高稳定性导电橡胶及其制备方法与流程

1.本发明属于特种功能橡胶技术领域，具体涉及一种高稳定性导电橡胶及其制备方法。


背景技术：

2.导电硅橡胶是以硅橡胶为基胶，加入导电填料、交联剂等配炼硫化而成，导电硅橡胶的主要作用是密封和电磁屏蔽。产品可以模压或挤出成形，得到多种形式的结构。
3.常用的胶料为甲基乙烯硅橡胶，常用的导电填料有乙炔炭黑、碳纤维、超导电炭黑、石墨、铜粉、银粉、铝粉和锌粉等。与一般导电橡胶相比，导电硅橡胶的优点是体积电阻率小，硬度低，耐高低温(-70至200℃)、耐老化、加工制造工艺性能好，特别适合于制造导电性能好、形状复杂、结构细小的导电硅橡胶制品。
4.其中加入银粉、锌粉等金属填料的导电硅橡胶成为应用于电磁屏蔽(em i)领域的标准产品，主要用于要求密封和频率范围特别宽(10g)屏蔽性能优良的场合。它同时拥有良好的环境密封、优异的物理机械性能、良好的屏蔽效能。但是由于橡胶与金属填料之间的相界面，两者融合性有限，导致加入金属填料的导电硅橡胶制品在在储存、运输及使用的过程中会受到摩擦力、拉伸力等外部刺激作用时，对导电网络的分布造成影响，其表面电阻值会出现较大幅度的下降。
5.理论分析认为，随着导电硅橡胶形变的增大，导电填料粒子间距增大，导电网络逐渐被破坏，导致导电性能降低。
6.在提高导电性能的前提下，如何提升导电硅橡胶材料的稳定性是目前导电材料领域亟待解决的问题。


