CN111234390A - 一种减震多层导电泡棉及其生产加工方法 - Google Patents

一种减震多层导电泡棉及其生产加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了导电泡棉制备技术领域的一种减震多层导电泡棉及其生产加工方法，包括改性发泡海绵和导电纤维布，所述导电纤维布与改性发泡海绵表面贴合，所述改性发泡海绵包括以下重量份原料：三元乙丙橡胶40‑55份，硅橡胶20‑30份，发泡剂8‑15份，α‑羟基酸8‑10份，填料15‑25份，软化剂20‑30份，硫磺0.5‑3份；本发明通过加入三元乙丙橡胶和硅橡胶使得导电泡棉在具有良好减震性能的同时，有着较为优良的力学性能，进一步提高减震效果；通过加入纳米二氧化硅和氢氧化镁，在提高导电海绵的力学性能的同时，预留出一定孔隙，确保导电海绵拥有良好的回弹力，该减震多层导电泡棉拥有良好的弹性力和力学性能。

Description

一种减震多层导电泡棉及其生产加工方法
技术领域
本发明涉及导电泡棉制备技术领域，具体为一种减震多层导电泡棉及其生产加工方法。
背景技术
导电泡棉是由具有导电性和防腐蚀性的导电纤维布，最终得到的产品具有良好的弹性和极佳的屏蔽性能。导电纤维布是由纤维表面覆上铜和镍金属表层所构成的金属纤维编织而成，纤维底层是高导电性的铜，表层是防氧化抗腐蚀的镍金属，铜和镍的结合提供极佳的导电性和屏蔽效果。
导电泡棉具有压缩性佳、柔软性良好的特点，使其能确保具有良好的导通接触面积，并且具有极高的性价比，是目前最新，也是应用最广泛的屏蔽材料，特别适用于容量和闭合压力有限的场合，可以广泛应用与电子机箱、机壳、室内机箱、工业设备、笔记本电脑与移动通讯设备等。但目前市场上常见的导电泡棉仍然存在一些缺陷，如弹性较差、压缩后难以恢复原状，加之力学性能较为一般，进而导致减震性能较弱。
因此提出一种减震多层导电泡棉以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种减震多层导电泡棉及其生产加工方法，以解决上述背景技术中提出问题。
为实现上述目的，本发明提供如下方案予以实现：一种减震多层导电泡棉，其特征在于，包括改性发泡海绵和导电纤维布，所述导电纤维布与改性发泡海绵表面贴合，所述改性发泡海绵包括以下重量份原料：
三元乙丙橡胶40-55份，
硅橡胶20-30份，
发泡剂8-15份，
α-羟基酸5-10份，
填料15-25份，
软化剂20-30份，
硫磺0.5-3份。
优选的，三元乙丙橡胶和硅橡胶按2:1混合。
优选的，发泡剂包括偶氮二氨基苯和三亚硝基三甲胺三胺，且偶氮二氨基苯和三亚硝基三甲胺三胺按2:1混合。
优选的，填料包括纳米二氧化硅和氢氧化镁，且纳米二氧化硅和氢氧化镁按1:1混合。
优选的，软化剂为煤焦油。
优选的，导电纤维布表面依次覆盖有金属铜层和金属镍层。
本发明还提供了一种减震多层导电泡棉的生产加工方法，具体包括以下步骤：
(1)将三元乙丙橡胶、硅橡胶、纳米二氧化硅、氢氧化镁和煤焦油搅拌混合，得到混合料A；
(2)将混合料A放入密炼机中混炼5-10min，混炼温度为40-50℃，得到混炼胶A；
(3)将偶氮二氨基苯、三亚硝基三甲胺三胺、α-羟基酸、纳米二氧化硅、氢氧化镁和硫磺搅拌混合，得到混合料B；
(4)将混合料B加入到密炼机中混炼，得到混炼胶B；
(5)将混炼胶B放入平板硫化机中硫化发泡，冷却定型后，得到改性发泡海绵；
(6)在改性发泡海绵表面包裹导电纤维布，得到目标导电泡棉。
优选的，步骤(2)中混炼时间为5-10min，混炼温度为40-50℃。
优选的，步骤(4)中的混炼时间为8min，混炼温度为90℃。
优选的，步骤(5)中的硫化温度为130-170℃，硫化时间为25-35min。
本发明的有益效果是：
