一种低介电性复合热塑性弹性体及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低介电性复合热塑性弹性体及其制备方法，组分为：苯乙烯嵌段共聚物、非极性橡胶、聚烯烃树脂、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、低介电性性介质、偶联剂、交联剂、助交联剂、白油、加工性助剂。本发明专利技术在保证具有较低的介电常数前提下兼顾较好的力学性，同时具有较好耐候性和耐老化性，保证产品能够在长时间的户外工作下保持材料性能的稳定，对拓宽热塑性弹性体的应用领域具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种低介电性复合热塑性弹性体及其制备方法
：本专利技术涉及热塑性弹性体材料
，尤其涉及一种低介电性复合热塑性弹性体及其制备方法。
技术介绍
：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CN101696279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。该专利技术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。目前市场热塑性弹性体已广泛应用于汽车工业、通讯器材、建筑建材、电子电器、医疗卫生和消费用品等领域。当其应用于通讯行业时，为了尽量避免通讯部件不被外界电磁破坏或辐射干扰，通常需要能够具备防护电磁干扰的弹性体保护壳体。同时为了实现通讯器件在传播信号的过程中尽可能减少信号损耗，实现最大功效，需要外包弹性体对电磁波的传递影响尽可能小，故在介电性能的选择上需达到一定指标值，其中主要考察弹性体的介电常数、正切角损耗值。当弹性体外包材料相对介电常数越大，则传输信号在空气与天线外壳分界面上的反射影响越大，这对于电磁波传输效率起到负面作用，同时，由于信号需先穿过外壳保护层再进入信号收发装置，损耗角正切tanδ越大，其中电磁波在穿透天线外壳过程中转化为热量而损耗的能量就越多，加之，很多通讯材料都应用于户外，需要一定的耐老化性，保证材料的使用寿命。从通信器材的外包材料选用考虑，分热塑性塑料和热固性塑料两大类，热塑性塑料主要以高聚物聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、抗冲击性聚苯乙烯(HIPS)，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)为主。其中使用聚丙烯的优势在于其介电常数低，为2.2左右，同时密度低、加工流动性可调；聚氯乙烯的优势在于价格低廉、硬度可调范围广、具有较好的阻燃性、耐化学腐蚀性；抗冲击性聚苯乙烯的优势在于抗冲击性强、热稳定性和耐候性好；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物作为工程塑料，综合性能强，使用范围广。但以上材料自身也具有其劣势性，例如PP强度较低、PVC耐热性差且含有卤素、HIPS加工性较差，ABS耐酸碱腐蚀性较差。热固性塑料主要以环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂为主，热固性材料虽然机械强度较高，耐候性能较好，尺寸稳定性较好，但整体密度较高，介电常数较高(3.8-6.5)，且制作工艺复杂，无法循环使用。介于以上材料，选用轻质、耐候耐老化、低介电性性、易加工的热塑性弹性体成为必然。从低介电性性角度考虑，也分为热固性材料和热塑性材料，热固性材料主要使用不饱和聚脂树脂、环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基树脂等与玻璃纤维复合而成，热固性材料机械强度较高，耐候性能较好，尺寸稳定性较好等优点；但是热固性材料一般密度较高，外壳整体重量较重(密度1.7-2.0g/cm3)，介电常数较高(4.0-5.5)，无法回收循环利用，此外热固性类外壳成型复杂，综合成本较高而且成型过程污染较大，对人体健康影响较大等缺陷。用量最大也最常用的天线外壳热塑性材料主要是聚氯乙烯(PVC)类，PVC材料是目前使用最为广泛的塑料材料之一，它具有价格便宜、软硬可调、阻燃性能好、耐化学腐蚀好、电气性能优异等优点，应用在天线外壳上重量相对较轻(密度1.4-1.65g/cm3)，耐候性较好，综合成本较低等优点。虽然PVC材料具有诸多优点，但是也存在耐热较差(热变形温度60℃左右)，介电常数相对较高(3-4.8)，强度相对较低，本色含有卤素等缺陷。此外，天线外壳材料常用的热塑性材料还包含丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)，丙烯酸酯类橡胶体与丙烯腈、苯乙烯的接枝共聚物(ASA)，抗冲击性聚苯乙烯(HIPS)，高聚物聚丙烯(PP)等材料，ABS、PS材料介电常数为2.8-3.0，价格便宜，由于本身分子结构中含有不饱和双键，因此不适宜应用在户外。ASA耐候性优异，是户外应用的首选材料，不过ASA介电常数在2.8-3.3之间，而且成本较高，这就限制了其大规模使用。PP材料介电常数为2.2左右，密度低、成本低廉，不过强度较低、老化性较差，也限制了其使用。
技术实现思路
：基于以上对于现有低介电性材料的阐述，针对兼具较好材料适用性和低介电性性的热塑性弹性体成为必然，本专利技术公开了一种兼顾低介电性常数和阻燃性的热塑性弹性体及其制备方法，制得的弹性体不仅兼顾了较好的低介电性常数及介电损耗，且相比于原有的TPV热塑性弹性体，通过引入一定量的苯乙烯嵌段共聚物，提高了产品的弹性，促使产品具有对非极性材料更好的包覆性，同时，引入一定量的极性橡胶，保证其表面具有一定的耐油性和放静电性，具有更好的环境适应性，且具有良好的加工性和力学强度，在通讯器件包裹、工业安全保护具有很大的市场潜力。其具体技术方案如下：一种低介电性复合热塑性弹性体，按照重量份数计，包括以下组分：苯乙烯嵌段共聚物10-30份，非极性橡胶15-35份，聚烯烃树脂10-20份，极性橡胶0-10份，低介电性性介质1-10份，马来酸酐接枝非极性橡胶0-10份，马来酸酐接枝聚烯烃树脂0-10份，白油0-20份，无机填料0-10份，抗氧剂0-1份，分散剂0-5份，光稳定剂0-1份，抗紫外线剂0-1份，偶联剂0-5份，交联剂0-3份，助交联剂0-5份。进一步的，所述非极性橡胶为二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶的一种或两种组合；所述马来酸酐接枝非极性橡胶为马来酸酐接枝改性的二元乙丙橡胶、马来酸酐接枝改性的三元乙丙橡胶的一种或两种组合；所述的极性橡胶为丁腈橡胶或氯丁橡胶中的一种或两种组合。更进一步的，所述非极性橡胶为门尼粘度20-100的乙丙橡胶，所述的极性橡胶为门尼粘度20-100的丁腈橡胶或氯丁橡胶。进一步的，所述的苯乙烯嵌段共聚物为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物的一种或两种组合；更进一步的，所述苯乙烯类嵌段共聚物采用分子量50000-300000的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物。进一步的，所述的聚烯烃树脂为聚乙烯、聚丙烯、聚苯醚或者本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低介电性复合热塑性弹性体，其特征在于，由下列重量份的原料制成：/n苯乙烯嵌段共聚物10-30份，/n非极性橡胶15-35份，/n聚烯烃树脂10-20份，/n极性橡胶0-10份，/n低介电性性介质1-10份，/n马来酸酐接枝非极性橡胶0-10份，/n马来酸酐接枝聚烯烃树脂0-10份，/n白油0-20份，/n无机填料0-10份，/n抗氧剂0-1份，/n分散剂0-5份，/n稳定剂0-1份，/n抗紫外线剂0-1份，/n偶联剂0-5份，/n交联剂0-3份，/n助交联剂0-5份。/n

