[发明专利]聚丙烯/三元乙丙橡胶/镀镍玻璃纤维功能复合材料

说明书

本发明涉及聚合物复合材料领域，具体是一种聚丙烯/三元乙丙橡胶/镀镍玻璃纤维功能复合材料及其制备方法，所述复合材料是由15.0~30.0wt%的聚丙烯、25.0~45.0wt%三元乙丙橡胶以及40.0~50.0wt%的镀镍玻璃纤维构成的。本发明将镀镍玻璃纤维作为填料对聚丙烯/三元乙丙橡胶热塑性弹性体进行功能化改性。利用玻璃纤维具有较大长径比、易于搭接的结构特点，实现包覆镍层在聚丙烯/三元乙丙橡胶热塑性弹性体中的连续分布与网络化构建，在极低金属镍含量下形成导电通路，赋予聚丙烯/三元乙丙橡胶热塑性弹性体良好的导电性能和电磁屏蔽性能。

技术领域

本发明涉及聚合物复合材料领域，具体是一种聚丙烯/三元乙丙橡胶/镀镍玻璃纤维功能复合材料及其制备方法。

背景技术

热塑性弹性体TPE(Thermoplastic Elastomer)是指一类同时具有热塑性塑料和传统硫化橡胶特性的高分子复合材料，其在常温下具有传统硫化橡胶的高弹性，高温下又能利用热塑性塑料加工设备塑化成型，被称为继天然橡胶、合成橡胶之后的第三类橡胶[Varghese S,et al.Journal of applied polymer science,2004,92:2063]。其中动态硫化热塑性弹性体是采用动态硫化技术制备的弹性体(Thermoplastic Vulcanizate)，简称TPV。聚丙烯/三元乙丙橡胶动态硫化热塑性弹性体(简称PP/EPDM-TPV)兼具聚丙烯与三元乙丙橡胶的优点，具有优异的耐候性和良好的力学性能，因而受到广泛关注。与传统橡胶相比，PP/EPDM-TPV具有加工简便，可反复成型，边角料和废弃物可回收利用等优势，是极具发展潜力的弹性体材料。目前，PP/EPDM-TPV已逐渐取代了传统橡胶，除广泛应用于汽车行业、电线电缆、密封制品等领域外，还广泛用于建筑、医疗等行业。

近几年，为了满足弹性体导电功能化的应用需求，一些研究者开始关注EPDM/PP-TPV的导电功能化改性研究。Ma L F等人[Ma L F,et al.Journal of MaterialsChemistry A,2014,2:16989]以CB为导电填料制备PP/EPDM/CB导电复合材料，当CB含量为28wt％时，复合材料的电导率为0.01S/cm。这类PP/EPDM热塑性导电弹性体具有加工简便、可连续生产等优点，可代替昂贵的导电硅橡胶作为导电密封胶条广泛应用在民用电子、通讯、大规模集成电路、医疗设备等领域；此外，由于导电高分子复合材料具有电磁屏蔽特性，经导电功能化改性后的PP/EPDM弹性体还能够作为电磁屏蔽密封条应用于军用车辆等领域以防止电磁波泄密。

为实现热塑性弹性体的导电功能化，添加导电填料是当前的主要手段。碳系填料和金属粉末是当前应用较广的两大类导电填料。其中，碳系填料具有来源广、质量轻、导电性能良好等优点，常用的碳系填料有炭黑、石墨、碳纳米管等。Ranjbar B等人[Ranjbar B,et al.Journal of Applied Polymer Science,2012,123:32-40]以膨胀石墨(EG)为填料制备的PP/EPDM/EG导电复合材料，当EG含量为3.15vol％时，复合材料电导率为10^-5S/cm。金属填料的导电性能和电磁屏蔽性能都明显优于碳系填料，常用的金属填料有银、铜、镍等，但由于金属填料价格昂贵、比重较大，使其应用受到极大限制。

针对目前导电热塑性弹性体电导率低且在电磁屏蔽领域应用空缺的问题，本发明选择镀镍玻璃纤维为导电填料对PP/EPDM-TPV进行导电功能化改性，利用玻璃纤维具有较大长径比、易于在基体中搭接形成网络结构的特点，以及金属镍包覆层优良的导电性和电磁屏蔽特性，使其在极少镍含量下实现对PP/EPDM-TPV的功能化改性，制备具有优异导电性和电磁屏蔽性能的PP/EPDM动态硫化热塑性弹性体。

发明内容

本发明为了解决目前导电热塑性弹性体电导率低且在电磁屏蔽领域应用空缺的问题，提供了一种聚丙烯/三元乙丙橡胶/镀镍玻璃纤维功能复合材料及其制备方法。