行表面电阻率测试，结果如表1。实施例3将20g正丁胺、20g硝酸银分散于30g甲醇溶剂中，搅拌1.5小时；再加入30g聚乙烯醇，搅拌3小时，得所需的抗静电剂。将3#烟片胶100份；硫磺4.0份；促进剂M:1.5份；促进剂DM:1.0份；促进剂CZ1.5份，硬脂酸2.0份；纳米氧化锌3份；防老剂A:1.5份；抗静电剂5份；轻质碳酸钙20份，置于开炼机中，于55X:的温度下混炼(混炼采取传统的方法)，即得本发明的抗静电橡胶。按照GB11210-89标准进行表面电阻率测试，结果如表1。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>权利要求1.一种抗静电橡胶材料，其特征在于，以100重量份的橡胶基体为基准，含有3～5重量份的抗静电剂；所说的抗静电剂为一种混合物，组成的重量比为乳化剂∶极性溶剂∶有机胺∶金属盐＝3∶3∶1～2∶1～2；所说的金属盐选自醋酸铅、氯化汞、硫酸铜、氯化铁、氯化锑、四氯化锡或硝酸银。2.根据权利要求i所述的抗静电橡胶材料，其特征在于，所说的乳化剂选自十二烷基磺酸钠、十二垸基苯磺酸钠、海藻酸丙二醇酯、垸基酚聚氧乙烯醚或聚乙烯醇。3.根据权利要求i所述的抗静电橡胶材料，其特征在于，所说的极性溶剂选自乙腈、甲醇、甲酰胺、乙醇、丙醇、丙酮、二氧六环、四氢呋喃或乙酸乙酯中的一种以上。4.根据权利要求1所述的抗静电橡胶材料，其特征在于，所说的有机胺选自二乙胺、三乙胺、异丙胺、二异丙胺或正丁胺。5.根据权利要求1所述的抗静电橡胶材料，其特征在于，所说的含有抗静电剂的橡胶材料各组分的重量份数如下橡胶基体100份，硫化剂2.04份，促进剂M0.51.5份，促进剂DM0.51.0份，促进剂CZ0.51.5份，硬脂酸0.62.0份，纳米氧化锌13份，防老剂A0.81.5份，轻质碳酸钙2050份，抗静电剂35份。6.根据权利要求15任一项所述的抗静电橡胶材料，其特征在于，所说的橡胶基体包括天然橡胶、丁苯橡胶或丁腈橡胶中的一种以上。7.根据权利要求15任一项所述的抗静电橡胶材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤将橡胶基、硫化剂、促进剂M、促进剂DM、促进剂CZ、硬脂酸、纳米氧化锌、防老剂A、轻质碳酸钙和抗静电剂按照比例在开炼机中，3055"C的条件下，混炼0.51小时，即获得抗静电橡胶材料。全文摘要本发明提供了一种抗静电橡胶材料及其制备方法，以100重量份的橡胶基体为基准，含有3～5重量份的抗静电剂。抗静电剂为一种混合物，组成的重量比为乳化剂∶极性溶剂∶有机胺∶金属盐＝3∶3∶1～2∶1～2，金属盐选自醋酸铅、氯化汞、硫酸铜、氯化铁、氯化锑、四氯化锡或硝酸银。本发明所获得的抗静电剂制备的橡胶材料，具有良好的抗静电性能，其表面电阻率达到10⁶～10⁸Ω，抗静电高效、持久，而且与橡胶制品的其它添加剂均有良好的相容性，能满足制造橡胶制品过程中的高温要求，并互不影响各自的物理化学性能。文档编号C09K3/16GK101260203SQ200810036748公开日2008年9月10日申请日期2008年4月29日优先权日2008年4月29日发明者周一鸣,王锦成,高芝君申请人:上海工程技术大学