镀银玻璃微珠填充导电硅橡胶的研制

第!"卷!第!期!##$年%月

特种橡胶制品

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/*,!##$镀银玻璃微珠填充导电硅橡胶的研制

耿新玲!苏正涛!米志安!焦冬生!王景鹤!北京航空材料研究院"北京!:###

#摘!要"研究了镀银玻璃微珠的用量$硅烷偶联剂的种类及用量等对硅橡胶硫化胶导电性能和力学性能等方面的影响%结果表明"采用乙烯基三过氧叔丁基硅烷!6B -&#对镀银玻璃微珠表面进行预处理"可以改善胶料的混炼工艺"也可以提高硫化胶的力学性能$导电性能和导电稳定性能&添加:E #份6B -&处理的镀银玻璃微珠"导电硅橡胶体积电阻率小于#;#:+’)Q %关键词"镀银玻璃微珠&硅烷偶联剂&导电硅橡胶

中图分类号"B C D D D ;

收稿日期"!##G g ::g :%

作者简介"耿新玲!:<"Dg #

"女"河北衡水人"工程师"主要从事高分子材料及其助剂的研究工作%

!!复合型导电高分子材料已发展成为一种新型

功能性材料"在抗静电$电磁屏蔽$导电$自动控制和正温度系数材料及面状发热体等方面有广阔的

应用前景"市场需求量不断增大(:"!)%近年来在

以橡胶为基体的导电高分子材料***导电橡胶的研究中"国内外对导电炭黑填充的普通导电硅橡

胶进行了深入的研究(D )

"其产品已在许多领域中

得到应用&

而对于金属粉体填充的高导电硅橡胶"国外已有成熟产品"但国内还处于实验室研究阶

段(%)%本文对镀银玻璃微珠填充的导电硅橡胶进

行了初探%)!实验

)*)!主要原材料

硅橡胶"::#g !6B "成都晨光晨阳实业有限公司&

白炭黑"沈阳化工厂&双二五"江苏太仓化工厂&乙烯基三过氧叔丁基硅烷!6B -&#"哈尔滨化工研究所&,g 氨丙基三乙氧基硅烷!=>G G ##$乙烯基三乙氧基硅烷!9:G :#"天津市化学试剂:厂&镀银玻璃微珠"自制%

)*%!试样制备胶料采用^=g :$#型开炼机混炼均匀后出片"一段硫化采用!G 5平板硫化机硫化"条件为+:$G Ph :#A -+h :#Q *S "二段硫化在电热鼓风干燥箱中进行"条件为+:##Ph %[%

)*+!性能测试

按V ?,B!%D <*:

%*)!镀银玻璃微珠用量对硫化胶性能的影响

镀银玻璃微珠用量对硫化胶性能的影响见表:%从表:可知"

在试验范围内"随着镀银玻璃微珠用量的增大"硫化胶的导电性能提高"但力学性能下降"

这是因为随着镀银玻璃微珠用量的增大"处于分散状态的镀银玻璃微珠间的平均距离越来越小"相互接触形成的导电通道增多"包覆镀银玻

璃微珠的硅橡胶基体稀释变薄"胶料容易破坏(G )%

综合考虑"选择镀银玻璃微珠用量为:E #份比较合适%

表)!镀银玻璃微珠用量对硫化胶性能的影响

项!目

镀银玻璃微珠用量"质量份:$#:E #!##体积电阻率"+’)Q #;#!G :#;#:D !#;##

$G

$<

"G

%*%!偶联剂对硫化胶性能的影响

采用未经表面处理的镀银玻璃微珠填充硅橡胶"硫化胶导电性能不稳定"并且混炼工艺较差%在混炼过程中"当填充量增加到!##份时"胶料发硬"脱辊"流动性变差"从而给后面的硫化成型工序带来不利影响"因此很难再通过增加镀银玻璃

万方数据

!##$年!耿新玲等!镀银玻璃微珠填充导电硅橡胶的研制!:

!

微珠用量来提高硫化胶的导电性能!