本发明通过加入三元乙丙橡胶和硅橡胶，且三元乙丙橡胶和硅橡胶按2:1混合，三元乙丙橡胶具有良好的耐老化性能及抗紫外线性能，还具有非常好的密封以及减震效果，硅橡胶的加入可以使改性后的发泡海绵不同部位的密度、拉伸强度、硬度等表现出良好的一致性，提高了导电海绵的力学性能，三元乙丙橡胶和硅橡胶按2:1混合，使得导电泡棉在具有良好减震性能的同时，有着较为优良的力学性能，进一步提高减震效果；
本发明通过加入纳米二氧化硅和氢氧化镁，纳米二氧化硅改性三元乙丙橡胶，其抗拉伸强度、抗老化性和耐磨性能均提高明显，此外，加入的氢氧化镁有着较为优良的阻燃性能，而且，占比较少的纳米二氧化硅和氢氧化镁进入到海绵的孔隙中，在提高导电海绵的力学性能的同时，预留出一定孔隙，确保导电海绵拥有良好的回弹力；
本发明通过加入α-羟基酸，α-羟基酸的分子结构中具有较多的羧基官能团，具有酸性，而在偶氮二氨基苯中，偶氮基中的羧基上的羰基和氮原子有孤电子对，属于路易斯碱类物质，其分解产物中含有碱类物质，由于酸碱中和反应，加速了偶氮二氨基苯的分解，提高了发泡效率，加入的三亚硝基三甲胺三胺并不会加速分解，故当偶氮二氨基苯加速分解结束后，海绵中已经产生较多数量的泡孔，此时，三亚硝基三甲胺三胺正常分解，继续产生泡孔，使得海绵继而发泡，避免仅用偶氮二氨基苯作为发泡剂使得前期分解过快，产生大量泡孔，继而导致海绵不能成型；此外，偶氮二氨基苯和三亚硝基三甲胺三胺混合使用，也降低了仅用偶氮二氨基苯作为发泡剂的使用剂量，节约了成本；
本发明中混炼胶A和混合料B混炼5-10min，混炼过程中，发泡剂分解产生气体，使得混炼胶A产生泡孔，混炼时间低于5min，产生的气体量不够，混炼胶A内的泡孔数量少，得到的导电海绵弹性差，减震效果差，混炼时间高于10min，发泡剂产生大量气体，形成的泡孔数量过多，很容易导致混炼胶A的坍塌，并不能形成发泡海棉；
本发明中的减震多层导电泡棉拥有良好的弹性力和力学性能，实施例中的平均压缩率为86.8％，平均回弹率96％，均优于对比例，说明该导电泡棉拥有良好的弹性性能；实施例中的平均纵向拉伸强度为 4.64MPa，平均横向拉伸强度为3.52MPa，均优于对比例，说明该导电泡棉的抗变形、抗撕裂性能优良，力学性能较为优良；实施例中的平均动静刚度比Kd/Ks为1.3678，优于对比例的1.915，综上所述，该导电泡棉具有良好的减震性能。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
一种减震多层导电泡棉，包括改性发泡海绵和导电纤维布，导电纤维布与改性发泡海绵表面贴合，且导电纤维布表面依次覆盖有金属铜层和金属镍层，改性发泡海绵包括以下重量份原料：三元乙丙橡胶 40份，硅橡胶20份，发泡剂8份，发泡剂包括偶氮二氨基苯和三亚硝基三甲胺三胺，且偶氮二氨基苯和三亚硝基三甲胺三胺按2:1混合，α -羟基酸5份，填料15份，填料包括纳米二氧化硅和氢氧化镁，且纳米二氧化硅和氢氧化镁按1:1混合，煤焦油为20份，硫磺0.5份。
一种减震多层导电泡棉，具体包括以下步骤：
(1)将三元乙丙橡胶、硅橡胶、纳米二氧化硅、氢氧化镁和煤焦油搅拌混合，得到混合料A；
(2)将混合料A放入密炼机中混炼5min，混炼温度为40℃，得到混炼胶A；
(3)将偶氮二氨基苯、三亚硝基三甲胺三胺、α-羟基酸、纳米二氧化硅、氢氧化镁和硫磺搅拌混合，得到混合料B；
(4)将混合料B加入到密炼机中，混炼5min，混炼温度为80℃，得到混炼胶B；
(5)将混炼胶B放入平板硫化机中硫化发泡，硫化温度为130℃，硫化时间为25min，冷却定型后，得到改性发泡海绵；
(6)在改性发泡海绵表面包裹导电纤维布，得到目标导电泡棉。
实施例二
一种减震多层导电泡棉，包括改性发泡海绵和导电纤维布，导电纤维布与改性发泡海绵表面贴合，且导电纤维布表面依次覆盖有金属铜层和金属镍层，改性发泡海绵包括以下重量份原料：三元乙丙橡胶 44份，硅橡胶22份，发泡剂10份，发泡剂包括偶氮二氨基苯和三亚硝基三甲胺三胺，且偶氮二氨基苯和三亚硝基三甲胺三胺按2:1混合，α-羟基酸5份，填料17份，填料包括纳米二氧化硅和氢氧化镁，且纳米二氧化硅和氢氧化镁按1:1混合，煤焦油为25份，硫磺1份。
