一种抗静电不掉色的橡胶及其制备方法与流程

1.本发明涉及一种橡胶材料技术领域，具体涉及一种抗静电不掉色的橡胶及其制备方法。


背景技术：

2.橡胶具有优异的电绝缘性、耐候性、防潮性、抗震性、抗压性以及生理惰性，可广泛应用于各行各业。橡胶一般通过加入硫化剂或硫化促进剂使橡胶硫化交联。研究表明，目前常规橡胶产品在永久抗静电情况下，通常采用炭黑类材料，炭黑是补强填充体系中重要的补强填充剂，对橡胶胶料的物理机械性能和加工工艺都有重要影响。但是加了炭黑的橡胶材料染色严重，在与物质接触和摩擦过程中，会给接触的物质留下黑色痕迹；这大大限制了带炭黑导电、抗静电橡胶的使用。
3.针对以上问题，我们亟需要研究出一种能够起到补强填充的作用、同时还不会留下黑色痕迹的橡胶材料。


技术实现要素：

4.鉴于此，本发明提供了一种抗静电、不掉色且性能优异的橡胶及其制备方法。
5.本发明的第一个目的在于提供一种抗静电不掉色的橡胶，所述橡胶的原料包括如下重量份数的组分：
[0006][0007][0008]
具体地，所述填充剂为选自二氧化硅、硅藻土、镁强粉中的一种或几种。
[0009]
具体地，所述加工助剂为选自甲基硅油、羟基硅油、二苯基硅二醇中的一种或几种。
[0010]
具体地，所述硫化剂为选自2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧)己烷、过氧化二(2，4-二氯苯甲酰)、过氧化二异丙苯中的一种或多种。
[0011]
具体地，所述抗静电剂为石墨烯。
[0012]
优选地，所述石墨烯的平均直径为1.4-2.2nm，比表面积为1000m2/g。
[0013]
本发明第二个目的在于提供一种如上所述抗静电不掉色的橡胶的制备方法，包括如下步骤：
[0014]
将称量好的所述甲基乙基硅橡胶、所述填充剂、所述加工助剂、所述硫化剂和所述抗静电剂在开炼机中混合，使得各组分均匀分散，再经硫化，得到所述抗静电不掉色的橡
胶。
[0015]
具体地，包括如下步骤：
[0016]
s1、将称量好的所述甲基乙烯基硅橡胶、所述填充剂、所述加工助剂、所述硫化剂初步混合得到混合原料；
[0017]
s2、将称量好的所述抗静电剂与部分所述混合原料在开炼机中混合均匀；
[0018]
s3、将s2步骤中得到的材料与剩余所述混合原料混合，在开炼机中混合，再经硫化，得到所述抗静电不掉色的橡胶。
[0019]
具体地，所述硫化的条件为在175℃
±
10℃温度下，70kgf/cm2±
20kgf/cm2压力下，并反应360s-600s。
[0020]
本发明创造性地提出，相比于现有的技术手段，具有如下优势：本发明抗静电不掉色的橡胶的抗静电性能稳定，不会给接触物质留下黑色痕迹，大大提升了产品的使用性能，尤其适用于不能有掉色、擦黑的抗静电产品使用。
具体实施方式
[0021]
为了解决现有技术中，目前常规橡胶产品在永久抗静电情况下，通常采用炭黑类材料，这种材料染色严重，在与物质接触和摩擦过程中，会给接触的物质留下黑色痕迹的问题，本发明提供一种抗静电不掉色橡胶及其制备方法。
[0022]
本发明提供一种抗静电不掉色的橡胶，橡胶的原料包括如下重量份数的组分：
[0023][0024]
本发明选用的甲基乙烯基硅橡胶具有优异的抗老化、耐低温和耐高温性能，可以在-60度～250度范围内正常使用，并且不会产生含硫物质，对铜类金属材质不会产生腐蚀现象，能够广泛应用于电子行业。
[0025]
为了调节抗静电不掉色橡胶的硬度，本发明还增加了填充剂。本发明选用的填充剂为选自二氧化硅、硅藻土、镁强粉中的一种或几种。
[0026]
为了调节并改善抗静电不掉色橡胶各原料的加工性能，本发明配方中还增加了加工助剂。本发明选用的加工助剂为选自甲基硅油、羟基硅油、二苯基硅二醇中的一种或几种。
[0027]
为了使得抗静电不掉色橡胶各原料混合好后能够发生交联硫化反应，本发明中选用硫化剂为选自2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧)己烷、过氧化二(2，4-二氯苯甲酰)、过氧化二异丙苯中的一种或多种。
