專利名稱：一種壓敏導(dǎo)電橡膠及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)壓力敏感的導(dǎo)電材料，特別涉及一種壓敏導(dǎo)電橡膠 及其制備方法。
技術(shù)背景-
當(dāng)前的壓阻式傳感器主要是采用集成工藝將電阻條集成在單晶硅膜片 上，制成硅壓阻芯片或者是基于陶瓷膜片的壓阻式傳感器。單晶硅傳感器 在制作上需要比較復(fù)雜的集成電路技術(shù)，而陶瓷膜片傳感器的制作對(duì)膜片 也有很高的技術(shù)要求，工藝復(fù)雜，造價(jià)高，而且受溫度的影響較大，很多 情況下需進(jìn)行溫度補(bǔ)償。在研制機(jī)器人時(shí)，以上兩種傳感器與人的皮膚組 織相差甚遠(yuǎn)，很難應(yīng)用于有觸覺功能的機(jī)器人。
1998年英國Perapedhi公司研制出一種對(duì)壓力敏感的導(dǎo)電橡膠材料 QTC，并申請(qǐng)了專利，其專利申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/GB98/00206。 QTC的研制成 功對(duì)于壓敏導(dǎo)電橡膠在壓力傳感器，防爆開關(guān)，大變阻范圍的變阻器等方 面的應(yīng)用起了重要作用。在制作壓力傳感器時(shí)，壓力可直接作用在材料上。 壓力傳感器的敏感性可以通過改變填料的比例或材料的形狀獲得。當(dāng)制作 防爆開關(guān)時(shí)，可以有效防止電流的突變產(chǎn)生的電火花。而在制作有觸覺功 能的機(jī)器人時(shí)，由于橡膠固有的彈性，使之更適合用來制作仿真機(jī)器人。
QTC的主要特點(diǎn)是電阻率可變化范圍大 一塊4X4X1. 5mm3的樣品的 電阻值可以從1012歐姆降至1歐姆以下；對(duì)壓力敏感度高3kg的力足以 使樣品電阻值下降12個(gè)數(shù)量級(jí)。但是，對(duì)原材料的要求苛刻，鎳粉的表面 形狀為針尖形，有尖銳的凸起，而且在制備過程中必須保證鎳粉顆粒的表 面形狀不被破壞(否則導(dǎo)電性能大大降低)，硅膠需滿足五方面的性能要求。
本發(fā)明是在上述專利的基礎(chǔ)上發(fā)明出來的，與其不同點(diǎn)在于1、制備 工藝簡單。2、使用材料不同所用基體和填料的型號(hào)，技術(shù)要求，配比關(guān)
系均不同，成本低。3、可以方便地制成不同形狀的成品，容易產(chǎn)業(yè)化。4、 產(chǎn)品與QTC相對(duì)比，在較大范圍內(nèi)，對(duì)壓力的敏感性有很大的提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電阻壓力敏感性能好的壓敏導(dǎo)電橡膠以及材 料容易得到且工藝簡單的制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是， 一種壓敏導(dǎo)電 橡膠，包括硅膠和鎳粉，其特征在于硅膠與鎳粉的重量比為1: 2—3。 所述硅膠為模具硅膠，其中鎳粉的粒度不大于70um。 一種壓敏導(dǎo)電橡膠 的制備方法，其特征在于有以下步驟(1)配料，按重量比，將2—3份鎳
