CN115386152A - 一种耳机线用tpe复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种耳机线用TPE复合材料及其制备方法，该耳机线用TPE复合材料的组成成分包括如下重量份数原料：丁腈橡胶25‑35份、聚氯乙烯10‑15份、碳纤维7‑12份、芳纶纤维5‑10份、酚醛树脂10‑15份、有机溶剂4‑8份、配合剂2‑5份、废胶粉5‑10份、EVA 10‑15份和抗氧剂4‑8份。本发明中，丁腈橡胶具有极佳的回弹性、绝缘性、隔水性及耐屈挠性等特性，作为材料用于制备耳机线，能够有效提高耳机线的弹性、绝缘性、隔水性等性能。丁腈橡胶、聚氯乙烯和碳纤维配合作用，能够有效提高耳机线的耐化学腐蚀、抗老化、耐磨性、耐摩擦等性能，有利于延长耳机线的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种耳机线用TPE复合材料及其制备方法。
背景技术
热塑性弹性体TPE是一种具有橡胶的高弹性、高强度、高回弹性，又具有可注塑加工特征的材料。TPE具有环保无毒安全，硬度范围广，有着优良的着色性，触感柔软，耐候性，抗疲劳性和耐温性，加工性能优越，无须硫化等诸多优点，因此，作为一种新型的多功能环保材料，TPE具有非常广阔的应用市场，如家用电器、体育用品、汽车材料、医疗器械、建筑业和制鞋业等。
在中国公开的专利申请CN 105459017 A提供了一种耐高温TPE，其组成成分及重量份数如下：SEBS 105～110份；白矿物油50～100份；聚丙烯PP 50～100份；聚乙烯50～70份；聚苯醚10～50份；碳酸钙50～100份；稳定剂0.2～0.3份。本发明TPE成本低廉、制作方便，其70℃的压缩永久变形可以在30以下，120℃的压缩永久变形可以在55以下，150℃的压缩永久变形可以在65以下该TPE可应用于低压缩永久变形和耐高温要求的场合，满足如汽车密封条等产品对压变和耐温的要求，大大拓宽了TPE的应用范围。但是该发明提供的TPE复合材料在提升耐高温性能的同时，未能兼具优异的弹性性能。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种耳机线用TPE复合材料及其制备方法，该耳机线用TPE复合材料具有良好的弹性性能。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种耳机线用TPE复合材料，该耳机线用TPE复合材料的组成成分包括如下重量份数原料：
丁腈橡胶25-35份、聚氯乙烯10-15份、碳纤维7-12份、芳纶纤维5-10份、酚醛树脂10-15份、有机溶剂4-8份、配合剂2-5份、废胶粉5-10份、EVA 10-15份和抗氧剂4-8份。
优选的，该耳机线用TPE复合材料的组成成分包括如下重量份数原料：
丁腈橡胶30份、聚氯乙烯12份、碳纤维10份、芳纶纤维7份、酚醛树脂12份、有机溶剂6份、配合剂3份、废胶粉7份、EVA 12份和抗氧剂6份。
优选的，所述有机溶剂为丙酮或3-吡啶丙醇。
优选的，所述配合剂为乙烯基硅烷。
优选的，所述聚氯乙烯的分子量为14000-16000。
优选的，所述EVA的分子量为15000-17000。
优选的，所述抗氧剂二烷基二硫代磷酸锌、二烷基二硫代氨基甲酸锌或二异辛基二硫代磷酸钼中的一种。
该耳机线用TPE复合材料的制备方法包括如下几个步骤：
(1)按比例称取碳纤维放入大烧杯中，加入称取的有机溶剂，以150-200r/min的速度搅拌35-45min，放在表面皿上烘干；
(2)将丁腈橡胶在辊温为40～50℃、辊距0.8-1.2mm的开炼机上塑炼10min，然后加入配合剂，调整辊温为50～60℃、辊距1-2mm，混炼20～30min制成混炼胶；
(3)将步骤(2)所得混炼胶置于辊温为50～60℃、辊距1-2mm的开炼机中，按比例称取剩余物料，混炼25～30min，静置6-8h后，在温度为170℃、压力为8MPa的条件下硫化10-15min，即得耳机线用TPE复合材料。
本发明的有益效果为：
丁腈橡胶具有极佳的回弹性、绝缘性、隔水性及耐屈挠性等特性，作为材料用于制备耳机线，能够有效提高耳机线的弹性、绝缘性、隔水性等性能。丁腈橡胶、聚氯乙烯和碳纤维配合作用，能够有效提高耳机线的耐化学腐蚀、抗老化、耐磨性等优点。