[0028]
本发明选用的抗静电剂为石墨烯。其中，石墨烯的平均直径为1.4-2.2nm，比表面积为1000m2/g。石墨烯具有较高的比表面积，石墨烯可以在添加很少量的情况下，就能够贯穿于橡胶内部，并且相互之间可以很好的连接在一起。
[0029]
本发明发明通过特定的抗静电剂，同其他原料组成的协同作用，使得该橡胶在永久抗静的情况下不给接触物质留下黑色痕迹。
[0030]
本发明还提供一种如上述抗静电不掉色的橡胶的制备方法，包括如下步骤：
[0031]
将称量好的所述甲基乙基硅橡胶、所述填充剂、所述加工助剂、所述硫化剂和所述抗静电剂在开炼机中混合，使得各组分均匀分散，再经硫化，得到所述抗静电不掉色的橡胶。
[0032]
为了使得各原料混合均匀，本发明还采用了预混工艺，具体步骤如下：
[0033]
s1、将称量好的所述甲基乙烯基硅橡胶、所述填充剂、所述加工助剂、所述硫化剂初步混合得到混合原料；
[0034]
s2、将称量好的所述抗静电剂与部分所述混合原料在开炼机中混合均匀；
[0035]
s3、将s2步骤中得到的材料与剩余所述混合原料混合，在开炼机中混合，再经硫化，得到所述抗静电不掉色的橡胶。
[0036]
橡胶的硫化反应是利用有机过氧化物在硫化温度下迅速分解产生游离基，通过自由基反应，使硅橡胶硫化，硫化是使橡胶大分子由线性结构变为网状结构或体型结构。本发明的硫化条件为在175℃
±
10℃温度下，70kgf/cm2±
20kgf/cm2压力下，并反应360s-600s。
[0037]
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的说明，但本发明并不限于以下实施例。实施例中采用的实施条件可以根据具体使用的不同要求做进一步调整，未注明的实施条件为本行业中的常规条件。
[0038]
实施例1
[0039]
本实施例提供一种抗静电不掉色的橡胶，橡胶的原料包括如下重量份数的组分：100份甲基乙烯基硅橡胶、40份二氧化硅、3份甲基硅油、2份2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧)己烷、2份石墨烯(平均粒径为2nm，比表面积为1000m2/g)。
[0040]
本实施例还提供一种抗静电不掉色的橡胶的制备方法，包括如下步骤，
[0041]
将称量好的100份甲基乙基硅橡胶、40份二氧化硅、3份甲基硅油、2份2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧)己烷、2份石墨烯(平均粒径为2nm，比表面积为1000m2/g)在开炼机中混合，使得各组分均匀分散，再经硫化，得到抗静电不掉色的橡胶。
[0042]
实施例2
[0043]
本实施例提供一种抗静电不掉色的橡胶，其与实施例1基本相同，不同之处在于，橡胶的原料包括如下重量份数的组分：100份甲基乙烯基硅橡胶、30份二氧化硅、5份甲基硅油、1份2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧)己烷、2份石墨烯(平均粒径为2nm，比表面积为1000m2/g)。
[0044]
实施例3
[0045]
本实施例提供一种抗静电不掉色的橡胶，其与实施例2基本相同，不同之处在于，橡胶的原料包括如下重量份数的组分：石墨烯的添加含量为2.5份。
[0046]
实施例4
[0047]
本实施例提供一种抗静电不掉色的橡胶，其与实施例2基本相同，不同之处在于，橡胶的原料包括如下重量份数的组分：石墨烯的添加含量为0.8份。
[0048]
实施例5
[0049]
本实施例提供一种抗静电不掉色的橡胶，其与实施例1基本相同，不同之处在于，
填充剂选用40份硅藻土，加工助剂选用5份甲基硅油。
[0050]
实施例6
[0051]
本实施例提供一种抗静电不掉色的橡胶，其与实施例1基本相同，不同之处在于，采用的是预混工艺，具体步骤如下：