粉與l份硅膠混合，并加入適量有機(jī)苯溶液攪拌均勻成粘稠膠料，(2)第 一次固化，將0.01—0.(H5份固化劑加入到上述膠料中放入恒溫箱中在45 一85'C下固化4小時(shí)后取出并粉碎，(3)第二次固化，將0.02—0.04份固 化劑與上述固化后的粉料充分混合后在30—5(TC恒溫固化48小時(shí)，即制 成本發(fā)明的壓敏導(dǎo)電橡膠。在配料工序(1)中，還加有0.03-0.04重量份 的Zr02或者A1203或者Ce02料與有機(jī)溶劑甲苯攪拌混勻成粉稠膠料。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較具有工藝簡單、材料易得，所制備的壓敏導(dǎo)電橡膠 的壓力敏感性能更好的顯著優(yōu)點(diǎn)。


附圖為本發(fā)明壓敏導(dǎo)電橡膠與現(xiàn)有技術(shù)壓力電阻曲線對(duì)比圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明有以下實(shí)施例
實(shí)施例l、
(1) 配料，各組分按重量比，取模具硅膠l份，2份200目的鎳粉與 適量的99.8%濃度的甲苯進(jìn)行稀釋，攪拌均勻直至為粘稠(能看到攪拌時(shí) 形成的暈)，盡量避免鎳粉下沉。
(2) 第一次固化，在上述粘稠膠料中加入0.012份固化劑，加蓋后放 入5(TC的恒溫箱中進(jìn)行第一次固化，4小時(shí)后(取出時(shí)膠體應(yīng)比較濕潤) 取出，粉碎。
(3) 第二次固化，在上述粉料中加入0.024份固化劑，攪拌混合后， 在30。C恒溫箱固化48小時(shí)，即制成本發(fā)明的壓敏導(dǎo)電橡膠。
實(shí)施例2、
(l)配料，各組分按重量比，取模具硅膠l份，2.5份200目的鎳粉，
將將鎳粉和0.035份200目的Zr02放入研缽中研磨至充分混合后混入模具 硅膠中與適量的99.8%濃度的甲苯稀釋，攪拌均勻直至為粘稠(能看到攪 拌時(shí)形成的暈)，盡量避免鎳粉下沉。
(2) 第一次固化，在上述粘稠膠料中加入0.012份固化劑，加蓋后放 入70'C的恒溫箱中進(jìn)行第一次固化，4小時(shí)后(取出時(shí)膠體應(yīng)比較濕潤) 取出，粉碎。
(3) 第二次固化，在上述粉料中加入0.028份固化劑，攪拌混合后， 在40。C恒溫箱固化48小時(shí)，即制成本發(fā)明的壓敏導(dǎo)電橡膠。
實(shí)施例3、
(1) 配料，各組分按重量比，取模具硅膠l份，3份200目的鎳粉， 將鎳粉和0.04份200目的Zr02放入研缽中研磨至充分混合后混入模具硅 膠中與適量的99.8%濃度的甲苯稀釋，攪拌均勻直至為粘稠(能看到攪拌 時(shí)形成的暈)，盡量避免鎳粉下沉。
(2) 第一次固化，在上述粘稠膠料中加入0.012份固化劑，加蓋后放 入80。C的恒溫箱中進(jìn)行第一次固化，3.5小時(shí)后(取出時(shí)膠體應(yīng)比較濕潤) 取出，粉碎。
(3) 第二次固化，在上述粉料中加入0.034份固化劑，攪拌混合后， 在5(TC恒溫箱固化48小時(shí)，即制成本發(fā)明的壓敏導(dǎo)電橡膠。
實(shí)施例4、
(1) 配料，各組分按重量比，取模具硅膠l份，2.5份200目的鎳粉， 將鎳粉和0.035份200目的Al203放入研缽中研磨至充分混合后混入模具 硅膠中與適量的99.8%濃度的甲苯稀釋，攪拌均勻直至為粘稠(能看到攪 拌時(shí)形成的暈)，盡量避免鎳粉下沉。
(2) 第一次固化，在上述粘稠膠料中加入0.012份固化劑，加蓋后放 入50。C的恒溫箱中進(jìn)行第一次固化，4小時(shí)后(取出時(shí)膠體應(yīng)比較濕潤) 取出，粉碎。
(3) 第二次固化，在上述粉料中加入0.028份固化劑，攪拌混合后， 在3(TC恒溫箱固化48小時(shí)，即制成本發(fā)明的壓敏導(dǎo)電橡膠。
實(shí)施例5、
