[发明专利]一种可回用的导电电磁屏蔽橡胶复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种可回用的导电电磁屏蔽橡胶复合材料及其制备方法。橡胶复合材料由接枝二烯体的改性橡胶与亲二烯体导电填料通过在有机溶剂中发生Diels‑Alder热可逆交联反应，然后进行高温模压而得到。其中通过巯基‑烯点击化学反应的方法，用含巯基的二烯体对含双键的橡胶基体进行接枝改性，得到接枝二烯体的改性橡胶。本发明的优点是制备可回用的导电电磁屏蔽橡胶复合材料的方法反应条件较温和，工艺简单，耗能低；制得的材料具有良好的力学性能、导电性能及电磁屏蔽性能，且可以多次重复加工利用，力学性能回复率最高可达83％左右；且用此方法制备的复合材料，很好的改善了导电填料与橡胶基体的相容性问题，形成良好的分散。

技术领域

本发明属于橡胶产品技术领域，具体涉及一种可回用的导电电磁屏蔽橡胶复合材料及其制备方法。

背景技术

在一些电子仪器及设备的结构设计中，设备上的通风、散热用的空隙会对整个体系的电磁屏蔽效能造成很大的影响，因此兼具优良的电磁屏蔽功能和环境密封性能的导电电磁屏蔽橡胶起到了有效的防电磁泄漏作用与环境密封功能。传统的电磁屏蔽橡胶材料是在绝缘的橡胶基体中掺杂铝、铜、银等纯金属填料或复合型导电填料(如铝镀银、玻璃镀银等)，并加入适量的偶联剂(加强导电填料的分散性和填料－橡胶的界面)、交联剂等，通过掺混、硫化等一系列工艺而得到。专利CN201710107416.7选用镀铝玻璃纤维作为导电填料，同时加入促进剂、防老剂、硫化剂等，先在开炼机上混炼，再进行硫化压片得到导电电磁屏蔽橡胶复合材料，100质量份的材料需要添加导电填料的用量高达20-25 份，从而减弱橡胶弹性，导致密封性变差，成本升高。专利CN201610989685.6 公开了一种电磁屏蔽橡胶，其为石墨烯/碳纳米管/硅橡胶复合材料，通过石墨烯和碳纳米管的协同作用使其在橡胶基体中形成良好的分散，显著降低硅橡胶的体积电阻率，从而低填充量下也可以使硅橡胶得到良好的导电性能。但是，这两种方法均需要化学交联，制备的是热固性导电电磁屏蔽橡胶复合材料，很难回收和再利用，浪费了价格较昂贵的导电填料。因此，制备一种可回用的导电电磁屏蔽橡胶材料是非常有意义的。

科学研究发现，一些导电填料如碳纳米管、石墨烯等可以直接作为二烯或亲二烯体与含亲二烯或二烯体的聚合物发生Diels-Alder反应，这种方法可以无需任何表面改性，就可使导电填料与聚合物基体直接有效地良好分散与混合，同时可以改善导电填料和聚合物基体之间的界面作用。北京化工大学学报(自然科学版)2014年第41卷第5期文章《马来酸酐对碳纳米管的加成及其聚合物复合材料介电性能的研究》中以马来酸酐作为亲二烯体，碳纳米管作为二烯体，通过Diels-Alder反应对碳纳米管进行化学修饰；再将马来酸酐修饰之后的碳纳米管与尼龙共混得到复合材料，通过测试及表征发现修饰后的碳纳米管在尼龙基体中分散性良好。

发明内容

为解决以上问题，本发明提出先用巯基-烯点击化学的方法在含有不饱和双键的橡胶链上接枝二烯体，然后与碳纳米管、石墨烯或富勒烯等可以作为亲二烯体的导电填料发生Diels-Alder反应，使导电填料和橡胶之间可以产生可逆化学连接，制备热可逆交联的导电电磁屏蔽橡胶复合材料。这类材料在常温下由于导电填料－橡胶基体发生Diels-Alder反应形成交联网状体型结构，具备橡胶的优良弹性；将此类橡胶置于高温环境下时，会发生逆Diels-Alder反应从而使交联键断裂；在二次降温的过程中由于化学键之间再次发生反应从而使交联键重新生成，交联网络也重新生成，从而能够解决价格昂贵的导电电磁橡胶材料的回收再利用难题。

本发明的目的之一是提供一种可回用的导电电磁屏蔽橡胶复合材料，由包括以下组分的原料制备得到，以重量份计：

接枝二烯体的改性橡胶 100份；

亲二烯体导电填料 1～20份；优选5～15份。

其中，所述亲二烯体导电填料选自下列物质中的一种或它们的混合物：碳纳米管、石墨烯、富勒烯。

所述接枝二烯体的改性橡胶由包括以下组分的原料制备得到，以重量份计：