一種具有電磁屏蔽性能的杜仲膠復合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有電磁屏蔽功能的杜仲膠復合材料的制備方法，涉及一種功能高分子材料及其制備方法，該材料由杜仲膠、導電填料、硬脂酸、氧化鋅、硫磺、防老劑、促進劑按常規(guī)工藝混煉并硫化制成。利用杜仲膠的分子鏈有序和結(jié)晶特性，使復合材料易于形成導電網(wǎng)絡(luò)，獲得高出天橡膠或其他合成橡膠的導電和電磁屏蔽性能。本發(fā)明制備的杜仲膠復合材料，外觀優(yōu)良，導電填料可選擇性寬，可選擇導電炭黑﹑石墨烯﹑碳納米管﹑碳纖維﹑導電金屬﹑乙炔炭黑﹑導電聚合物等為導電填料，從而獲得導電混煉膠，導電填料可以均勻分散在杜仲膠基體里，提高了硫化杜仲膠復合材料的力學性能和電磁屏蔽性能，開發(fā)具有電磁屏蔽性能的彈性體新材料。
【專利說明】
一種具有電磁屏蔽性能的杜仲膠復合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種功能高分子材料及其制備方法，特別是涉及一種具有電磁屏蔽性能的杜仲膠復合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電磁屏蔽，即在電磁輻射區(qū)域里，電磁屏蔽材料通過對電磁波的吸收、反射或衰減等方式來減少電磁輻射的干擾。電磁屏蔽材料來進行電磁屏蔽是防范電磁輻射的有效手段之一。但目前應用最廣泛的還是金屬屏蔽材料，而其造價昂貴，質(zhì)量重，不易回收，容易造成二次污染。高分子系屏蔽材料具有質(zhì)量輕，易加工成型，電阻率低等特點，但是目前這類材料生產(chǎn)成本較高，尚處于研究階段，不利于大規(guī)模生產(chǎn)。電磁屏蔽橡膠不僅具有橡膠的高彈性、柔韌性和密封性，還具有優(yōu)良的導電性或?qū)Т判裕渥鳛殡姶牌帘尾牧霞航?jīng)在電子、軍事等行業(yè)得到廣泛的應用。
[0003]杜仲膠為天然高分子材料，它的化學組成與天然橡膠的化學組成完全相同，但分子結(jié)構(gòu)不同，為同分異構(gòu)體，杜仲膠的化學式為反式-聚異戊二烯，其反式結(jié)構(gòu)使分子鏈有序易結(jié)晶，室溫下為硬質(zhì)塑料結(jié)構(gòu)。杜仲膠是一種耐疲勞性能、綜合力學性能和加工性能優(yōu)異的熱彈性橡膠體，它與其他橡膠有很好的共混性能，能夠在保持原膠優(yōu)異性能的同時進一步降低其生熱，提高疲勞性能、定伸應力等指標。杜仲膠作為我國特有的橡膠品種，由于結(jié)晶的有序結(jié)構(gòu)，使導電填料易于形成導電網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)于其他橡膠材料。以它作為基體制備屏蔽材料，可以起到緩解我國天然橡膠資源短缺的情況，使資源得到充分的利用。
[0004]導電炭黑等填料因為其具有價格低廉、容易加工、化學穩(wěn)定性好、分散性佳、能賦予橡膠較高的強度和彈性，而且擁有可以提高橡膠耐磨性，耐候性等優(yōu)點，因此成為最常用的導電填料之一。在杜仲膠中加入導電碳黑等填料后，除了補強作用還填充在杜仲膠里分散團聚形成導電通路，提高復合材料的導電性。
[0005]目前我國屏蔽材料的發(fā)展趨勢主要為以下幾個方面:對屏蔽材料加工方法的優(yōu)化;對屏蔽材料填料的非晶化和納米化發(fā)展;開發(fā)新型的導電填料，使其同時具備導電性和導磁性，以解決填充型導電材料性能單一的問題，避免電磁波的二次干擾，提高屏蔽材料的綜合性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種具有電磁屏蔽性能的杜仲膠復合材料及其制備方法，本發(fā)明加入10-80份導電填料后，杜仲膠復合材料的體積電阻率為3.8 XlO5 Ω.m，比不加導電填料硫化杜仲膠降低了 10個數(shù)量級。將導電填料均勻分布在杜仲膠基體內(nèi)，提高了杜仲膠復合材料的力學性能和電磁屏蔽性能。
[0007]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種具有電磁屏蔽性能的杜仲膠復合材料，所述材料由以下質(zhì)量份數(shù)的原料制成:杜仲膠100份、導電填料10-80份、硬脂酸2-4份、氧化鋅3-5份、硫磺2-3份、防老劑2-4份、促進劑1-2份。
[0008]所述的一種具有電磁屏蔽性能的杜仲膠復合材料，所述杜仲膠為天然杜仲膠或合成反式異戊二烯(TPI)。
[0009]所述的一種具有電磁屏蔽性能的杜仲膠復合材料，所述杜仲膠復合材料的導電填料為導電炭黑、石墨烯、碳納米管、碳纖維、導電金屬、乙炔炭黑、導電聚合物等其中的一種或多種。