为解决以上问题"采用了6B-&"=>G G#和9:G:等硅烷偶联剂的无水乙醇溶液对镀银玻璃微珠进行表面处理"然后与硅橡胶生胶及配合剂进行混炼与硫化"以研究不同牌号的硅烷偶联剂对硫化胶性能的影响"结果见表!!

表%!不同偶联剂对硫化胶性能的影响

项!目

硅烷偶联剂

6B-&=>G G#9:G:

体积电阻率"+#)Q#;##E"#;#:D<#;#::E

拉伸强度"A-+:;E E:;%G:;$#

拉断伸长率"J!%!:"E:E#

邵尔9硬度"度"D$E"#由表!可知"用6B-&处理镀银玻璃微珠的效果较好"与未处理镀银玻璃微珠填充的导电硅橡胶相比较"其导电性能和力学性能都有一定程度的改善!其原因在于镀银玻璃微珠经过偶联剂处理"在其表面包覆了一层偶联剂"从而改善了镀银玻璃微珠与硅橡胶基体的相容性"提高了!者的结合力"较易形成导电网络!

在以上研究基础上"进一步考察了6B-&用量对硫化胶性能的影响"结果见表D!

表+!G F>&用量对硫化胶性能的影响

项!目

6B-&用量"份

!;#D;#%;#

体积电阻率"+#)Q#;##

拉伸强度"A-+:;$D:;E E:;

拉断伸长率"J!D%!%!:

邵尔9硬度"度":"D"G 由表D可知"随着6B-&用量增大"硫化胶的导电性能先提高后下降"力学性能有所改善"硬度稍有增大!这是因为6B-&用量越多"镀银玻璃微珠与橡胶基体结合的越牢固"导电网络越易形成"导电性能和力学性能越好$但同时包覆在导电颗粒表面的偶联剂有机膜增厚"阻碍了导电颗粒之间的接触"从而又不利于导电网络的形成"因此偶联剂的用量要适量"本研究确定6B-&用量为D;#份!

%*+!贮存时间对硫化胶导电性能的影响

贮存时间对硫化胶导电性能的影响见表%!

由表%可知"经6B-&处理的镀银玻璃微珠填充的硅橡胶导电性较稳定"随着贮存时间的延长"导电性基本变化不大"贮存$个月后"体积电阻率仍小于#;#:+#)Q!

表,!贮存时间对硫化胶导电性能的影响

项!目

贮存时间"4

#D#$#<#:!#:G#:E#体积电阻率"+#)Q%未处理&#;#:D!#;#!#D#;#!%!#;#D$E#;#%G:#;#G""#;#"#D 体积电阻率"+#)Q%已处理&#;##E"#;##E<#;##E G#;##E E#;##E<#;##<##;##

+!结论

%:&镀银玻璃微珠是导电硅橡胶良好的导电填料"随其用量增大"硫化胶导电性能提高"力学性能下降"兼顾!者"确定镀银玻璃微珠的用量为:E#份!

%!&采用6B-&对镀银玻璃微珠表面进行预处理"不仅可改善导电硅橡胶的混炼工艺"而且可提高硅橡胶的力学性能’导电性能和导电稳定性!

%D&添加:E#份6B-&处理的镀银玻璃微珠"导电硅橡胶体积电阻率小于#;#:+#)Q!参考文献!

(:)!黄!英"李郁忠"周传友等7导电硅橡胶导电性和电热性的研究(H);橡胶工业"!##!"%<%!&*""#E!;

(!)!陶兆庆7@A]和2K]屏蔽用导电橡胶材料(H);世界橡胶工业"!##!"!<%D&*%"#G#;

(D)!吴石山"张!军"窦!强等7导电硅橡胶的研究(H);橡胶工

业":<

(%)!李根华"米志安"刘!君等7镀银铜粉填充型导电硅橡胶的研究(H);有机硅材料"!##D":"%D&*:##::;

(G)!卢金荣"吴大军"陈国华7聚合物基导电复合材料几种导电

理论的评述(H);塑料"!##%"D D%G&*%D#%";

"下转第,J页#

万方数据