阅读说明：本技术 一种高弹性导电橡胶屏蔽复合材料及其制备方法 (High-elasticity conductive rubber shielding composite material and preparation method thereof ) 是由 张世祥 于 2020-05-13 设计创作，主要内容包括：本发明属于功能材料制备技术领域,具体公开了一种高弹性导电橡胶屏蔽复合材料及其制备方法,包括天然橡胶60-150份、短切碳纤维6-15份、活性剂3-10份、补强填充剂30-90份、表面改性导电填料8-25份、导电增塑剂5-15份、配合剂2-4份；本发明以具有极性的天然橡胶为主体材料,通过添加经过表面改性处理的导电填料,合理调整各组分用量,制得具有良好的导电性能的导电橡胶,该导电橡胶具有较低的体积电阻率,优异的弹性、回弹性和拉伸强度,且制造成本较低,结合短切碳纤维良好的物理机械性能,制造电磁屏蔽的复合材料,使其既具有短切碳纤维优良的电磁波吸收性能,又具有橡胶材料优良的物理机械性能,可以适应多种环境的需要,电磁屏蔽性能高。(The invention belongs to the technical field of functional material preparation, and particularly discloses a high-elasticity conductive rubber shielding composite material and a preparation method thereof, wherein the high-elasticity conductive rubber shielding composite material comprises 60-150 parts of natural rubber, 6-15 parts of chopped carbon fibers, 3-10 parts of an active agent, 30-90 parts of a reinforcing filler, 8-25 parts of a surface modified conductive filler, 5-15 parts of a conductive plasticizer and 2-4 parts of a compounding agent; the invention takes natural rubber with polarity as a main material, adds the conductive filler subjected to surface modification treatment, reasonably adjusts the dosage of each component, and prepares the conductive rubber with good conductive performance, the conductive rubber has lower volume resistivity, excellent elasticity, rebound resilience and tensile strength, and lower manufacturing cost, and combines the good physical and mechanical properties of the chopped carbon fiber to prepare the electromagnetic shielding composite material, so that the electromagnetic shielding composite material not only has the good electromagnetic wave absorption performance of the chopped carbon fiber, but also has the good physical and mechanical properties of the rubber material, can meet the requirements of various environments, and has high electromagnetic shielding performance.)

一种高弹性导电橡胶屏蔽复合材料及其制备方法

技术领域

本发明属于功能材料制备技术领域，具体涉及一种高弹性导电橡胶屏蔽复合材料及其制备方法。

背景技术

功能复合材料是指除机械性能以外还提供其他物理性能的复合材料。如:导电、超导、半导、磁性、压电、阻尼、吸波、透波、摩擦、屏蔽、阻燃、防热、吸声、隔热等功能。统称为功能复合材料。功能复合材料主要由功能体或增强体及基体组成。功能体可由一种或以上功能材料组成。多元功能体的复合材料可以具有多种功能。同时，还有可能由于复合效应而产生新的功能，导电橡胶是将玻璃镀银、铝镀银、银等导电颗粒均匀分布在硅橡胶中，通过压力使导电颗粒接触，达到良好的导电性能。在军事和商业上都有应用。其主要作用是密封和电磁屏蔽。

中国专利网公开了一种电磁屏蔽橡胶复合材料及其制备方法(公开号为CN101503534B)，该专利仅使用普通材料镁合金、铁氧体和聚苯胺，避开了贵重的材料，因此成本低，但是，普通材料镁合金、铁氧体和聚苯胺的导电性能较差，且在高温下容易与硫黄发生反应，消耗硫黄，导致橡胶材料的硫化程度明显降低，弹性降低。

因此，本技术领域人员提出了一种高弹性导电橡胶屏蔽复合材料及其制备方法，以解决上述背景中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高弹性导电橡胶屏蔽复合材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种高弹性导电橡胶屏蔽复合材料，由如下重量份数的原料配比组成：包括天然橡胶60-150份、短切碳纤维6-15份、活性剂3-10份、补强填充剂30-90份、表面改性导电填料8-25份、导电增塑剂5-15份、配合剂2-4份。