[0010]所述的一種具有電磁屏蔽性能的杜仲膠復合材料，所述配合劑是硬脂酸、氧化鋅、防老劑、促進劑和硫化劑等常規(guī)助劑。
[0011]—種具有電磁屏蔽性能的杜仲膠復合材料的制備方法，所述方法包括如下制備過程:
將開煉機或密煉機、螺桿擠出機溫升至650C-90 V，加入100份杜仲膠，然后按常規(guī)工藝加入導電填料和其它配合劑進行混煉，混煉均勻后壓片得到混煉膠。將混煉膠在室溫停放24h后，進彳丁硫化，獲得相應制品。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點與效果是:
本發(fā)明可獲得導電性能良好，電磁屏蔽性能強的杜仲膠復合材料。加入10-80份導電填料后，杜仲膠復合材料的體積電阻率為3.8Χ105Ω.m，比不加導電填料硫化杜仲膠降低了10個數(shù)量級。將導電填料均勻分布在杜仲膠基體內(nèi)，提高了杜仲膠復合材料的力學性能和電磁屏蔽性能。本發(fā)明采用機械共混法，制備易、成本低。
【附圖說明】
[0013]圖1為杜仲膠與天然橡膠電磁屏蔽性能對比圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0015]實施實例I
一種具有電磁屏蔽性能的杜仲膠復合材料，其由以下重量份數(shù)的原料制成:
杜仲膠100份、超導電炭黑40份、硬脂酸2份、氧化鋅5份、硫磺3份、防老劑4010NA 2份、促進劑NOBS 1.2份。
[0016]上述具有電磁屏蔽性能的杜仲膠復合材料的制備方法，具體包括以下步驟:將開煉機輥溫升至65°C加入100份杜仲膠，然后加入超導電炭黑和其它配合劑進行混煉，混煉均勻后壓片得到混煉膠。將混煉膠在室溫停放24h后進行硫化，硫化成厚度約2mm的正方形薄片，以便進行測試。
[0017]對比實例I
以天然橡膠為基體，制備具有電磁屏蔽性能的天然膠復合材料，其由以下重量份數(shù)的原料制成:天然橡膠100份、超導電炭黑40份、硬脂酸2份、氧化鋅5份、硫磺2.5份、防老劑401ONA 2份、促進劑NOBS 0.75份。開煉機輥無需加熱，在室溫下混煉，其他制備過程同實施例I O
[0018]性能測試:實施實例I和對比實例I的體積電阻率分別為3.8Χ105Ω.m和5.6Χ106Ω.πι。它們的電磁屏蔽效能如圖1。在30MHz-l.5GHz范圍內(nèi)，在頻率為30MHz時天然膠與杜仲膠屏蔽效能均為最大值5.7dB和10.8dB，在400MHz均為最小值3.1dB和6.3dB。在同頻率下杜仲膠復合材料電磁屏蔽效能可以達到相同配方天然橡膠復合材料的兩倍，因此杜仲膠可以作為一種新的電磁屏蔽材料來開發(fā)。
[0019]應說明的是:上述說明并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不限于上述舉例，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種具有電磁屏蔽性能的杜仲膠復合材料，其特征在于，所述材料由以下質(zhì)量份數(shù)的原料制成:杜仲膠100份、導電填料10-80份、硬脂酸2-4份、氧化鋅3-5份、硫磺2-3份、防老劑2-4份、促進劑1-2份。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有電磁屏蔽性能的杜仲膠復合材料，其特征在于，所述杜仲膠為天然杜仲膠或合成反式異戊二烯(TPI)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有電磁屏蔽性能的杜仲膠復合材料，其特征在于，所述杜仲膠復合材料的導電填料為導電炭黑、石墨烯、碳納米管、碳纖維、導電金屬、乙炔炭黑、導電聚合物等其中的一種或多種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有電磁屏蔽性能的杜仲膠復合材料，其特征在于，所述配合劑是硬脂酸、氧化鋅、防老劑、促進劑和硫化劑等常規(guī)助劑。5.—種具有電磁屏蔽性能的杜仲膠復合材料的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下制備過程: 將開煉機或密煉機、螺桿擠出機溫升至65°C_9(TC，加入100份杜仲膠，然后按常規(guī)工藝加入導電填料和其它配合劑進行混煉，混煉均勻后壓片得到混煉膠； 將混煉膠在室溫停放24h后，進行硫化，獲得相應制品。
【文檔編號】H05K9/00GK106046441SQ201610518047
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月4日
【發(fā)明人】方慶紅, 戚敏, 楊鳳, 康海瀾
【申請人】沈陽化工大學