(1) 配料，把純度為99。/。的CeO2放置在真空爐中在800攝氏度通氮 氣的情況下預(yù)燒3小時(shí)后取出，冷卻后研磨至細(xì)膩粉體。分別稱量出l份 模具硅膠和2.5份的200目的鎳粉，將2.5份的鎳粉與0.035份研磨后的二 氧化鈰同時(shí)放入研缽中再次研磨，待混合充分取出并把混合物加入到模具 硅膠中。加入適量的99.8%甲苯稀釋，充分?jǐn)嚢瑁钡捷^為粘稠(能看到 攪拌時(shí)形成的暈)盡量避免鎳粉下沉。
(2) 第一次固化，攪拌后加入0.012份固化劑，加蓋后放入7(TC的恒 溫箱中進(jìn)行第一次固化，4小時(shí)后(取出時(shí)膠體應(yīng)比較濕潤)取出，粉碎。
(3) 第二次固化，再加入0.028份固化劑，充分混合后進(jìn)行第二次固 化，在4(TC恒溫箱固化48小時(shí)，制成本發(fā)明的壓敏導(dǎo)電橡膠。
附圖中曲線1是用QTC導(dǎo)電橡膠測(cè)出的性能曲線，曲線2是本發(fā)明制
出的導(dǎo)電橡膠測(cè)出的性能曲線，比較兩曲線，本發(fā)明導(dǎo)電橡膠的電阻壓力 敏感性能更好。
權(quán)利要求
1、一種壓敏導(dǎo)電橡膠，包括硅膠和鎳粉，其特征在于硅膠與鎳粉的重量比為1∶2-3。
2、 如權(quán)利要求1的一種壓敏導(dǎo)電橡膠，其特征在于所述硅膠為模具 硅膠，其中鎳粉的粒度不大于70um。
3、 一種壓敏導(dǎo)電橡膠的制備方法，其特征在于有以下步驟(1) 配料，按重量比，將2—3份鎳粉與1份硅膠混合，并加入適量有機(jī)苯溶液攪拌均勻成粘稠膠料，(2) 第一次固化，將0.01—0.015份固化劑加入到上述膠料中放入恒 溫箱中在45—85"C下固化4小時(shí)后取出并粉碎。(3) 第二次固化，將0.02—0.04份固化劑與上述固化后的粉料充分混 合后在30—5(TC恒溫固化48小時(shí)，即制成本發(fā)明的壓敏導(dǎo)電橡膠。
4、 如權(quán)利要求3所述的一種壓敏導(dǎo)電橡膠的制備方法，其特征在于 在配料工序(1)中，還加有0.03-0.04重量份的Zr02或者Al203或者Ce02 料與有機(jī)溶劑甲苯攪拌混勻成粉稠膠料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種壓敏導(dǎo)電橡膠及其制備方法，涉及一種對(duì)壓力敏感的導(dǎo)電材料，本發(fā)明的目的是提供一種電阻壓力敏感性能好的壓敏導(dǎo)電橡膠以及制備方法，本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種壓敏導(dǎo)電橡膠，包括硅膠和鎳粉，硅膠與鎳粉的重量比為1∶2-3。所述硅膠為模具硅膠，其中鎳粉的粒度不大于70μm。一種壓敏導(dǎo)電橡膠的制備方法，有以下步驟(1)將鎳粉與硅膠混合，并加入適量有機(jī)苯溶液攪拌均勻成粘稠膠料，(2)將固化劑加入到上述膠料中放入恒溫箱中在45-85℃下固化4小時(shí)后取出并粉碎，(3)將固化劑與上述固化后的粉料充分混合后在30-50℃恒溫固化48小時(shí)，即制成本發(fā)明的壓敏導(dǎo)電橡膠。本發(fā)明用于壓敏導(dǎo)電橡膠。
文檔編號(hào)C08K3/08GK101108916SQ20071005495
公開日2008年1月23日 申請(qǐng)日期2007年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月3日
發(fā)明者常方高, 楓 楊 申請(qǐng)人:河南師范大學(xué)