一种减震多层导电泡棉，具体包括以下步骤：
(1)将三元乙丙橡胶、硅橡胶、纳米二氧化硅、氢氧化镁和煤焦油搅拌混合，得到混合料A；
(2)将混合料A放入密炼机中混炼7min，混炼温度为45℃，得到混炼胶A；
(3)将偶氮二氨基苯、三亚硝基三甲胺三胺、α-羟基酸、纳米二氧化硅、氢氧化镁和硫磺搅拌混合，得到混合料B；
(4)将混合料B加入到密炼机中，混炼6min，混炼温度为85℃，得到混炼胶B；
(5)将混炼胶B放入平板硫化机中硫化发泡，硫化温度为140℃，硫化时间为25min，冷却定型后，得到改性发泡海绵；
(6)在改性发泡海绵表面包裹导电纤维布，得到目标导电泡棉。
实施例三
一种减震多层导电泡棉，包括改性发泡海绵和导电纤维布，导电纤维布与改性发泡海绵表面贴合，且导电纤维布表面依次覆盖有金属铜层和金属镍层，改性发泡海绵包括以下重量份原料：三元乙丙橡胶 50份，硅橡胶25份，发泡剂10份，发泡剂包括偶氮二氨基苯和三亚硝基三甲胺三胺，且偶氮二氨基苯和三亚硝基三甲胺三胺按2:1混合，α-羟基酸5份，填料18份，填料包括纳米二氧化硅和氢氧化镁，且纳米二氧化硅和氢氧化镁按1:1混合，煤焦油为25份，硫磺1.5份。
一种减震多层导电泡棉，具体包括以下步骤：
(1)将三元乙丙橡胶、硅橡胶、纳米二氧化硅、氢氧化镁和煤焦油搅拌混合，得到混合料A；
(2)将混合料A放入密炼机中混炼8min，混炼温度为45℃，得到混炼胶A；
(3)将偶氮二氨基苯、三亚硝基三甲胺三胺、α-羟基酸、纳米二氧化硅、氢氧化镁和硫磺搅拌混合，得到混合料B；
(4)将混合料B加入到密炼机中，混炼8min，混炼温度为90℃，得到混炼胶B；
(5)将混炼胶B放入平板硫化机中硫化发泡，硫化温度为150℃，硫化时间为28min，冷却定型后，得到改性发泡海绵；
(6)在改性发泡海绵表面包裹导电纤维布，得到目标导电泡棉。
实施例四
一种减震多层导电泡棉，包括改性发泡海绵和导电纤维布，导电纤维布与改性发泡海绵表面贴合，且导电纤维布表面依次覆盖有金属铜层和金属镍层，改性发泡海绵包括以下重量份原料：三元乙丙橡胶 54份，硅橡胶27份，发泡剂15份，发泡剂包括偶氮二氨基苯和三亚硝基三甲胺三胺，且偶氮二氨基苯和三亚硝基三甲胺三胺按2:1混合，α-羟基酸5份，填料25份，填料包括纳米二氧化硅和氢氧化镁，且纳米二氧化硅和氢氧化镁按1:1混合，煤焦油为30份，硫磺2.5份。
一种减震多层导电泡棉，具体包括以下步骤：
(1)将三元乙丙橡胶、硅橡胶、纳米二氧化硅、氢氧化镁和煤焦油搅拌混合，得到混合料A；
(2)将混合料A放入密炼机中混炼7min，混炼温度为45℃，得到混炼胶A；
(3)将偶氮二氨基苯、三亚硝基三甲胺三胺、α-羟基酸、纳米二氧化硅、氢氧化镁和硫磺搅拌混合，得到混合料B；
(4)将混合料B加入到密炼机中，混炼8min，混炼温度为90℃，得到混炼胶B；
(5)将混炼胶B放入平板硫化机中硫化发泡，硫化温度为150℃，硫化时间为30min，冷却定型后，得到改性发泡海绵；
(6)在改性发泡海绵表面包裹导电纤维布，得到目标导电泡棉。
实施例五
一种减震多层导电泡棉，包括改性发泡海绵和导电纤维布，导电纤维布与改性发泡海绵表面贴合，且导电纤维布表面依次覆盖有金属铜层和金属镍层，改性发泡海绵包括以下重量份原料：三元乙丙橡胶 50份，硅橡胶25份，发泡剂15份，发泡剂包括偶氮二氨基苯和三亚硝基三甲胺三胺，且偶氮二氨基苯和三亚硝基三甲胺三胺按2:1混合，α-羟基酸5份，填料20份，填料包括纳米二氧化硅和氢氧化镁，且纳米二氧化硅和氢氧化镁按1:1混合，煤焦油为30份，硫磺3份。
一种减震多层导电泡棉，具体包括以下步骤：
(1)将三元乙丙橡胶、硅橡胶、纳米二氧化硅、氢氧化镁和煤焦油搅拌混合，得到混合料A；
(2)将混合料A放入密炼机中混炼10min，混炼温度为50℃，得到混炼胶A；