【技术特征摘要】
1.一种低介电性复合热塑性弹性体，其特征在于，由下列重量份的原料制成：
苯乙烯嵌段共聚物10-30份，
非极性橡胶15-35份，
聚烯烃树脂10-20份，
极性橡胶0-10份，
低介电性性介质1-10份，
马来酸酐接枝非极性橡胶0-10份，
马来酸酐接枝聚烯烃树脂0-10份，
白油0-20份，
无机填料0-10份，
抗氧剂0-1份，
分散剂0-5份，
稳定剂0-1份，
抗紫外线剂0-1份，
偶联剂0-5份，
交联剂0-3份，
助交联剂0-5份。


2.根据权利要求1所述的低介电性复合热塑性弹性体，其特征在于，所述非极性橡胶为二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶的一种或两种组合；所述马来酸酐接枝非极性橡胶为马来酸酐接枝改性的二元乙丙橡胶、马来酸酐接枝改性的三元乙丙橡胶的一种或两种组合；所述的极性橡胶为丁腈橡胶或氯丁橡胶中的一种或两种组合。


3.根据权利要求2所述的低介电性复合热塑性弹性体，其特征在于，所述非极性橡胶为门尼粘度20-100的乙丙橡胶，所述的极性橡胶为门尼粘度20-100的丁腈橡胶或氯丁橡胶。


4.根据权利要求1所述的低介电性复合热塑性弹性体，其特征在于，所述的苯乙烯嵌段共聚物为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物的一种或两种组合。


5.根据权利要求4所述的低介电性复合热塑性弹性体，其特征在于，所述苯乙烯类嵌段共聚物采用分子量50000-300000的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物。


6.根据权利要求1所述的低介电性复合热塑性弹性体，其特征在于，所述的聚烯烃树脂为聚乙烯、聚丙烯、聚苯醚或者聚乙烯和聚丙烯的混合物中的一种或任意种组合；所述的马来酸酐接枝聚烯烃树脂为马来酸酐接枝改性的聚乙烯、马来酸酐接枝改性的聚丙烯和马来酸酐接枝改性的聚乙烯和聚丙烯中的一种或任意...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴佳骏，刘星，
申请(专利权)人：江苏金陵奥普特高分子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32