优选的，所述配合剂是硬脂酸、氧化锌、防老剂、炭黑、石蜡油、促进剂以及硫化剂中的任意一种。

优选的，所述天然橡胶的厚度为2～8mm。

优选的，所述活性剂为氧化锌、硬脂酸、聚乙二醇、硬脂酸盐中的任意一种。

优选的，所述表面改性导电填料为表面改性碳纤维、表面改性碳纳米管中的任意一种。

优选的，所述碳纤维和碳纳米管均采用表面活性剂进行表面处理，所述表面活性剂包括醚类表面活性剂、脂肪酸皂类表面活性剂、胺醚类表面活性剂、硅烷偶联剂中的任意一种。

优选的，所述导电增塑剂为酯类增塑剂。

优选的，所述酯类增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、对苯二甲酸二辛酯、偏苯三酸三辛酯、癸二酸二辛酯、己二酸二辛酯、乙二酸二酯、邻苯二甲酸二异壬酯中的任意一种。

一种高弹性导电橡胶屏蔽复合材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、将短切碳纤维在打浆机中充分分散,分散液进行抽滤并充分干燥,成短切分散的碳纤维单丝，其纤维直径为4～9μm，长度为1.5～2mm；

S2、将天然橡胶和短切碳纤维按照常温重量份100∶1～10的比例配备，其它配合剂用量按常规方法配备；

S3、在密炼机或开炼机中，先将按上述重量份配备的天然橡胶塑炼3min，然后依次投入活性剂、1/2计量份的补强填充剂和表面改性导电填料，密炼3min后再投入剩余补强填充剂和导电增塑剂，密炼至145℃排胶，然后加入短切碳纤维和其他配合剂进行混炼，混炼均匀后压片，得到混炼胶，将混炼胶在室温下停放24小时；

S4、在开炼机上加入硫化剂，硫化成厚度为5mm～10mm的片材出片。

优选的，所述其他配合剂为硬脂酸、氧化锌、防老剂、炭黑、石蜡油、促进剂以及硫化剂中的任意一种。

本发明的技术效果和优点：与现有技术相比，本发明以具有极性的天然橡胶为主体材料，通过添加经过表面改性处理的导电填料，合理调整各组分用量，制得具有良好的导电性能的导电橡胶，该导电橡胶具有较低的体积电阻率，优异的弹性、回弹性和拉伸强度，且制造成本较低，结合短切碳纤维良好的物理机械性能，制造电磁屏蔽的复合材料，使其既具有短切碳纤维优良的电磁波吸收性能，又具有橡胶材料优良的物理机械性能，可以适应多种环境的需要；电磁屏蔽性能高，制备方法简单，制造成本低，减少了能源消耗。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明提供了一种高弹性导电橡胶屏蔽复合材料，由如下重量份数的原料配比组成：包括天然橡胶60份、短切碳纤维6份、活性剂3份、补强填充剂30份、表面改性导电填料8份、导电增塑剂5份、配合剂2份。

具体的，配合剂是硬脂酸、氧化锌、防老剂、炭黑、石蜡油、促进剂以及硫化剂中的任意一种。

具体的，天然橡胶的厚度为2mm。

具体的，活性剂为氧化锌、硬脂酸、聚乙二醇、硬脂酸盐中的任意一种。

具体的，表面改性导电填料为表面改性碳纤维、表面改性碳纳米管中的任意一种。

具体的，碳纤维和碳纳米管均采用表面活性剂进行表面处理，表面活性剂包括醚类表面活性剂、脂肪酸皂类表面活性剂、胺醚类表面活性剂、硅烷偶联剂中的任意一种。

具体的，导电增塑剂为酯类增塑剂。

具体的，酯类增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、对苯二甲酸二辛酯、偏苯三酸三辛酯、癸二酸二辛酯、己二酸二辛酯、乙二酸二酯、邻苯二甲酸二异壬酯中的任意一种。

一种高弹性导电橡胶屏蔽复合材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、将短切碳纤维在打浆机中充分分散,分散液进行抽滤并充分干燥,成短切分散的碳纤维单丝，其纤维直径为4μm，长度为1.5m；

S2、将天然橡胶和短切碳纤维按照常温重量份100∶1的比例配备，其它配合剂用量按常规方法配备；

S3、在密炼机或开炼机中，先将按上述重量份配备的天然橡胶塑炼3min，然后依次投入活性剂、1/2计量份的补强填充剂和表面改性导电填料，密炼3min后再投入剩余补强填充剂和导电增塑剂，密炼至145℃排胶，然后加入短切碳纤维和其他配合剂进行混炼，混炼均匀后压片，得到混炼胶，将混炼胶在室温下停放24小时；