芳纶纤维比表面积大，与树脂黏附性好，可以有效提高摩擦材料的摩擦稳定性，并降低磨损量及制动噪音，是一种较理想的增强材料，作为材料用于制备耳机线，能够有效提高耳机线的耐摩擦性能，延长耳机线的使用寿命。
芳纶纤维具有强度高、韧性好、密度低、耐磨性能优异及热稳定性好等优点，芳纶纤维比表面积大，与酚醛树脂黏附性好，可以有效提高摩擦材料的摩擦稳定性，并降低磨损量及制动噪音，是制备耳机线的一种理想材料。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种耳机线用TPE复合材料，该耳机线用TPE复合材料的组成成分包括如下重量份数原料：。
丁腈橡胶25-35份、聚氯乙烯10-15份、碳纤维7-12份、芳纶纤维5-10份、酚醛树脂10-15份、有机溶剂4-8份、配合剂2-5份、废胶粉5-10份、EVA 10-15份和抗氧剂4-8份。
其中：
有机溶剂为丙酮或3-吡啶丙醇。
配合剂为乙烯基硅烷。
聚氯乙烯的分子量为14000-16000。
EVA的分子量为15000-17000。
抗氧剂二烷基二硫代磷酸锌、二烷基二硫代氨基甲酸锌或二异辛基二硫代磷酸钼中的一种。
一种耳机线用TPE复合材料的制备方法，包括如下几个步骤：
(1)按比例称取碳纤维放入大烧杯中，加入称取的有机溶剂，以150-200r/min的速度搅拌35-45min，放在表面皿上烘干；
(2)将丁腈橡胶在辊温为40～50℃、辊距0.8-1.2mm的开炼机上塑炼10min，然后加入配合剂，调整辊温为50～60℃、辊距1-2mm，混炼20～30min制成混炼胶；
(3)将步骤(2)所得混炼胶置于辊温为50～60℃、辊距1-2mm的开炼机中，按比例称取剩余物料，混炼25～30min，静置6-8h后，在温度为170℃、压力为8MPa的条件下硫化10-15min，即得耳机线用TPE复合材料。
实施例1：
一种耳机线用TPE复合材料，该耳机线用TPE复合材料中各原料组分的配比如下：
表1 实施例1中各原料组分的配比
实施例2：
一种耳机线用TPE复合材料，该耳机线用TPE复合材料中各原料组分的配比如下：
表2 实施例2中各原料组分的配比
| 组分 | 重量/g |
| 丁腈橡胶 | 35 |
| 分子量为16000的聚氯乙烯 | 15 |
| 碳纤维 | 12 |
| 芳纶纤维 | 10 |
| 酚醛树脂 | 15 |
| 3-吡啶丙醇 | 8 |
| 乙烯基硅烷 | 5 |
| 废胶粉 | 10 |
| 分子量为17000的EVA | 15 |
| 抗氧剂二烷基二硫代磷酸锌 | 8 |
实施例3：
一种耳机线用TPE复合材料，该耳机线用TPE复合材料中各原料组分的配比如下：
表3 实施例3中各原料组分的配比
实施例4：
一种耳机线用TPE复合材料，该耳机线用TPE复合材料中各原料组分的配比如下：
表4 实施例4中各原料组分的配比
| 组分 | 重量/g |
| 丁腈橡胶 | 25 |
| 分子量为14000的聚氯乙烯 | 10 |
| 碳纤维 | 7 |
| 芳纶纤维 | 5 |
| 酚醛树脂 | 10 |
| 丙酮 | 4 |
| 乙烯基硅烷 | 2 |
| 废胶粉 | 5 |
| 分子量为15000的EVA | 10 |
| 二烷基二硫代氨基甲酸锌 | 4 |
实施例5：
一种耳机线用TPE复合材料，该耳机线用TPE复合材料中各原料组分的配比如下：
表5 实施例5中各原料组分的配比
| 组分 | 重量/g |
| 丁腈橡胶 | 35 |
| 分子量为16000的聚氯乙烯 | 15 |
| 碳纤维 | 12 |
| 芳纶纤维 | 10 |
| 酚醛树脂 | 15 |
| 丙酮 | 8 |
| 乙烯基硅烷 | 5 |
| 废胶粉 | 10 |
| 分子量为17000的EVA | 15 |
| 二异辛基二硫代磷酸钼 | 8 |
对比例1：
一种耳机线用TPE复合材料，该耳机线用TPE复合材料与实施例3之间的区别仅在于：未添加丁腈橡胶。
对比例2：
一种耳机线用TPE复合材料，该耳机线用TPE复合材料与实施例3之间的区别仅在于：未添加碳纤维。
对比例3：
一种耳机线用TPE复合材料，该耳机线用TPE复合材料与实施例3之间的区别仅在于：未添加芳纶纤维。
对比例4：
一种耳机线用TPE复合材料，该耳机线用TPE复合材料与实施例3之间的区别仅在于：未添加酚醛树脂。
对比例5：
