[发明专利]兼顾高导电性和力学性的热塑性弹性体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种兼顾高导电性和力学性热塑性弹性体及其制备方法，组分为：乙丙橡胶、硅橡胶、聚烯烃树脂、复合导电介质、马来酸酐接枝非极性橡胶、马来酸酐接枝聚烯烃树脂、极性橡胶、白油、偶联剂、相容剂、加工性助剂。制备方法为：首先将复合导电介质分各自性质进行表面活化预处理；然后和聚烯烃树脂熔融共混；再与非极性橡胶、极性橡胶、马来酸酐接枝非极性橡胶、马来酸酐接枝非极性树脂、偶联剂、相容剂、导电介质为基体材料，进行动态硫化，制备高导电弹性体。本发明在保证具有良好的高导电前提下兼顾力学性能的优点，且流动性高易加工，耐候性及耐老化性好，对拓宽热塑性弹性体的应用领域具有重要意义。

技术领域：

本发明涉及热塑性弹性体材料技术领域，尤其涉及一种兼顾高导电性和力学性的热塑性弹性体及其制备方法。

背景技术：

热塑性弹性体是物理性能介于橡胶和塑料之间的是一类复合型结构的高性能材料，它既具有橡胶的弹性，又具有塑料的易加工性。已构成一个新的“工业原料体系”，被人称为“第三代橡胶”。以乙丙橡胶为基材制备的弹性体称为TPV(ThermoplasticVulcanization)，因动态硫化工艺使得体系内连续相和分散相形成三维网络状海岛结构得名。其自身在常温下拥有热固性橡胶的物理性能和功能特征，在高温下拥有热塑性塑料的高流动性和反复加工性，使得产品拥有成型加工简便，材料可循环利用、性价比高等特点。目前两者均已广泛应用于汽车工业、建筑建材、电子电器、医疗卫生和消费用品等领域。例如在申请号为CN 101696279的中国专利中公开了一种动态硫化热塑性弹性体的制备方法，组合物的组分和配比为：合成橡胶10～70％、合成树脂30～40％、软化剂10～30、无机填料5～20％、交联剂3～10％、促进剂0.6～6份。该发明制造出的弹性体具有高流动性、高弹性、低硬度的特点，而且在工艺上还具有设备适用广、制备工艺简单、加工窗口宽等优点。

对于导电材料的选材上主要基于金属型材为主，但金属自身的活泼型导致在日常应用中出现氧化，腐蚀，钝化等现象，极大影响了材料的使用寿命，同时针对某些场合的对材料有弹性的需求，对于金属材料更是无法胜任，因此，使用高分子弹性材料在很多场合都成为最佳选择，但弹性体本身为绝缘性材料，需通过添加导电介质，达到临界阈值时方可成为导电材料，对于导电材料的使用范围主要基于体积电阻率来确定，当体积电阻率为10⁷-10¹⁰Ω.cm时为半导体橡胶，用于传真电极板、半导体橡胶感光带；当体积电阻率为10⁴-10⁷Ω.cm时为防静电橡胶，用于防静电外壳，抗静电鞋底；当体积电阻率为10¹-10⁴Ω.cm时为高导电性橡胶，用于弹性电极、防过流元件；当体积电阻率为10^-3-10¹Ω.cm时为超导电性橡胶，用于印刷电路板、导电薄膜。其中高导电弹性体是替代金属材料应用于需要密封和电磁屏蔽场合的最佳选择，关于制作高导电橡胶的制备工艺已有一定技术基础，例如在申请号为CN 101696279的中国专利中公开了橡胶成分100份、交联剂2-3份、硫化促进剂3-4份、氧化锌5-8份、补强炭黑25-30份、导电炭黑10-15份、补强填充剂30-40份、软化剂8-12份、和其它材料5-10份。该发明制造出的橡胶具有较好的导电性和机械强度，具有制备工艺简单的优点。此外，申请号为CN101434747和CN1605604的中国专利也阐述了通过添加活性竹炭或金属粉末降低弹性体的体积电阻率，表现较好的导电性。

目前市场上的增加弹性体导电性正如上述专利描述主要通过添加导电碳黑、金属粉末或导电碳纤维、石墨烯增加导电性，所带产品在一定添加量下能反映出较好的导电性，但其不足之处也很明显，产品添加导电介质均使用单一导电组分居多，且添加导电填料前未进行较好的预处理，导致产品需添加大量的导电介质才能实现较好的导电性，也由此牺牲了弹性体自身的强度和弹性，且大量添加导电填料对于产品的耐热性和耐候性均存在影响，限制了产品在户外场合的使用。同时，对于高导电弹性体，一般使用硅橡胶进行制备，其价格成本高，加工处理困难，对产品使用范围存在一定限制性。

发明内容：