[发明专利]一种导电橡胶组合物及其制备方法

说明书

本发明提供一种导电橡胶组合物及其制备方法。所述导电橡胶组合物包括橡胶100份、炭黑和/或白炭黑40～120份、改性碳纳米管1～20份、软化剂1～50份、功能助剂1～15份、硫化剂1～20份，其中所述功能助剂为脂肪酸铵盐化合物。所述制备方法包括先将改性碳纳米管加入软化剂中制成悬浮液，然后将悬浮液和功能助剂分散在橡胶中，再加入其它组分进行混炼，硫化得到所述导电橡胶组合物。本发明制备的橡胶组合物具有更好的碳纳米管的分散程度，得到的橡胶组合物具有更好的力学性能，耐磨耗性能和导电性能。

技术领域

本发明涉及橡胶领域，具体地说，是涉及一种导电橡胶组合物及其制备方法。

背景技术

橡胶是一种高弹性的物质，在生活中的方方面面都会用到橡胶制品。其广泛应用于汽车，航天，医疗，军事和建筑等行业。

目前橡胶的导电一般是将导电填料加入到橡胶中，导电填料包括金属粉，如银粉，铝粉等，如CN106916451A，采用是的金属粉的组合作为导电填料。但这种填料的重量重，价格高，对于大尺寸及一些特殊领域如航天等受到很大的局限。另外一种导电填料是导电炭黑，虽然其价格便宜，但其加入大量又引起胶料的物理性能的下降，不利于橡胶产品的使用。

碳纳米管由于模量高，轻度大，密度低以及优异的电性能，做为填料可以大幅度增加材料的导电性能，同是又能保持较高的机械性能。但由于其尺度较小，容易团聚，在橡胶中不容易分散均匀。

CN103739903A采用碳纳米管水溶液与预硫化胶乳混合，经机械混合后通过浸渍铺膜的工艺制备得到碳纳米管/橡胶复合材料。这需要将橡胶做成胶乳，对于常规轮胎制造和制品中使用的橡胶来说，基本无法实现，目前橡胶工业中使用的橡胶绝大部分是块状的橡胶，另外，碳纳米管的水溶液中的水对于橡胶产品的生产时极为不利的，而且其浸渍铺膜的工艺也无法在常规的橡胶产品的生产中得到广泛应用，其方法受到很大的局限性。

发明内容

为了解决以上现有技术中存在的问题，本发明提出一种导电橡胶组合物及其制备方法，所述橡胶组合物能够具有很好的机械性能和耐磨性，并具有一定的导电性。

本发明目的之一为提供一种导电橡胶组合物，由包括以下组分的原料制备得到，以重量份计：

所述的橡胶选自常规橡胶行业中使用的橡胶品种，优选天然橡胶(NR)、异戊橡胶、丁苯橡胶(SBR)、顺丁橡胶(BR)、氯丁橡胶、丁腈橡胶(NBR)、乙丙橡胶、硅橡胶、氟橡胶、丙烯酸酯橡胶(ACM)中的一种以及多种的组合。

优选地，所述改性碳纳米管的直径为1～20纳米，平均长度为20～120微米，改性碳纳米管的表面具有羟基和羧基，其中羟基的含量为0.1～10％；

更优选地，所述改性碳纳米管的直径为5～15纳米，平均长度为40～100微米；所述改性碳纳米管的羟基的含量为1～6％。

所述软化剂优选自芳烃油、环保芳烃油、石蜡油、环烷油中的至少一种。

所述功能助剂为脂肪酸铵盐化合物，优选具有式(I)所示的结构，

其中，R₁和R₂各自独立的选自直链或支链的C1～C30烷基、直链或支链的C2～C30的烯基、饱和或不饱和C6～C22的环烷基、芳基、苄基，任选的，所述基团被一个或多个卤素、巯基或羟基取代；R₃为(CH₂)k，k为1～10的整数；m和n表示烷氧基聚合单元数，m+n的和为1～100的整数。

优选地，R₁和R₂各自独立的选自直链或支链的C1～C18烷基、直链或支链的C2～C18的烯基、饱和或不饱和C6～C18的环烷基、芳基、苄基；k为1～5的整数；m+n的和为2～60的整数。