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专利号: 2022105967523
申请人: 武汉工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-11-19
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种多功能橡胶基泡沫传感材料,其特征在于,包括导电填料和橡胶乳泡沫,所述导电填料嵌入橡胶乳泡孔壁内部;对压力、声振动、温度、湿度和气体化学品各种外部刺激表现出不同的响应;其中:所述导电填料占所述橡胶乳质量的0.3‑5%;

所述导电填料为还原氧化石墨烯、碳纳米管、纳米银线中的一种或者多种的混合;

所述橡胶乳为天然橡胶乳、氯丁橡胶乳、丁苯橡胶乳、羧基丁苯胶乳、丁苯吡胶乳、丁腈胶乳、羧基丁腈胶乳中的一种或者多种的混合;

所述多功能橡胶基泡沫传感材料的制备包括以下步骤:

1)将用于硫化橡胶乳的硫化剂、促进剂各自分别球磨成特定浓度的分散体;然后将橡胶乳与这些分散体按比例混合,搅拌得预硫化的橡胶乳液;

2)将导电填料和/或导电填料前驱体用去离子水分散制成悬浮液,搅拌条件下逐滴地加入到步骤1)所得预硫化的橡胶乳液中,搅拌混合后再超声处理,使导电填料和/或导电填料前驱体均匀的分散在预硫化的橡胶乳液中;

3)将步骤2)所得混合物加入发泡剂通过机械搅拌发泡至原体积2‑5倍,再将凝固剂加入到泡沫混合物中搅拌均匀后立即转移到高压釜中,进行水热反应,反应结束后洗涤干燥即得多功能橡胶泡沫传感材料。

2.一种如权利要求1所述的多功能橡胶基泡沫传感材料的制备方法,其特征在于,包括下述步骤:

1)将用于硫化橡胶乳的硫化剂、促进剂各自分别球磨成特定浓度的分散体;然后将橡胶乳与这些分散体按比例混合,搅拌得预硫化的橡胶乳液;

2)将导电填料和/或导电填料前驱体用去离子水分散制成悬浮液,搅拌条件下逐滴地加入到步骤1)所得预硫化的橡胶乳液中,搅拌混合后再超声处理,使导电填料和/或导电填料前驱体均匀的分散在预硫化的橡胶乳液中;当选择导电填料前驱体时,需要加入还原剂;

3)将步骤2)所得混合物加入发泡剂通过机械搅拌发泡至原体积2‑5倍,再将凝固剂加入到泡沫混合物中搅拌均匀后立即转移到高压釜中,进行水热反应,反应结束后洗涤干燥即得多功能橡胶泡沫传感材料。

3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,

所述步骤1)中,硫化剂成分为硫磺、过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯中的一种或者多种的混合;促进剂为N‑叔丁基‑2‑苯并噻唑次磺酰胺、N‑氧二亚乙基‑2‑苯并噻唑次磺酰胺、一硫化四甲秋兰姆、2,2'‑二苯并噻唑二硫化物、乙烯硫脲、二硫代氨基甲酸盐中的一种或者多种的混合;

所述步骤3)中,发泡剂为油酸钾、十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、松香酸钠或松香酸钾中的一种或者多种的混合;凝固剂成分为氧化锌、氧化镁、氟硅酸钠、醋酸钙、氯化钙中的一种或者多种的混合。

4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,

所述步骤1)中,按质量百分比计,硫化剂占橡胶乳质量的1‑4%;促进剂占橡胶乳质量的

1‑3%;

所述步骤2)中,按质量百分比计,导电填料和/或导电填料前驱体占橡胶乳质量的0.3‑

5%;

所述步骤3)中,按质量百分比计,发泡剂占橡胶乳质量的2‑10%,凝固剂占橡胶乳质量的2‑5%。

5.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述步骤1)中,所述硫化剂或促进剂各自球磨得到质量百分含量为40‑60%的分散体。

6.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,将硫化剂或促进剂45‑55份,8‑12%酪素溶液18‑22份,软水38‑40份,8‑12%KOH溶液18‑22份混合后进行球磨,得分散体。

7.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,

所述步骤1)中,搅拌4‑10h得预硫化的橡胶乳液;

所述步骤2)中,搅拌混合20‑60min后,再超声处理20‑60min;

所述步骤3)中,水热反应条件为:在80‑120℃下加热反应4‑8h。