[发明专利]一种航空航天用高性能导电橡胶材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种航空航天用高性能导电橡胶材料，其特征在于：由以下组分按照重量分数制备而成：

氢化丁腈橡胶50～100份，辅助橡胶材料40～80份，导电导热介质材料30～50份，补强材料30～50份，增韧剂30～50份，填充剂30～50份，稳定剂8～10份，增粘剂10～15份，硫化剂3～5份，助硫剂2～3份。

2.根据权利要求1所述的航空航天用高性能导电橡胶材料，其特征在于：所述辅助橡胶材料为氟橡胶23、氟橡胶26、氟橡胶246、氟橡胶TP、偏氟醚橡胶和全氟醚橡胶中的一种或几种的组合；所述导电导热介质材料由以下组分组成：改性碳纳米管20～40份、改性石墨烯20～40份、表面处理的氮化铝20～40份。

3.根据权利要求1或2所述的航空航天用高性能导电橡胶材料，其特征在于：所述补强材料为炭黑、白炭黑和酚醛树脂中的一种或几种的组合；所述增韧剂为DOA、DOP、DBP、芳烃油、多元醇、环氧大豆油和氯化石蜡中的一种或几种的组合。

4.根据权利要求1-3任一项所述的航空航天用高性能导电橡胶材料，其特征在于：所述填充剂为碳酸钙、高岭土和滑石粉中一种或几种的组合；所述稳定剂为氧化镁和/或氢氧化镁。

5.根据权利要求4所述的航空航天用高性能导电橡胶材料，其特征在于：所述增粘剂为古马隆树脂和/或聚丁二烯树脂。

6.根据权利要求5所述的航空航天用高性能导电橡胶材料，其特征在于：所述硫化剂为DCP，BIPB，TAMA，TDDS，S和FSH中的一种或几种的组合；所述助硫剂为TMTD、DM、CZ、TAIC和NA22中一种或几种的组合。

7.根据权利要求1-6任一项所述的航空航天用高性能导电橡胶材料，其特征在于：所述导电导热介质材料由以下方法制备而成：

1)碳纳米管的制备

a、将催化剂溶于无水乙醇中制备催化剂前驱混合溶液，然后将混合溶液均匀涂抹在基材表面，自然晾干，备用；

所述催化剂为镍或镁的硝酸盐；

所述基材为铜或硅；

b、将上述基材放入直流等离子体化学气相沉积设备中的沉积台上，基材与沉积台间有锡丝；

c、关闭真空室抽真空，当真空度达到0.1pa时，向真空室内通入氩气和氢气，流量分别为2～4L/min和8～10L/min，启动直流电弧，调节弧电流为100～130A，调节排气阀和真空室调节阀，使真空室内压强稳定在2500～4000Pa，反应5～15min，制得Ni/MgO催化剂；

d、在保持氩气流条件下，逐步减小氢气流量至4～5L/min，然后通入碳氢化合物，在2500～4000Pa压力和700～1000℃下进行反应20～30min左右，在Ni/MgO表面即可得到碳纳米管，收集备用；

所述碳氢化合物为天然气、甲烷、乙烷、乙烯或乙炔；

2)碳纳米管改性

将表面改性剂加入无离子水中，配制成30～40mg/ml的溶液，然后将制备的碳纳米管加入溶液中，采用功率为40～250W超声波水浴处理，使碳纳米管被表面改性剂浸润；然后过滤，采用冷冻真空进行干燥，制备出的改性碳纳米管材料，备用；

3)石墨烯表面改性处理

a、首先将石墨烯加入到添加表面活性剂的水溶液中，通入低频高压脉冲电流，制备出具有良好亲水性的水溶性石墨烯；

所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸或聚丙烯酰胺；

b、将制备好的水溶性石墨烯溶液加入到5～10％的氢氧化钠溶液，用超声分散，再加入过量的氯乙酸，继续反应，离心，真空干燥得到表面改性处理的石墨烯粉末，备用；

4)氮化铝表面处理

将氮化铝粉末加入到表面改性剂的溶液中，在80℃下搅拌反应3-4小时；处理后将产品抽滤，干燥，备用；

所述表面改性剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。