(3)将偶氮二氨基苯、三亚硝基三甲胺三胺、α-羟基酸、纳米二氧化硅、氢氧化镁和硫磺搅拌混合，得到混合料B；
(4)将混合料B加入到密炼机中，混炼10min，混炼温度为100℃，得到混炼胶B；
(5)将混炼胶B放入平板硫化机中硫化发泡，硫化温度为165℃，硫化时间为30min，冷却定型后，得到改性发泡海绵；
(6)在改性发泡海绵表面包裹导电纤维布，得到目标导电泡棉。
性能测试
拉伸强度测试，按照标准GB/T6343-2009进行检测；压缩变形率测试，按照标准GB/T7759.1-2015进行检测；回弹率测试，按照标准 GB/T6670-2008进行检测；从振动传动原理和减震效果机理分析，其动静刚度比Kd/Ks，越接近1，减震性能越好，按照JISK6394标准进行测试。
性能测试表
Figure RE-GDA0002457967450000081
综上所述，本发明中的减震多层导电泡棉拥有良好的弹性力和力学性能，实施例中的平均压缩率为86.8％，平均回弹率96％，均优于对比例，说明该导电泡棉拥有良好的弹性性能；实施例中的平均纵向拉伸强度为4.64MPa，平均横向拉伸强度为3.52MPa，均优于对比例，说明该导电泡棉的抗变形、抗撕裂性能优良，力学性能较为优良；实施例中的平均动静刚度比Kd/Ks为1.3678，优于对比例的1.915，该导电泡棉具有良好的减震性能。
本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种减震多层导电泡棉，其特征在于，包括改性发泡海绵和导电纤维布，所述导电纤维布与改性发泡海绵表面贴合，所述改性发泡海绵包括以下重量份原料：
三元乙丙橡胶 40-55份，
硅橡胶 20-30份，
发泡剂 8-15份，
α-羟基酸 8-10份，
填料 15-25份，
软化剂 20-30份，
硫磺 0.5-3份。
2.根据权利要求1所述的一种减震多层导电泡棉，其特征在于，所述三元乙丙橡胶和硅橡胶按2:1混合。
3.根据权利要求1所述的一种减震多层导电泡棉，其特征在于，所述发泡剂包括偶氮二氨基苯和三亚硝基三甲胺三胺，且偶氮二氨基苯和三亚硝基三甲胺三胺按2:1混合。
4.根据权利要求1所述的一种减震多层导电泡棉，其特征在于，所述填料包括纳米二氧化硅和氢氧化镁，且纳米二氧化硅和氢氧化镁按1:1混合。
5.根据权利要求1所述的一种减震多层导电泡棉，其特征在于，所述软化剂为煤焦油。
6.根据权利要求1所述的一种减震多层导电泡棉，其特征在于，所述导电纤维布表面依次覆盖有金属铜层和金属镍层。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种减震多层导电泡棉，其特征在，生产加工方法包括以下步骤：
(1)将三元乙丙橡胶、硅橡胶、纳米二氧化硅、氢氧化镁和煤焦油搅拌混合，得到混合料A；
(2)将混合料A放入密炼机中混炼，得到混炼胶A；
(3)将偶氮二氨基苯、三亚硝基三甲胺三胺、α-羟基酸、纳米二氧化硅、氢氧化镁和硫磺搅拌混合，得到混合料B；
(4)将混合料B加入到密炼机中，混炼5-10min，混炼温度为80-100℃，得到混炼胶B；
(5)将混炼胶B放入平板硫化机中硫化发泡，冷却定型后，得到改性发泡海绵；
(6)在改性发泡海绵表面包裹导电纤维布，得到目标导电泡棉。
8.根据权利要求7所述的一种减震多层导电泡棉的生产加工方法，其特征在于，步骤(2)中混炼时间为5-10min，混炼温度为40-50℃。
9.根据权利要求7所述的一种减震多层导电泡棉的生产加工方法，其特征在于，步骤(4)中的混炼时间为8min，混炼温度为90℃。
10.根据权利要求7所述的一种减震多层导电泡棉的生产加工方法，其特征在于，步骤(5)中的硫化温度为130-170℃，硫化时间为25-35min。
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