本发明属于高分子材料
技术领域：
，具体涉及一种具有导电功能的石墨烯鞋底复合材料。
背景技术：
：各种金属材料、塑料、纤维、橡胶、涂料等得应用范围日益扩大。这些材料容易受摩擦、撞击等易产生静电，而静电聚集到一定程度就会引起放电，甚至可能引起击穿或发生火灾；也会对无线电接收产生一定的干扰，使雷达无法正常工作。为防止或消除静电，就要在塑料、纤维、橡胶、涂料中添加导电粉末，使其具有导电、防静电等功能，从而消除静电带来的危害。导电粉末可以广泛应用于电子、电器、航空、涂料、化工、印刷、包装、船舶、军工等领域，适用于生产导电涂料、抗静电涂料、导电塑料、导电橡胶、导电静电纸、电子元件、电器设备外壳、印刷电路板等，还可建设无尘室和电屏蔽层。当前国外对导电粉末的应用相当广泛，尤其是浅色、白色、乃至透明的到导电粉末，因具有装饰和高反射双重作用，并且价格便宜，所以被广泛用于电子行业、航空航天工业和军事工业的非金属制件表面，目前，导电粉末用于民生用品上还比较少。石墨烯是一种以sp2杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，其作为橡胶的补强材料，少量填充即可大幅度提高橡胶的机械性能，并且能展现其良好的电、热特性，开展石墨烯与橡胶复合材料的研究，对于提高我国橡胶产业的整体水平意义重大。然而，实际生产加工过程中，石墨烯在橡胶基体中的分散一直是困扰石墨烯橡胶复合材料的瓶颈，由于表面张力和自聚集的原因，橡胶和石墨烯之间结合力很低，极易相分离，从而是复合材料的性能大打折扣，远达不到预期的效果。为了解决以上问题，开发一种具有导电功能的石墨烯鞋底复合材料是很有前途的。技术实现要素：基于以上现有技术，本发明的目的在于提供一种具有导电功能的石墨烯鞋底复合材料，该材料具有具有导电性、抗静电、屏蔽电磁波的功能，同时还要具有抗菌、弹性高、耐磨性好，无毒，不易变形，易清洁等特点。为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种具有导电功能的石墨烯鞋底复合材料，所述复合材料的基本组成包括以下重量份原料：天然橡胶50～70份，顺丁橡胶15～25份，三元乙丙胶10～20份，白炭黑2～8份，石墨烯2～8份，导电粉5～20份，流动助剂0.5～1.5份，氧化锌4～10份，硬脂酸锌1～4份，硬脂酸1～4份，无味交联剂0.5～2.5份，发泡剂1～5份。为了更好的实现本发明，进一步的，所述复合材料的基本组成包括以下重量份原料：天然橡胶60份，顺丁橡胶20份，三元乙丙胶15份，白炭黑5份，石墨烯5份，导电粉15份，流动助剂1.0份，氧化锌7份，硬脂酸锌3份，硬脂酸3份，无味交联剂1.5份，发泡剂3份。为了更好的实现本发明，进一步的，所述导电粉为金粉、银粉、铜粉、镍粉、掺杂氧化锡、导电云母粉、导电钦白粉、导电钛白粉、导电硫酸钡、导电二氧化硅中的一种。为了更好的实现本发明，进一步的，所述流动助剂为二硫化四甲基秋兰姆、六硫化双甲撑秋兰姆中的一种。为了更好的实现本发明，进一步的，所述无味交联剂为双叔丁基过氧化二异丙基苯。为了更好的实现本发明，进一步的，所述发泡剂为碳酸氢钠、n，n′-二甲硝基五次甲基四胺、偶氮二甲酰胺、二苯磺酰肼醚、对甲苯磺酰肼中的一种。有益效果本发明的有益效果如下：(1)本发明的复合材料中含有石墨烯，其作为新型材料，少量填充即可大幅度提高橡胶的机械性能，并且能展现其良好的电、热特性，是一种非常理想的橡胶纳米材料。(2)本发明的复合材料具有导电性、抗静电、屏蔽电磁波效果，主要是因为本发明使用的导电粉末、石墨烯和石炭黑共同的作用，白炭黑具有补强作用，满足白色或半透明产品的需要，同时具有超强的粘附力、抗撕裂及耐热抗老化性能；导电粉具有导电性、抗静电、屏蔽电磁波的功能，其稳定性高，能够长期保持电性能不变，能够耐热、耐寒和耐一般化学药品腐蚀。