一种耳机线用TPE复合材料，该耳机线用TPE复合材料与实施例3之间的区别仅在于：聚氯乙烯的分子量为12000。
对比例6：
一种耳机线用TPE复合材料，该耳机线用TPE复合材料与实施例3之间的区别仅在于：聚氯乙烯的分子量为13000。
对比例7：
一种耳机线用TPE复合材料，该耳机线用TPE复合材料与实施例3之间的区别仅在于：聚氯乙烯的分子量为17000。
对比例8：
一种耳机线用TPE复合材料，该耳机线用TPE复合材料与实施例3之间的区别仅在于：EVA的分子量为13000。
对比例9：
一种耳机线用TPE复合材料，该耳机线用TPE复合材料与实施例3之间的区别仅在于：EVA的分子量为14000。
对比例10：
一种耳机线用TPE复合材料，该耳机线用TPE复合材料与实施例3之间的区别仅在于：EVA的分子量为18000。
将上述实施例1-5、对比例1-10所得耳机线用TPE复合材料进行性能测试，测得耳机线用TPE复合材料中的综合性能，结果参见表6。
表6实施例1-5、对比例1-10所得耳机线用TPE复合材料的性能参数
由表6可知：
未添加丁腈橡胶或酚醛树脂，都直接影响TPE复合材料的拉伸强度、邵氏硬度和断裂伸长率。
聚氯乙烯的分子量和EVA的分子量的变化均使得TPE复合材料的拉伸强度、邵氏硬度和断裂伸长率小幅度降低。
综上所述，丁腈橡胶具有极佳的回弹性、绝缘性、隔水性及耐屈挠性等特性，作为材料用于制备耳机线，能够有效提高耳机线的弹性、绝缘性、隔水性等性能。丁腈橡胶、聚氯乙烯和碳纤维配合作用，能够有效提高耳机线的耐化学腐蚀、抗老化、耐磨性等优点。
芳纶纤维比表面积大，与树脂黏附性好，可以有效提高摩擦材料的摩擦稳定性，并降低磨损量及制动噪音，是一种较理想的增强材料，作为材料用于制备耳机线，能够有效提高耳机线的耐摩擦性能，延长耳机线的使用寿命。
芳纶纤维具有强度高、韧性好、密度低、耐磨性能优异及热稳定性好等优点，芳纶纤维比表面积大，与酚醛树脂黏附性好，可以有效提高摩擦材料的摩擦稳定性，并降低磨损量及制动噪音，是制备耳机线的一种理想材料。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种耳机线用TPE复合材料，其特征在于，该耳机线用TPE复合材料的组成成分包括如下重量份数原料：
丁腈橡胶25-35份、聚氯乙烯10-15份、碳纤维7-12份、芳纶纤维5-10份、酚醛树脂10-15份、有机溶剂4-8份、配合剂2-5份、废胶粉5-10份、EVA 10-15份和抗氧剂4-8份。
2.根据权利要求1所述的耳机线用TPE复合材料，其特征在于，该耳机线用TPE复合材料的组成成分包括如下重量份数原料：
丁腈橡胶30份、聚氯乙烯12份、碳纤维10份、芳纶纤维7份、酚醛树脂12份、有机溶剂6份、配合剂3份、废胶粉7份、EVA 12份和抗氧剂6份。
3.根据权利要求1所述的耳机线用TPE复合材料，其特征在于，所述有机溶剂为丙酮或3-吡啶丙醇。
4.根据权利要求1所述的耳机线用TPE复合材料，其特征在于，所述配合剂为乙烯基硅烷。
5.根据权利要求1所述的耳机线用TPE复合材料，其特征在于，所述聚氯乙烯的分子量为14000-16000。
6.根据权利要求1所述的耳机线用TPE复合材料，其特征在于，所述EVA的分子量为15000-17000。
7.根据权利要求1所述的耳机线用TPE复合材料，其特征在于，所述抗氧剂二烷基二硫代磷酸锌、二烷基二硫代氨基甲酸锌或二异辛基二硫代磷酸钼中的一种。
8.一种根据权利要求1-7中任意一项所述的耳机线用TPE复合材料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下几个步骤：
(1)按比例称取碳纤维放入大烧杯中，加入称取的有机溶剂，以150-200r/min的速度搅拌35-45min，放在表面皿上烘干；
(2)将丁腈橡胶在辊温为40～50℃、辊距0.8-1.2mm的开炼机上塑炼10min，然后加入配合剂，调整辊温为50～60℃、辊距1-2mm，混炼20～30min制成混炼胶；
(3)将步骤(2)所得混炼胶置于辊温为50～60℃、辊距1-2mm的开炼机中，按比例称取剩余物料，混炼25～30min，静置6-8h后，在温度为170℃、压力为8MPa的条件下硫化10-15min，即得耳机线用TPE复合材料。
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