技术实现要素：

7.本发明提供一种高稳定性导电橡胶及其制备方法，解决现有技术中导电橡胶在受力形变的状态下，表面电阻值突升，导电性能降低的问题；除此之外，本发明解决了带有复杂外形的导电橡胶制品的成型问题。
8.为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
9.高稳定性导电橡胶的制备方法，包括如下步骤：
10.制备基体橡胶；
11.在基体橡胶的表面贴覆导电橡胶层；
12.在导电橡胶层外平铺加强网眼层；
13.合模硫化，导电橡胶从加强网眼层的网眼结构中挤出；
14.脱模，得到高稳定性导电橡胶。
15.进一步的，所述加强网眼层为网眼织物或网眼骨架。
16.进一步的，所述网眼织物为网眼经编织物，网眼经编织物的网眼为六角形或圆形，网眼的孔径大小范围1.0mm-1.5mm。
17.进一步的，所述网眼经编织物包括涤纶网眼织物、芳纶网眼织物、锦纶网眼织物或氨纶网眼织物。
18.进一步的，所述网眼骨架包括柔性金属网骨架或柔性塑料网骨架。
19.进一步的，所述高导电橡胶层选用掺杂金属填料的导电硅橡胶或导电氟硅橡胶。
20.进一步的，所述基体橡胶为硅橡胶。
21.进一步的，所述硫化温度为150-170℃、硫化时间为15-40mi n、硫化压力为4-8mpa。
22.进一步的，所述硫化温度为160℃、硫化时间20mi n、硫化压力为8mpa。
23.进一步的，所述高导电橡胶层贴覆在基体橡胶除长度方向外的四个表面上，所述加强网眼层环向包覆在高导电橡胶层外。
24.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
25.本发明方法通过在导电硅橡胶的表面硫化复合加强网眼层，导电橡胶从加强网眼层的网眼结构中挤出，使导电硅橡胶制品不易变形，保证在受力情况下，导电硅橡胶的表面电阻值稳定在一个区间范围内，避免了传统导电硅橡胶在拉伸、挤压等受力后导电性能极速下降的问题。
26.当然地，实施本发明的各技术方案并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。
28.图1为现有技术中(对比例1)的导电硅橡胶样品实物图；
29.图2为本发明实施例1制备的导电硅橡胶样品实物图；
30.图3为本发明实施例1制备的导电硅橡胶样品截面示意图；
31.图4为本发明实施例1与对比例1的摩擦试验比较图。
32.图中，1-涤纶网眼织物，2-导电硅橡胶层，3-基体硅橡胶。
具体实施方式
33.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
34.在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。
35.在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设
置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。下面结合附图和实施例，对本发明做详细说明。
36.实施例1：
37.一种高稳定性导电橡胶的制备方法，具体步骤为：
38.步骤s1、制备基体硅橡胶，将制备的基体硅橡胶按照目标产品尺寸大小进行裁剪，为基体硅橡胶半制品；
39.步骤s2、将厚度为1.6mm、大小为150mm
×
150mm的基体硅橡胶半制品平铺装入模具的型腔内；
40.步骤s3、在基体硅橡胶半制品的上表面贴覆一层0.4mm厚、大小为150mm
×
150mm的高导电橡胶层，本实施例中，高导电橡胶层由掺杂金属填料的导电硅橡胶构成；
41.步骤s4、在高导电橡胶层的上表面贴覆一层网眼经编织物，本实施例中，网眼经编织物为涤纶网眼织物，涤纶网眼织物的网眼为圆形，网眼的孔径大小为1.0mm，网眼经编织物的大小为150mm
×
150mm；
42.步骤s5、模具合模，在硫化温度160℃、硫化时间20mi n、硫化压力7mpa条件下硫化，导电硅橡胶从涤纶网眼织物的网眼结构中挤出，涤纶网眼织物硫化复合进入高导电橡胶层；
43.步骤s6、模具脱模，取出高稳定性导电橡胶成品。
44.本实施例制得的高稳定性导电橡胶产品实物见图2，实物图中可见，产品的表面构成了涤纶网眼织物与导电硅橡胶的复合结构；参见图3，本实施例制得的产品分为上中下三层，最上面一层为涤纶网眼织物1及网眼结构中挤出的导电硅橡胶、中间一层为导电硅橡胶层2、下面一层为基体硅橡胶3。
45.实施例2：
46.与实施例1或实施例2不同的是，本实施例中，网眼经编织物选用芳纶网眼织物、锦纶网眼织物或氨纶网眼织物的一种，网眼织物的网眼为六角形，网眼的孔径大小为1.5mm。
47.实施例3：
48.与实施例1不同的是，本实施例中，硫化温度为150℃、硫化时间为40mi n、硫化压力为5mpa，其他与实施例1相同。
49.实施例4：
50.与实施例1不同的是，本实施例中，硫化温度为170℃、硫化时间为15mi n、硫化压力为8mpa，其他与实施例1相同。
51.实施例5：
52.与实施例1不同的是，本实施例中，硫化温度为170℃、硫化时间为15mi n、硫化压力为8mpa，其他与实施例1相同。
53.实施例6：
54.与实施例1不同的是，本实施例中，加强网眼层选用金属网眼骨架，金属网眼骨架同样用经编制成，将导电硅橡胶与金属网眼骨架复合一体，金属网眼骨架在提供支撑抗变形的同时，提升了整个导电硅橡胶的导电性(屏蔽性)。
55.实施例7：
56.与实施例1不同的是，本实施例中，加强网眼层选用金属网眼骨架，金属网眼骨架
同样用经编制成，将导电硅橡胶与金属网眼骨架复合一体，金属网眼骨架在提供支撑抗变形的同时，提升了整个导电硅橡胶的导电性(屏蔽性)。
57.实施例8：
58.与实施例1-7不同的是，本实施例中，在基体硅橡胶除了长度方向外的上、下、前、后四个面上均贴覆导电硅橡胶层，然后将网眼经编织物包覆在导电硅橡胶层的四个表面，然后再置入模具型腔内进行硫化，最终获得上、下、前、后四面网眼经编织物与导电硅橡胶的复合的特种橡胶制品。
59.对比例：
60.为了直观体现本发明方法相较于现有技术的进步，本对比例为现有技术中常见的导电橡胶的制备方法，具体步骤为：
61.步骤s1、首先将厚度为1.6mm、150mm
×
150mm的基体硅橡胶半制品平铺入模型模腔内；
62.步骤s2、在基体硅橡胶表面贴覆一层0.4mm厚、150mm
×
150mm导电硅橡胶，合模硫化；
63.步骤s3、模具脱模，制备表面未做任何处理的导电硅橡胶样品。
64.产品实物图见图1，可见产品表面为光滑结构，从截面看，产品结构分为上下两层，上层为一层0.4mm厚的导电硅橡胶层，下层为基体硅橡胶层。
65.将实施例1和对比例制备好的两个样品使用橡胶型材摩擦仪进行摩擦试验，使用表面粗糙度为ra3.2的金属工装给试样表面施加1n的力，在频率为0.1hz的条件进行摩擦试验。记录导电硅橡胶表面经过一定的摩擦次数后试样的面电阻值，试验结果见图3。电阻是某种材料所固有的，在一定程度上阻碍电流通过，并将所消耗的电能转换为热能的一种物理性质。而电阻值时衡量某种材料物体电阻性能大小的一个物理量。一般而言，电阻值越小，该材料的导电性能越好，若产品的电阻值在使用过程中变大则证明该产品的导电性能下降。
66.试验数据表明，实施例1导电硅橡胶外表面复合一层特殊处理后的涤纶网眼织物，可以有效提升导电硅橡胶表面在摩擦条件下电阻的稳定性。
67.以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。