(3)本发明的复合材料选用的交联剂为双叔丁基过氧化二异丙基苯，操作过程中及制成的制品中无刺激性臭味，在混炼时加入胶料使用，在同等交联效果情况下，添加量仅为dcp的2/3，降低了用量，更加环保；发泡剂为碳酸氢钠、n，n′-二甲硝基五次甲基四胺、偶氮二甲酰胺、二苯磺酰肼醚、对甲苯磺酰肼中的一种，储存时性质稳定，无毒，不燃，与橡胶混炼时相容性较好，同时分解产生氮气或二氧化碳，形成闭孔或联孔，收缩率小，不易变形，孔隙不易塌陷；以上助剂使用后在成品中不易渗出，且不与其他材料发生副反应，长期使用无毒无害，对环境污染影响小。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。实施例1本实施例提供一种具有导电功能的石墨烯鞋底复合材料，所述复合材料的基本组成包括以下重量份原料：天然橡胶50份，顺丁橡胶15份，三元乙丙胶10份，白炭黑2份，石墨烯2份，导电粉5份，流动助剂0.5份，氧化锌4份，硬脂酸锌1份，硬脂酸1份，无味交联剂0.5份，发泡剂1份。所述导电粉为银粉；所述流动助剂为二硫化四甲基秋兰姆；所述无味交联剂为双叔丁基过氧化二异丙基苯；所述发泡剂为碳酸氢钠。银粉为金属性导电粉末，导电性能优异，耐氧性、耐介质性能极佳，银离子有高塑性和高抗氧化性，对高温水分以及其他的配合材料具有较高的稳定性，进而相互形成牢固的接触；碳酸氢钠无毒、无臭，100℃缓慢分解，产生二氧化碳，140℃迅速分解，理论产气量能达到270ml/g，实际则达不到，其中加入的硬脂酸有助于提高发气量。实施例2本实施例提供一种具有导电功能的石墨烯鞋底复合材料，所述复合材料的基本组成包括以下重量份原料：天然橡胶55份，顺丁橡胶18份，三元乙丙胶12份，白炭黑4份，石墨烯4份，导电粉10份，流动助剂0.8份，氧化锌5份，硬脂酸锌2份，硬脂酸2份，无味交联剂1.0份，发泡剂2份。所述导电粉为铜粉；所述流动助剂为二硫化四甲基秋兰姆；所述无味交联剂为双叔丁基过氧化二异丙基苯；所述发泡剂为二苯磺酰肼醚。银粉为金属性导电粉末，导电性能仅次于金，导电性和价格均优于镍，不存在银粉在涂层中发生的“银迁移”现象，对高温水分以及其他的配合材料具有较高的稳定性，进而相互形成牢固的接触；二苯磺酰肼醚热分解产生氮气，产物残渣是具有硫醇气味的不挥发性聚合物，其发气量约为125ml/g，制得材料气孔细致均匀，形成闭孔或联孔的气孔结果，渗透性小，收缩性小，变形小，不塌陷。实施例3本实施例提供一种具有导电功能的石墨烯鞋底复合材料，所述复合材料的基本组成包括以下重量份原料：天然橡胶60份，顺丁橡胶20份，三元乙丙胶15份，白炭黑5份，石墨烯5份，导电粉15份，流动助剂1.0份，氧化锌7份，硬脂酸锌3份，硬脂酸3份，无味交联剂1.5份，发泡剂3份。所述导电粉为导电云母粉；所述流动助剂为六硫化双甲撑秋兰姆；所述无味交联剂为双叔丁基过氧化二异丙基苯；所述发泡剂为二苯磺酰肼醚。导电云母粉为复合导电粉末，复合粉末是每一颗粒子都由两种或多种不同材料组成的粉末，并且粒度必须大到足以显示出各自的宏观物质，兼有镀层物质和芯核的优良性能，导电云母粉结构为铜粉和云母粉外面包被银粉，其性能稳定，导电性好，容易和其他材料相互结合，形成结构稳定的物质；二苯磺酰肼醚热分解产生氮气，产物残渣是具有硫醇气味的不挥发性聚合物，其发气量约为125ml/g，制得材料气孔细致均匀，形成闭孔或联孔的气孔结果，渗透性小，收缩性小，变形小，不塌陷。