一種抗靜電硅橡膠及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種硅橡膠及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 硅橡膠是一種優(yōu)良的絕緣材料，在使用過程中，表面容易積累電荷產(chǎn)生靜電，導(dǎo)致 硅橡膠材料易吸附灰塵，并且在某些場合帶來安全隱患。為了提高硅橡膠材料在使用過程 中的安全可靠性，在確保其機械性能滿足使用要求的前提下，需要對其進行抗靜電處理。通 常采用表面涂布抗靜電劑法、添加導(dǎo)電填料法，表面涂布抗靜電劑的方法雖然效果明顯，但 是抗靜電性能難以持久，在使用過程中抗靜電劑容易脫落或失去抗靜電性，而添加導(dǎo)電填 料的方法則可以克服這些缺點。
[0003] 抗靜電硅橡膠常用的導(dǎo)電填料主要有碳系粉體、金屬粉體、離子型表面活性劑。碳 系粉體價格低廉，但不適用于淺色及對衛(wèi)生、清潔要求較高抗靜電制品；金屬粉體的導(dǎo)電填 料會影響橡膠材料的彈性、柔性；離子型表面活性劑抗靜電效果較好，但抗靜電性難以持 久?？轨o電劑與橡膠基體材料的相容性是決定其電導(dǎo)率的關(guān)鍵問題，相容性太差，抗靜電劑 容易向外擴散、迀移，抗靜電性能不均勾，難以持久；相容性太好，則其在橡膠中擴散、迀移 會受到限制，抗靜電能力會降低。因此，對抗靜電劑的選擇較為苛刻，目前常用的硅橡膠抗 靜電劑難以滿足既與硅橡膠具有較好的相容性，優(yōu)異的抗靜電性能，同時又具有長久穩(wěn)定 的抗靜電性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)制備的抗靜電硅橡膠中抗靜電劑與硅橡膠相容性差，抗靜 電劑分散不均勻，抗靜電效果難以持久的問題，提供了一種抗靜電性能優(yōu)異且穩(wěn)定長效的 抗靜電硅橡膠及其制備方法，所制備的硅橡膠還具備在低溫或低濕下抗靜電性能優(yōu)異的特 性，這種硅橡膠適用于汽車行業(yè)、航空及航天、線纜及配件、電子行業(yè)、半導(dǎo)體及玩具制造等 對產(chǎn)品表面有抗靜電、防塵要求的領(lǐng)域。
[0005] 本發(fā)明所述低溫環(huán)境指_5°C~5°C，所述低濕環(huán)境指溫度22°C、相對濕度（RH)為 30%。如無特殊說明，下文中"用量"、"份"均是質(zhì)量基準，且各組分的量都以100份硅橡膠 生膠為基準。
[0006] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0007] -種抗靜電硅橡膠，所述的抗靜電硅橡膠包括以下組分：硅橡膠生膠100份、填料 20~60份、結(jié)構(gòu)控制劑5~20份、硫化劑0. 5~3份、抗靜電劑用量2~7份、脫模劑0~ 〇. 5份、偶聯(lián)劑0~2份，所述抗靜電劑包括離子液體聚合物或有機硅離子液體。
[0008] 所述的離子液體聚合物是咪唑基離子液體聚合物。
[0009] 所述咪唑基離子液體聚合物為含下述通式（I)的化合物，
[0010]
[0011] 式（1)中，父-包括(：1_、8廠、1_、8卩 4_、？卩6_或~_)2_，1?包括1~4個碳原子 的飽和直鏈或支鏈烴基，所述咪唑基離子液體聚合物分子量為1000~5000。
[0012] 所述有機硅離子液體為含下述通式（II)的化合物，
[0013]
[0014] 式（11)中，父_包括(：1_、8『_、1_、8卩 4_、？卩6_、叭〇抑2_、八8卩 6_、、〇卩3303_、(^ 9303_ 或N(SO2CF3)廠，R1包括1~4個碳原子的飽和或不飽和的直鏈或支鏈烴基，RjPR3包括 1~12個碳原子的鏈烴或環(huán)烴。
[0015] 所述硅橡膠生膠包括甲基乙烯基硅橡膠生膠、二甲基硅橡膠生膠、甲基苯基乙烯 基硅橡膠生膠或氟硅橡膠生膠。
[0016] 所述硅橡膠生膠優(yōu)選甲基乙烯基硅橡膠生膠。
[0017] 所述填料中至少包括一種補強填料。
[0018] 所述補強填料包括氣相法白炭黑和/或沉淀法白炭黑。
