[發明專利]一種可回用的導電電磁屏蔽橡膠復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710794323.6
• 申請日: 2017-09-06
• 公開（公告）號: CN109456425A
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發明（設計）人: 田明;王怡;寧南英;鄒華;王文才;張立群
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C08F8/34
• 分類號: C08F8/34;C08F236/06;C08F236/08;C08L9/00;C08L9/06;C08L9/02;C08L83/08;C08K3/04;C08K7/24;C08G77/20;C08G77/08;C08G77/392
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙) 11550
• 代理人: 周媛

本發明涉及一種可回用的導電電磁屏蔽橡膠復合材料及其制備方法。橡膠復合材料由接枝二烯體的改性橡膠與親二烯體導電填料通過在有機溶劑中發生Diels?Alder熱可逆交聯反應，然后進行高溫模壓而得到。其中通過巰基?烯點擊化學反應的方法，用含巰基的二烯體對含雙鍵的橡膠基體進行接枝改性，得到接枝二烯體的改性橡膠。本發明的優點是制備可回用的導電電磁屏蔽橡膠復合材料的方法反應條件較溫和，工藝簡單，耗能低；制得的材料具有良好的力學性能、導電性能及電磁屏蔽性能，且可以多次重復加工利用，力學性能回復率最高可達83％左右；且用此方法制備的復合材料，很好的改善了導電填料與橡膠基體的相容性問題，形成良好的分散。

技術領域

本發明屬于橡膠產品技術領域，具體涉及一種可回用的導電電磁屏蔽橡膠復合材料及其制備方法。

背景技術

在一些電子儀器及設備的結構設計中，設備上的通風、散熱用的空隙會對整個體系的電磁屏蔽效能造成很大的影響，因此兼具優良的電磁屏蔽功能和環境密封性能的導電電磁屏蔽橡膠起到了有效的防電磁泄漏作用與環境密封功能。傳統的電磁屏蔽橡膠材料是在絕緣的橡膠基體中摻雜鋁、銅、銀等純金屬填料或復合型導電填料(如鋁鍍銀、玻璃鍍銀等)，并加入適量的偶聯劑(加強導電填料的分散性和填料－橡膠的界面)、交聯劑等，通過摻混、硫化等一系列工藝而得到。專利CN201710107416.7選用鍍鋁玻璃纖維作為導電填料，同時加入促進劑、防老劑、硫化劑等，先在開煉機上混煉，再進行硫化壓片得到導電電磁屏蔽橡膠復合材料，100質量份的材料需要添加導電填料的用量高達20-25 份，從而減弱橡膠彈性，導致密封性變差，成本升高。專利CN201610989685.6 公開了一種電磁屏蔽橡膠，其為石墨烯/碳納米管/硅橡膠復合材料，通過石墨烯和碳納米管的協同作用使其在橡膠基體中形成良好的分散，顯著降低硅橡膠的體積電阻率，從而低填充量下也可以使硅橡膠得到良好的導電性能。但是，這兩種方法均需要化學交聯，制備的是熱固性導電電磁屏蔽橡膠復合材料，很難回收和再利用，浪費了價格較昂貴的導電填料。因此，制備一種可回用的導電電磁屏蔽橡膠材料是非常有意義的。

科學研究發現，一些導電填料如碳納米管、石墨烯等可以直接作為二烯或親二烯體與含親二烯或二烯體的聚合物發生Diels-Alder反應，這種方法可以無需任何表面改性，就可使導電填料與聚合物基體直接有效地良好分散與混合，同時可以改善導電填料和聚合物基體之間的界面作用。北京化工大學學報(自然科學版)2014年第41卷第5期文章《馬來酸酐對碳納米管的加成及其聚合物復合材料介電性能的研究》中以馬來酸酐作為親二烯體，碳納米管作為二烯體，通過Diels-Alder反應對碳納米管進行化學修飾；再將馬來酸酐修飾之后的碳納米管與尼龍共混得到復合材料，通過測試及表征發現修飾后的碳納米管在尼龍基體中分散性良好。

發明內容

為解決以上問題，本發明提出先用巰基-烯點擊化學的方法在含有不飽和雙鍵的橡膠鏈上接枝二烯體，然后與碳納米管、石墨烯或富勒烯等可以作為親二烯體的導電填料發生Diels-Alder反應，使導電填料和橡膠之間可以產生可逆化學連接，制備熱可逆交聯的導電電磁屏蔽橡膠復合材料。這類材料在常溫下由于導電填料－橡膠基體發生Diels-Alder反應形成交聯網狀體型結構，具備橡膠的優良彈性；將此類橡膠置于高溫環境下時，會發生逆Diels-Alder反應從而使交聯鍵斷裂；在二次降溫的過程中由于化學鍵之間再次發生反應從而使交聯鍵重新生成，交聯網絡也重新生成，從而能夠解決價格昂貴的導電電磁橡膠材料的回收再利用難題。

本發明的目的之一是提供一種可回用的導電電磁屏蔽橡膠復合材料，由包括以下組分的原料制備得到，以重量份計：

接枝二烯體的改性橡膠 100份；

親二烯體導電填料 1～20份；優選5～15份。

其中，所述親二烯體導電填料選自下列物質中的一種或它們的混合物：碳納米管、石墨烯、富勒烯。

所述接枝二烯體的改性橡膠由包括以下組分的原料制備得到，以重量份計：