[發明專利]高溫循環拉伸力致導電性能增強的硅橡膠復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710723740.1
• 申請日: 2017-08-22
• 公開（公告）號: CN107541072B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 郭建華;陳旭明;曾幸榮;葉希望
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C08L83/07
• 分類號: C08L83/07;C08L83/06;C08K13/02;C08K5/18;C08K3/36;C08K3/08;B29B15/08
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 許菲菲

本發明公開了高溫循環拉伸力致導電性能增強的硅橡膠復合材料及其制備方法。以質量百分比計，其原料組成為：硅橡膠生膠40～90％，補強劑5～40％，結構控制劑1～5％，低熔點合金0.5～10％，表面改性劑0.5～5％，交聯劑1～4％。低熔點合金在進行表面改性后，與硅橡膠生膠、補強劑、結構控制劑、交聯劑共混、硫化后，制得硅橡膠復合材料；對硅橡膠復合材料高溫循環拉伸，溫度100～250℃、伸長率100～300％、拉伸速率50～200mm·min^?1、拉伸次數10～1000次。本發明無需增加導電填料的用量，僅僅通過高溫循環拉伸的方式可在較大范圍內調整增強硅橡膠復合材料的導電性能，對其力學性能和透明性影響很小。

技術領域

本發明涉及一種硅橡膠材料，更具體地是涉及一種高溫循環拉伸力致導電性能增強的硅橡膠復合材料及其制備方法。

背景技術

硅橡膠的-Si-O-主鏈結構賦予了其良好的耐高低溫、耐候以及電絕緣性，因而硅橡膠在航空、航天、電子、電氣、化工、機械等領域應用廣泛。其中，在電子電氣行業，硅橡膠主要用作按鍵、護套、膠輥、絕緣子以及灌封膠等。由于硅橡膠是一種絕緣材料，體積電阻率通常大于10¹³Ω·m，因而硅橡膠在與其他物體摩擦接觸時表面容易產生靜電。例如，對于打印機用的硅橡膠膠輥而言，由于膠輥和紙張發生摩擦，使膠輥表面帶靜電，會影響打印效果。此外，靜電荷的大量累積也可能會引起高壓放電，甚至引發火災。因此，改善硅橡膠的抗靜電性或導電性具有非常重要的應用價值。

目前，提高硅橡膠導電性能的主要方法是在硅橡膠基體中添加各種導電填料，如導電炭黑、碳纖維、碳納米管、石墨烯以及金屬顆粒(如銀粉、銅粉)等，通過導電填料之間的相互接觸和物理堆積形成導電通路，使硅橡膠的導電性能提高。但是，黑色的導電填料如導電炭黑、碳纖維、碳納米管、石墨烯等，會明顯改變硅橡膠的顏色，降低硅橡膠的透明性，因而不適合做彩色透明的導電硅橡膠產品。而銀粉或銅粉等填充的硅橡膠材料，雖然其導電性能較好，但是硅橡膠的電導率是由金屬顆粒的用量決定，一旦導電填料的用量確定，則硅橡膠的導電性能很難再發生改變。

中國發明專利201310127890.8和201310127930.9分別報道了一種導電熱塑性彈性體和一種導電塑料及其制備方法，這種熱塑性彈性體的導電性能主要通過添加碳納米管、石墨烯、低熔點金屬等實現，但上述現有技術沒有涉及采用高溫循環拉伸的方式使熱塑性彈性體或導電塑料導電性能提高的相關技術。上述現有技術硅橡膠的導電性能的變化主要是通過改變導電填料的品種和用量來實現，而改變導電填料的用量，這樣造成硅橡膠的力學性能、顏色和透明性等改變，限制了導電硅橡膠的使用范圍。而且一旦導電填料的用量確定，則硅橡膠的導電性能很難再進行調整。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高溫循環拉伸力致導電性能增強的硅橡膠復合材料及其制備方法，硅橡膠的導電性能可以通過高溫循環拉伸的方式在較大范圍內調整改變，硅橡膠的力學性能變化幅度很小，對硅橡膠本身沒有任何結構破壞，且對硅橡膠的顏色和透明性影響很小。

本發明上述目的通過以下技術方案實現：

高溫循環拉伸力致導電性能增強的硅橡膠復合材料，以質量百分比計，其原料組成為：

所述結構控制劑為羥基硅油和二苯基硅二醇中的一種或多種混合物；

所述的低熔點合金由鉍、錫、銦和鎘中的兩種或多種元素組成，熔點為100～250℃，粒徑為10～200μm；

硫化后制得的硅橡膠復合材料進行高溫循環拉伸：先將硅橡膠復合材料夾持，控制高溫循環拉伸的溫度為100～250℃，恒溫20～40min，然后按拉伸速率為50～200mm·min^-1拉伸材料達到設定的伸長率100～300％，之后再按相同的速率回縮至材料的初始長度，完成一次循環拉伸，之后的材料拉伸重復該拉伸過程；循環拉伸次數為10～1000次。