[0052]
s1、将称量好的100份甲基乙烯基硅橡胶、40份二氧化硅、3份甲基硅油、2份2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧)己烷初步混合得到混合原料；
[0053]
s2、将2份石墨烯与上述一半的混合原料在开炼机中混合均匀；
[0054]
s3、将s2步骤中得到的材料与剩余一半混合原料混合，在开炼机中混合，再在175℃、70kgf/cm2下，经硫化反应360s，得到抗静电不掉色的橡胶。
[0055]
实施例7
[0056]
本实施例提供一种抗静电不掉色的橡胶，其与实施例1基本相同，不同之处在于，橡胶的原料包括如下重量份数的组分：70份甲基乙烯基硅橡胶、40份二氧化硅、3份羟基硅油、2份2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧)己烷、1.5份石墨烯(平均粒径为2nm，比表面积为1000m2/g)。
[0057]
实施例8
[0058]
本实施例提供一种抗静电不掉色的橡胶，其与实施例1基本相同，不同之处在于，橡胶的原料包括如下重量份数的组分：120份甲基乙烯基硅橡胶、40份二氧化硅、5份甲基硅油、3份过氧化二异丙苯、3份石墨烯。
[0059]
对比例1
[0060]
本对比例提供一种橡胶及其制备方法，橡胶的原料组分、制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于，石墨烯换成5份导电炭黑。
[0061]
对比例2
[0062]
本对比例提供一种橡胶及其制备方法，橡胶的原料组分、制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于，石墨烯换成离子型导电剂硬脂酞胺3份。
[0063]
对比例3
[0064]
本对比例提供一种橡胶及其制备方法，橡胶的原料组分、制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于，石墨烯的添加含量为0.5份。
[0065]
将实施例1-8以及对比例1-3制备得到的橡胶，进行擦黑和导电性能测试，导电性能测试按照astm d257标准进行测试，擦黑测试是在使用产品与白纸进行测试。
[0066] 测试条件抗静电性能(ω/m2)擦黑状态实施例1常温109不掉色实施例2常温109不掉色实施例3常温107不掉色实施例4常温10
10
不掉色实施例5常温109不掉色实施例6常温106不掉色实施例7常温109不掉色实施例8常温108不掉色对比例1常温109掉色
对比例2常温10
11
，内部不抗静电不掉色对比例3常温10
12
不掉色
[0067]
本发明制备得到的抗静电不掉色的橡胶，其抗静电性能10
6～
10
11
ω/m2为佳，且在这个范围内，数值越低其抗静电性能越好。
[0068]
但是从对比例2可以看出，其抗静电性能尚佳，并且也不掉色，但是其由于采用了离子型导电剂，得到的橡胶只是表面抗静电，但是橡胶的内部并不抗静电，一旦制备得到的橡胶的表面被磨损，内部就无法抗静电。
[0069]
从上述实施例1和实施例6中能够看出，在配方完全一样的情况下，实施例5经过了工艺的调整，采用了预混工艺，得到的抗静电不掉色的橡胶的抗静电性能优于实施例1。
[0070]
从上述实施例2-4中能够看出，在其他成分均一样的情况下，石墨烯的添加含量越大，制备得到抗静电不掉色的橡胶的抗静电性能越优。
[0071]
从上述实施例和对比例的抗静电性能数据及擦黑性能进行比较，可见石墨烯对本发明中的抗静电性能起到了很大的作用；此外预混的工艺条件也大大提升了抗静电性能。
[0072]
本发明抗静电不掉色的橡胶的抗静电性能稳定，不会给接触物质留下黑色痕迹，大大提升了产品的使用性能，尤其适用于不能有掉色、擦黑的抗静电产品使用。
[0073]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。