CN114907701A - 一种低气味、电磁屏蔽热塑性弹性体材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种低气味、电磁屏蔽热塑性弹性体材料及其制备方法，按质量份数计，该材料由以下组分构成：热塑性弹性体50～80份；掺杂型聚苯胺10～20份；沸石粉20～25份。本发明提供一种低气味、电磁屏蔽热塑性弹性体材料制备方法，该热塑性弹性体的电导率可达1.7×10‑2s/cm；30～3000MHz，屏蔽效果可达30～65dB，导电及屏蔽性能好；并且，该热塑性弹性体材料掺有粒径为15μm的沸石粉，该状态下的沸石具有优越的吸附性，沸石的孔道结构发达、比表面积大、具有突出的吸附性能，特别适用于吸附热塑性弹性体材料制备过程中散发的各种小分子物质，减少热塑性弹性体的异味。
Description
技术领域
本发明涉及热塑性弹性体材料技术领域，特别涉及一种低气味、电磁屏蔽热塑性弹性体材料及其制备方法。
背景技术
随着现代电子工业的高速发展，电子电器和无线电通讯得以普遍使用，产生的电磁波不仅干扰着各种电子设备的正常运行，同时威胁通信设备的信息安全，而且对人类的身体健康会产生极大危害。目前消除电磁波危害的主要方法是采用电磁屏蔽材料对其进行屏蔽。电磁屏蔽材料主要包括金属电磁屏蔽材料、本征导电聚合物和复合型聚合物电磁屏蔽材料。金属材料在应用过程中存在难于操作、加工成型工艺复杂等缺陷；本征导电聚合物存在聚合物材料物性较差，难于成型等缺陷；复合型电磁屏蔽材料由非导电型聚合物基体通过大量导电填料的添加，从而达到电磁屏蔽的效果。因此，探索易于加工的高效电磁屏蔽材料已经成为迫切需要解决的问题。
热塑性弹性体材料具有优异的机械物理性能、电气性能、使用温度高、耐腐蚀、耐热性能好等优点，正被越来越多地用于制备电力、能源、石油化工、电子、通讯、信息、汽车等行业的电线电缆，广泛地应用于电子元器件、金属管线的绝缘、密封和机械防护层。但是热塑性弹性体材料的本身体积电阻率较高，在信号传输线缆领域，导电性能差或电磁屏蔽性能弱。
并且，热塑性弹性体材料在后期的加工加工成型过程中，由于本身受热和剪切的作用降解会生成小分子物质，这些小分子物质会使材料具有较大的气味和VOC 。
所以，针对现有技术存在的不足，有必要设计一种低气味、电磁屏蔽热塑性弹性体材料及其制备方法，以解决上述问题。
发明内容
为克服上述现有技术中的不足，本发明目的在于提供一种低气味、电磁屏蔽热塑性弹性体材料及其制备方法。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供的技术方案是：一种低气味、电磁屏蔽热塑性弹性体材料，按质量份数计，由以下组分构成：
热塑性弹性体 50～80份
掺杂型聚苯胺 10～20份
沸石粉 20～25份。
优选的技术方案为：所述热塑性弹性体选自聚乙烯-辛烯共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯-辛烯共聚物、马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、马来酸酐接枝乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚苯醚、天然橡胶、三元乙丙橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、顺丁橡胶、硅橡胶和苯乙烯丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一种或多种。
优选的技术方案为：所述掺杂型聚苯胺是在苯胺单体中加入层状无机纳米材料插层聚合形成的复合物。
优选的技术方案为：所述层状无机纳米材料是 α- 磷酸锆、α- 磷酸锡、α- 磷酸钛和 γ- 磷酸锆中的其中一种或一种以上的混合物。
优选的技术方案为：所述沸石粉为粒径15～20μm的颗粒。
优选的技术方案为：构成原料还包括质量份数小于等于200的填充油，所述填充油包括石蜡油、环烷油中一种或两种。
优选的技术方案为：构成原料中必需加入质量份数为1～5的相容剂，所述相容剂选自苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯接枝马来酸酐、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯接枝氨基、乙烯基弹性体接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的一种或多种。
优选的技术方案为：构成原料还包括质量份数不大于20的粘结助剂，所述粘结助剂包括C5石油树脂、C9石油树脂中的一种或两种。