实施例4本实施例提供一种具有导电功能的石墨烯鞋底复合材料，所述复合材料的基本组成包括以下重量份原料：天然橡胶65份，顺丁橡胶22份，三元乙丙胶18份，白炭黑6份，石墨烯6份，导电粉18份，流动助剂1.2份，氧化锌8份，硬脂酸锌3份，硬脂酸3份，无味交联剂2.0份，发泡剂4份。所述导电粉为掺杂氧化锡；所述流动助剂为六硫化双甲撑秋兰姆；所述无味交联剂为双叔丁基过氧化二异丙基苯；所述发泡剂为偶氮二甲酰胺。掺杂氧化锡为金属氧化物系导电粉末，其电性能优异，抗腐蚀性和装饰性能强，其导电性、化学稳定性、热稳定性和耐候性好，使用效果好；偶氮二甲酰胺在加工过程热分解产生氮气、一氧化碳和氨。无毒无臭，不污染，不变色，硬脂酸和氧化锌作为助发泡剂，可显著降低其热分解温度，发气量约为250ml/g，用量减少和获得较多的气孔。实施例5本实施例提供一种具有导电功能的石墨烯鞋底复合材料，所述复合材料的基本组成包括以下重量份原料：天然橡胶70份，顺丁橡胶25份，三元乙丙胶20份，白炭黑8份，石墨烯8份，导电粉20份，流动助剂1.5份，氧化锌10份，硬脂酸锌4份，硬脂酸4份，无味交联剂2.5份，发泡剂5份。所述导电粉为导电钛白粉；所述流动助剂为二硫化四甲基秋兰姆；所述无味交联剂为双叔丁基过氧化二异丙基苯；所述发泡剂为对甲苯磺酰肼。导电钛白粉是通过特殊的生产工艺控制钛白粉的纯度、粒径，以钛白粉为基质，表面经过半导体掺杂处理，使其基材表面形成导电性氧化物层,导电钛白粉对光的吸收少，散射能力大，光泽、白度、消色力、遮盖力等光学性能良好，可制成近白色及其它浅色的永久性导电、防静电制品；对甲苯磺酰肼热分解过程产生氮气，产气量约为125ml/g，分解速度缓慢，硫化温度下无需助发泡剂也能发泡，发泡与硫化同步，分解的氮气渗透性小，形成闭孔结构，气孔大小均匀质量好。对上述实施例1至5制作工艺流程如下所述：步骤1、将硬脂酸和100重量份去离子水进行配比，混合均匀后加热至150℃，缓慢逐步加入石墨烯，加入时不断搅拌，加入后继续搅拌2h，然后依次加入天然橡胶、顺丁橡胶、三元乙丙胶在混炼机中进行混炼，混炼温度为150℃，混炼时间为4～6h，得到混合原胶；步骤2、向混合原胶中加入白炭黑，导电粉，流动助剂、氧化锌，硬脂酸锌，无味交联剂，发泡剂，在平板硫化机上在150℃，10mpa压力下，热压30min，然后在烘箱中进行二次硫化，硫化条件为190℃，3h，220℃，1h，得到所述具有导电功能的石墨烯鞋底复合材料。对上述实施例1至5制得的石墨烯抗静电医用鞋底复合材料进行力学性能够测试，测试方法如下：(1)按照gb/t2439-2001硫化橡胶或热塑性橡胶导电性能和耗散性能电阻率的测定进行导电性能检测。(2)撕裂强度：根据gb6039-85，撕裂强度的定义为：在于试样主轴平行的方向上，拉伸试样直至开裂时的最大力，按照gb529和gb530的方法准备试样，测试步骤(1)硫化后的试片(厚2.0±0.3mm)应在标准室温下停放(不少于6小时，不超过15天)；(2)采取试样时，裁刀撕裂角等分线的方向与压延方向一致；(3)将试样垂直夹于上下夹持器重一定深度，并且使其在平等的位置上充分均匀夹紧；(4)调好拉伸速度(夹持器中以500±100mm/min的速度在运行)开动试验机，即可对试样施加一个逐渐增加的牵引力，直至试样被撕断后停机。(3)拉伸强度：按照gb/t528-92硫化橡胶和热塑性橡胶拉伸性能的测定进行拉伸强度的检测。测试结果如下：表1测试结果测试结果实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5导电性能电阻率ω·m104104104104104撕裂强度kn/m7890989388拉伸强度mpa4333484745最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12