热塑性弹性体复合材料及其发泡成型体

第42卷第12期2015年12月世界橡胶工业World Rubber Industry 0 前 言

近年来，为了应对汽车内装饰部件和外装饰部件，家电产品或办公设备上的振动以及噪音问题，作为一种缓冲材料，一种具有柔软触感的材料——发泡成型体被广泛用于多个领域。热塑性弹性体复合材料容易成型且容易发泡，因而受到人们的青睐。

众所周知，具有海岛结构的热塑性弹性体复合材料可以制成发泡成型体。热塑性弹性体

复合材料的海相含有第一聚合物（例如乙烯·α-烯烃类共聚物）和第二聚合物（例如结晶性乙烯类树脂），且第二聚合物存在于第一聚合物之中；岛相由呈粒状的第三聚合物（例如硫化胶）构成。这种热塑性弹性体复合材料中可添加发泡剂。

专利中还介绍了一种具有海岛相结构的聚合物复合材料。这种复合材料的结构是嵌段共聚物（a ）的粒子分散于由特定烯烃类共聚物（b ）

热塑性弹性体复合材料及其发泡成型体

摘 要：

提供了一种添加少量导电性填充剂，就可以制成具有高导电性能的部件的高分子材料。该专利热塑性弹性体复合材料中含有聚合物成分和导电性填充剂。聚合物成分为α-烯烃类热塑性树脂、乙烯·α-烯烃类共聚物、加氢嵌段共聚物和与α-烯烃类热塑性树脂结晶性不同的聚乙烯类树脂。复合材料中含有由α-烯烃类热塑性树脂形成的海相，由乙烯·α-烯烃类共聚物、加氢嵌段共聚物和结晶性聚乙烯类树脂的混合物形成的岛相，或者与α-烯烃类热塑性树脂不同的海相。用专利中的热塑性弹性体复合材料发泡形成的成型体，可以制成导电性叠层胶片。

关键词：

热塑性弹性体；发泡；熔融中图分类号：

TQ 334 文献标志码：B 文章编号：1671-8232(2015)12-0018-09构成的基体中。当然，这种复合材料中也可添加发泡剂。

专利中介绍的第三种热塑性弹性体复合材料可以制成具有高发泡性的发泡成型体。该高发泡性复合材料中含有乙烯·α-烯烃类共聚物（A ）、结晶性聚乙烯类树脂（B ）和嵌段共聚物 （C ）。（C ）中含有两末端乙烯基含量为25%以下的共轭二烯聚合物嵌段，且分子链中嵌段含有乙烯基含量为25%以上的共轭二烯聚合物，该聚合物与氢共聚，成为氢化嵌段共聚体。这种热塑性弹性体复合材料的熔融张力在特定的数值范围内，可配合化学发泡剂。

1 要解决的技术问题

电子设备的零部件必须具有高导电性。要制造具有高导电性的高分子成型体，必须配合大量的导电性填充剂。但是，如果配合了大量的导电性填充剂，就会导致材料成型性能

V ol. 42 No.12：18～26

Dec. 2015

李汉堂 编译

(曙光橡胶工业研究设计院，广西 桂林 541004)

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下降。因此，人们期望采用少量导电填充剂就可以制成高导电性零部件的高分子材料问世。申请专利的目的是提供一种仅添加少量导电性填充剂，就可以制成具有高导电性零部件的高分子材料。

2 解决技术难题的手段

为了解决上述技术难题，进行了深入的研究。复合材料中含α-烯烃类热塑性树脂（a-1）、乙烯·α-烯烃类共聚物（a-2）、加氢嵌段共聚物（a-3）和与（a-1）不同的结晶性聚乙烯类树脂（a-4）且由含（a-1）的相形成海相。由含（a-2）、（a-3）和（a-4）的混合物形成岛相；或者形成与（a-1）不同的海相。如果使用这种含导电性填充剂的热塑性弹性体复合材料，可以通过发泡制成发泡成型体。这样，导电性填充剂分布在所形成的气泡的周边，特别是在发泡成型体受到压缩时，形成导电通道，从而获得高导电性。发泡成型体的气泡大小适中，且十分均匀，高导电性能稳定。这就是专利的全部内容。

有关该专利的详细内容如下。

（1）含（a-1）的相形成海相；含（a-2）、（a-3）和（a-4）的混合物形成岛相；或者形成与（a-1）不同的海相。

（2）在上述岛相或与上述（a-1）不同的海相中，即由上述（a-2）形成的基质中，（a-3）和（a-4）形成了三维网状结构。

（3）（a-3）在两末端上含有乙烯基含量为25 mol%以下的共轭二烯聚合物嵌段，在分子链中间含有乙烯基含量为25 mol%以上的共轭二烯嵌段聚合物，对该共聚物进行氢化处理。

（4）热塑性弹性体复合材料中含有导电性填充剂（B）。

（5）相对于（a-1）100体积份，导电性填充剂（B）的用量为5～100体积份。

（6）导电性填充剂（B）可以从炭黑、碳纤维、石墨、碳微旋管、碳纳米管、金属粉末和陶瓷粉当中选择一种。

（7）将上述（1）~（6）中任何一种热塑性弹性体复合材料发泡，制得发泡成型体。

（8）使含（a-1）的相发泡，且发泡的微孔平均直径为10~200 μm，直径的变动系数（C v）为0.1~1.0。

（9）发泡成型体的压缩永久变形为80%以下，压缩负荷应力为1～1000 kPa。

（10）导电性成型体的制造方法是对（7）～（9）中任何一种发泡成型体进行压缩，压缩率5%～90%。

（11）用（10）记述的导电性成型体的制造方法制成导电性成型体。

（12）由（11）中记述的导电性成型体制成胶片，把胶片的一面作为粘合层，胶片的另一面作为基材层，把这二层叠合起来，就成了导电性叠层胶片。

3 专利产品实际使用效果

向热塑性弹性体复合材料中添加导电性填充剂，并使之发泡，成为发泡成型体，导电性填充剂分布在气泡的周边（气泡在海相中具有均匀且适度的直径），所以，即使配合少量的导电性填充剂，特别是在受到压缩时，也会形成导电通道，这种高导电性十分稳定。

如果采用超临界流体进行发泡，则容易操作且工艺稳定。

该发泡成型体的压缩永久变形小，受压缩时的负荷（应力）小，所以非常适合于制造电子设备中非压缩及压缩两种状态反复变换的零部件。

发泡成型体在熔融并成粒状后可以成型再利用，因此，循环利用性也十分理想。

4 热塑性弹性体复合材料的制造

（参考实例1）

将充油乙烯·α-烯烃类共聚物30.0 份、加氢嵌段共聚物10.0 份、结晶性聚乙烯类树脂10.0 份和防老剂0.1 份投入预先已加热至160 ℃的加压式捏合机（容积：10 L，森山公司制造）中，以40 r/min的转速捏炼15 min，直到结晶性聚乙烯类树脂熔融，各组分均匀分散，获得呈熔融状态的混合物。再用喂料机（森山公司制造）将熔融态混合物制成聚合物颗粒（A）。

李汉堂. 热塑性弹性体复合材料及其发泡成型体