优选的技术方案为：构成原料还包括质量份数为1～5的耐老化助剂，所述耐老化助剂主要由抗氧剂、光稳定剂和光吸收剂组成。
一种低气味、电磁屏蔽热塑性弹性体材料制备方法，包括以下步骤：
a. 将聚苯乙烯与 98％的浓硫酸混合搅拌 24 小时，得到磺化的聚苯乙烯模板，在室温下，以过硫酸胺作为氧化剂，苯胺单体在磺化的聚苯乙烯模板上聚合，得到磺化聚苯乙烯聚苯胺微球；
b. 按质量分数将热塑性弹性体、磺化聚苯乙烯聚苯胺微球、沸石粉和填充油先搅拌混合混匀，然后加入相容剂、粘结助剂和耐老化助剂，进行搅拌混合，得到预混合物；
c.将预混合物加入双螺杆挤出机中，进行熔融、挤出、造粒，得到低气味、电磁屏蔽热塑性弹性体材料。
由于上述技术方案运用，本发明具有的有益效果为：
本发明提供一种低气味、电磁屏蔽热塑性弹性体材料制备方法，该热塑性弹性体的电导率可达 1.7×10-2s/cm ；30 ～3000MHz，屏蔽效果可达 30 ～ 65dB，导电及屏蔽性能好；并且，该热塑性弹性体材料掺有沸石粉，该状态下的沸石具有优越的吸附性，沸石的孔道结构发达、比表面积大、具有突出的吸附性能，特别适用于吸附热塑性弹性体材料制备过程中散发的各种小分子物质，减少热塑性弹性体的异味。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
实施例1：
将聚苯乙烯与 98％的浓硫酸混合搅拌 24 小时，得到磺化的聚苯乙烯模板，在室温下，以过硫酸胺作为氧化剂，苯胺单体在磺化的聚苯乙烯模板上聚合，得到磺化聚苯乙烯聚苯胺微球。
按重量份数计，称取马来酸酐接枝聚丙烯50份、马来酸酐接枝聚乙烯20份、磺化聚苯乙烯聚苯胺微球10份、石蜡油100份、环烷油100份先搅拌混合混匀，然后加入乙烯基弹性体接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯4份、C5石油树脂4份、C9石油树脂6份和耐老化助剂4份（耐老化助剂主要由抗氧剂、光稳定剂和光吸收剂组成，抗氧剂、光稳定剂和光吸收剂的质量配比为1-80:10-70:10-95；抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂，两者的质量配比为1-75：3-80），进行搅拌混合，得到预混合物。
将预混合物加入双螺杆挤出机中，进行熔融、挤出、造粒，得到低气味、电磁屏蔽热塑性弹性体材料。
检测结果表明：本实施例制备的低气味、电磁屏蔽热塑性弹性体材料的电导率为4.5×10-5s/cm ；30 MHz，屏蔽效果18 dB；异味指数超标。
实施例2：
将聚苯乙烯与 98％的浓硫酸混合搅拌 24 小时，得到磺化的聚苯乙烯模板，在室温下，以过硫酸胺作为氧化剂，苯胺单体在磺化的聚苯乙烯模板上聚合，得到磺化聚苯乙烯聚苯胺微球。
按重量份数计，称取马来酸酐接枝聚丙烯50份、马来酸酐接枝聚乙烯20份、磺化聚苯乙烯聚苯胺微球10份、沸石粉20份、石蜡油100份、环烷油100份先搅拌混合混匀，然后加入乙烯基弹性体接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯4份、C5石油树脂4份、C9石油树脂6份和耐老化助剂4份（耐老化助剂主要由抗氧剂、光稳定剂和光吸收剂组成，抗氧剂、光稳定剂和光吸收剂的质量配比为1-80:10-70:10-95；抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂，两者的质量配比为1-75：3-80），进行搅拌混合，得到预混合物。
将预混合物加入双螺杆挤出机中，进行熔融、挤出、造粒，得到低气味、电磁屏蔽热塑性弹性体材料。
检测结果表明：本实施例制备的低气味、电磁屏蔽热塑性弹性体材料的电导率为4.5×10-5s/cm ；30 MHz，屏蔽效果18 dB；异味指数达标。
实施例3：
将聚苯乙烯与 98％的浓硫酸混合搅拌 24 小时，得到磺化的聚苯乙烯模板，在室温下，以过硫酸胺作为氧化剂，苯胺单体在磺化的聚苯乙烯模板上聚合，得到磺化聚苯乙烯聚苯胺微球。
按重量份数计，称取马来酸酐接枝聚丙烯50份、马来酸酐接枝聚乙烯20份、磺化聚苯乙烯聚苯胺微球20份、沸石粉20份、石蜡油100份、环烷油100份先搅拌混合混匀，然后加入乙烯基弹性体接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯4份、C5石油树脂4份、C9石油树脂6份和耐老化助剂4份（耐老化助剂主要由抗氧剂、光稳定剂和光吸收剂组成，抗氧剂、光稳定剂和光吸收剂的质量配比为1-80:10-70:10-95；抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂，两者的质量配比为1-75：3-80），进行搅拌混合，得到预混合物。