[0019] 所述的硫化劑包括過氧化雙（2,4_二氯苯甲酰）、過氧化二異丙苯、過氧化苯甲 酰、過氧化對甲基苯甲酰、過苯甲酸叔丁酯、鉑金催化劑或2, 5二甲基-2, 5-雙（叔丁基過 氧）己烷。
[0020] 所述結(jié)構(gòu)控制劑包括羥基硅烷類化合物、烷氧基硅氧烷類化合物、硅氨烷類化合 物、硼硅氧烷類化合物中的一種或幾種。
[0021] 本發(fā)明還提供一種抗靜電硅橡膠的制備方法，包括如下步驟：
[0022] (1)將抗靜電劑溶解于溶劑中，制成抗靜電劑母液；
[0023](2)混煉膠的制備：將硅橡膠生膠、填料、結(jié)構(gòu)控制劑、脫模劑和抗靜電劑母液加 入到真空捏合機中，室溫混煉0. 5h后，升溫至150~160°C，抽真空混煉2~4h，然后在上述 混煉好的硅橡膠中加入硫化劑和偶聯(lián)劑在開煉機上均勻混煉，制得抗靜電硅橡膠混煉膠；
[0024] (3)成型加工
[0025] 方法一、擠出成型：將步驟（2)制成的混煉膠切成小條喂入擠出機喂料口，擠出后 經(jīng)過熱空氣烘道硫化定型，制成抗靜電硅橡膠材料；
[0026] 方法二、模壓成型：將步驟（2)制成的混煉膠裁切成尺寸和重量符合制品要求的 條或塊狀，放置于已預(yù)熱好的模具中，加壓成型，制成抗靜電硅橡膠材料；
[0027] (4)二次硫化：將上述加工好的制品放置于熱烘箱中，在180~200°C烘烤2~4h， 取出置涼即可。
[0028] 所述步驟（1)中抗靜電劑是離子液體聚合物或有機硅離子液體。
[0029] 所述步驟（1)中溶劑包括脂肪族酯類溶劑，優(yōu)選己內(nèi)酯、碳酸丙烯酯、癸二酸酯或 己二酸酯。
[0030] 所述離子液體聚合物為咪唑基離子液體聚合物。
[0031] 所述咪唑基離子液體聚合物為含下述通式（I)的化合物，
[0032]
[0033] 式《中，父-包括(：1_、8廠、1_、8?4 _、？?6_或~_)2_，1?包括1~4個碳原子 的飽和直鏈或支鏈烴基，所述咪唑基離子液體聚合物分子量為1000~5000。
[0034] 所述有機硅離子液體為含下述通式（II)的化合物，
[0035]
[0036] 式（11)中，父_包括(：1_、8廠、1_、8卩4 _、？卩6_川(〇沁2_、厶8卩 6_、、〇卩3303_、(^ 9303_ 或N(SO2CF3)廠，R1包括1~4個碳原子的飽和或不飽和的直鏈或支鏈烴基，RjPR3包括 1~12個碳原子的鏈烴或環(huán)烴。
[0037] 所述步驟（2)中硅橡膠生膠包括甲基乙烯基硅橡膠生膠、二甲基硅橡膠生膠、甲 基苯基乙烯基娃橡膠生膠或氟娃橡膠生膠。
[0038] 所述硅橡膠生膠優(yōu)選甲基乙烯基硅橡膠生膠。
[0039] 所述步驟（2)中填料至少包括一種補強填料。
[0040] 所述補強填料包括氣相法白炭黑和/或沉淀法白炭黑。
[0041] 所述步驟（2)中結(jié)構(gòu)控制劑是羥基硅烷類化合物、烷氧基硅氧烷類化合物、硅氨 烷類化合物、硼硅氧烷類化合物中的一種或幾種。
[0042] 所述步驟⑵的硫化劑包括過氧化雙（2,4-二氯苯甲酰）、過氧化二異丙苯、過氧 化苯甲酰、過氧化對甲基苯甲酰、過苯甲酸叔丁酯、鉑金催化劑或2, 5二甲基-2, 5-雙（叔 丁基過氧）己烷。
[0043] 所述模壓成型硫化劑優(yōu)選2, 5二甲基-2, 5-雙（叔丁基過氧）己烷、過氧化二異 丙苯或過氧化苯甲酰。
[0044] 所述擠出成型硫化劑優(yōu)選過氧化雙（2,4_二氯苯甲酰）、過氧化二異丙苯或鉑金 催化劑。
[0045] 本發(fā)明在硅橡膠中加入離子液體聚合物或有機硅離子液體，離子液體聚合物的離 子結(jié)構(gòu)賦予其良好的導(dǎo)電性，且本發(fā)明的抗靜電劑與橡膠相容性較好，在橡膠內(nèi)部形成一 個具有導(dǎo)電能力的大分子網(wǎng)絡(luò)，以此為通道消除橡膠表面和本體內(nèi)的靜電荷，降低電阻率； 有機硅離子液體作為硅橡膠抗靜電劑，不僅抗靜電性能優(yōu)異，而且還增強了硅橡膠的機械 性能。在硅橡膠加工過程中，與一般在開煉機混煉階段加入抗靜電劑相比，在真空捏合機混 煉階段加入抗靜電劑溶液能有效提高