S4、在开炼机上加入硫化剂，硫化成厚度为5mm的片材出片。

具体的，其他配合剂为硬脂酸、氧化锌、防老剂、炭黑、石蜡油、促进剂以及硫化剂中的任意一种。

实施例2

本发明提供了一种高弹性导电橡胶屏蔽复合材料，由如下重量份数的原料配比组成：包括天然橡胶150份、短切碳纤维15份、活性剂10份、补强填充剂90份、表面改性导电填料25份、导电增塑剂15份、配合剂4份。

具体的，配合剂是硬脂酸、氧化锌、防老剂、炭黑、石蜡油、促进剂以及硫化剂中的任意一种。

具体的，天然橡胶的厚度为8mm。

具体的，活性剂为氧化锌、硬脂酸、聚乙二醇、硬脂酸盐中的任意一种。

具体的，表面改性导电填料为表面改性碳纤维、表面改性碳纳米管中的任意一种。

具体的，碳纤维和碳纳米管均采用表面活性剂进行表面处理，表面活性剂包括醚类表面活性剂、脂肪酸皂类表面活性剂、胺醚类表面活性剂、硅烷偶联剂中的任意一种。

具体的，导电增塑剂为酯类增塑剂。

具体的，酯类增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、对苯二甲酸二辛酯、偏苯三酸三辛酯、癸二酸二辛酯、己二酸二辛酯、乙二酸二酯、邻苯二甲酸二异壬酯中的任意一种。

一种高弹性导电橡胶屏蔽复合材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、将短切碳纤维在打浆机中充分分散,分散液进行抽滤并充分干燥,成短切分散的碳纤维单丝，其纤维直径为9μm，长度为2mm；

S2、将天然橡胶和短切碳纤维按照常温重量份100∶10的比例配备，其它配合剂用量按常规方法配备；

S3、在密炼机或开炼机中，先将按上述重量份配备的天然橡胶塑炼3min，然后依次投入活性剂、1/2计量份的补强填充剂和表面改性导电填料，密炼3min后再投入剩余补强填充剂和导电增塑剂，密炼至145℃排胶，然后加入短切碳纤维和其他配合剂进行混炼，混炼均匀后压片，得到混炼胶，将混炼胶在室温下停放24小时；

S4、在开炼机上加入硫化剂，硫化成厚度为10mm的片材出片。

具体的，其他配合剂为硬脂酸、氧化锌、防老剂、炭黑、石蜡油、促进剂以及硫化剂中的任意一种。

实施例3

本发明提供了一种高弹性导电橡胶屏蔽复合材料，由如下重量份数的原料配比组成：包括天然橡胶100份、短切碳纤维10份、活性剂8份、补强填充剂50份、表面改性导电填料15份、导电增塑剂10份、配合剂3份。

具体的，配合剂是硬脂酸、氧化锌、防老剂、炭黑、石蜡油、促进剂以及硫化剂中的任意一种。

具体的，天然橡胶的厚度为5mm。

具体的，活性剂为氧化锌、硬脂酸、聚乙二醇、硬脂酸盐中的任意一种。

具体的，表面改性导电填料为表面改性碳纤维、表面改性碳纳米管中的任意一种。

具体的，碳纤维和碳纳米管均采用表面活性剂进行表面处理，表面活性剂包括醚类表面活性剂、脂肪酸皂类表面活性剂、胺醚类表面活性剂、硅烷偶联剂中的任意一种。

具体的，导电增塑剂为酯类增塑剂。

具体的，酯类增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、对苯二甲酸二辛酯、偏苯三酸三辛酯、癸二酸二辛酯、己二酸二辛酯、乙二酸二酯、邻苯二甲酸二异壬酯中的任意一种。

一种高弹性导电橡胶屏蔽复合材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、将短切碳纤维在打浆机中充分分散,分散液进行抽滤并充分干燥,成短切分散的碳纤维单丝，其纤维直径为7μm，长度为1.8mm；

S2、将天然橡胶和短切碳纤维按照常温重量份100∶8的比例配备，其它配合剂用量按常规方法配备；

S3、在密炼机或开炼机中，先将按上述重量份配备的天然橡胶塑炼3min，然后依次投入活性剂、1/2计量份的补强填充剂和表面改性导电填料，密炼3min后再投入剩余补强填充剂和导电增塑剂，密炼至145℃排胶，然后加入短切碳纤维和其他配合剂进行混炼，混炼均匀后压片，得到混炼胶，将混炼胶在室温下停放24小时；

S4、在开炼机上加入硫化剂，硫化成厚度为8mm的片材出片。

具体的，其他配合剂为硬脂酸、氧化锌、防老剂、炭黑、石蜡油、促进剂以及硫化剂中的任意一种。

最后应说明的是：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。