将预混合物加入双螺杆挤出机中，进行熔融、挤出、造粒，得到低气味、电磁屏蔽热塑性弹性体材料。
检测结果表明：本实施例制备的低气味、电磁屏蔽热塑性弹性体材料的电导率为1.7×10-2s/cms/cm ；3000 MHz，屏蔽效果65dB；异味指数达标。
结合上述参数可以看出：沸石粉对于热塑性弹性体材料的异味去除具有显著效果；掺杂型聚苯胺能够提高热塑性弹性体材料的导电率以及屏蔽性能。
所以，本发明具有以下优点：
本发明提供一种低气味、电磁屏蔽热塑性弹性体材料制备方法，该热塑性弹性体的电导率可达 1.7×10-2s/cm ；30 ～3000MHz，屏蔽效果可达 30 ～ 65dB，导电及屏蔽性能好；并且，该热塑性弹性体材料掺有沸石粉，该状态下的沸石具有优越的吸附性，沸石的孔道结构发达、比表面积大、具有突出的吸附性能，特别适用于吸附热塑性弹性体材料制备过程中散发的各种小分子物质，减少热塑性弹性体的异味。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神和技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种低气味、电磁屏蔽热塑性弹性体材料，其特征在于，按质量份数计，由以下组分构成：
热塑性弹性体 50～80份
掺杂型聚苯胺 10～20份
沸石粉 20～25份。
2.根据权利要求1所述的一种低气味、电磁屏蔽热塑性弹性体材料，其特征在于：所述热塑性弹性体选自聚乙烯-辛烯共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯-辛烯共聚物、马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、马来酸酐接枝乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚苯醚、天然橡胶、三元乙丙橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、顺丁橡胶、硅橡胶和苯乙烯丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的一种低气味、电磁屏蔽热塑性弹性体材料，其特征在于：所述掺杂型聚苯胺是在苯胺单体中加入层状无机纳米材料插层聚合形成的复合物。
4.根据权利要求3所述的一种低气味、电磁屏蔽热塑性弹性体材料，其特征在于：所述层状无机纳米材料是 α- 磷酸锆、α- 磷酸锡、α- 磷酸钛和 γ- 磷酸锆中的其中一种或一种以上的混合物。
5.根据权利要求4所述的一种低气味、电磁屏蔽热塑性弹性体材料，其特征在于：所述沸石粉粒径范围15～20μm的颗粒。
6.根据权利要求5所述的一种低气味、电磁屏蔽热塑性弹性体材料，其特征在于：构成原料还包括质量份数小于等于200的填充油，所述填充油包括石蜡油、环烷油中一种或两种。
7.根据权利要求6所述的一种低气味、电磁屏蔽热塑性弹性体材料，其特征在于：构成原料中必需加入质量份数为1～5的相容剂，所述相容剂选自苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯接枝马来酸酐、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯接枝氨基、乙烯基弹性体接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的一种或多种。
8.根据权利要求7所述的一种低气味、电磁屏蔽热塑性弹性体材料，其特征在于：构成原料还包括质量份数不大于20的粘结助剂，所述粘结助剂包括C5石油树脂、C9石油树脂中的一种或两种。
9.根据权利要求8所述的一种低气味、电磁屏蔽热塑性弹性体材料，其特征在于：构成原料还包括质量份数为1～5的耐老化助剂，所述耐老化助剂主要由抗氧剂、光稳定剂和光吸收剂组成。
10.一种低气味、电磁屏蔽热塑性弹性体材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a. 将聚苯乙烯与 98％的浓硫酸混合搅拌 24 小时，得到磺化的聚苯乙烯模板，在室温下，以过硫酸胺作为氧化剂，苯胺单体在磺化的聚苯乙烯模板上聚合，得到磺化聚苯乙烯聚苯胺微球；
b. 按质量分数将热塑性弹性体、磺化聚苯乙烯聚苯胺微球、沸石粉和填充油先搅拌混合混匀，然后加入相容剂、粘结助剂和耐老化助剂，进行搅拌混合，得到预混合物；
c.将预混合物加入双螺杆挤出机中，进行熔融、挤出、造粒，得到低气味、电磁屏蔽热塑性弹性体材料。
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