一種tpe組合物及由其制備的防毒面具料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及ΤΡΕ組合物及由其制備的防毒面具料。更具體地，本發(fā)明涉及具有高 強度性能的ΤΡΕ防毒面具料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 防毒面具是在第一次世界大戰(zhàn)德國使用毒劑后出現(xiàn)的，早期的防毒面具面罩材料 采用天然橡膠，后來隨生物科學(xué)及基因工程技術(shù)的發(fā)展，天然橡膠因抗毒劑性能差，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不 能滿足需要，出現(xiàn)了使用各種合成橡膠材料，如丁基橡膠、硅橡膠、氯化橡膠、三元乙丙橡 膠、聚氨酯橡膠，鹵化丁基橡膠。采用氯化丁基橡膠制備得到的防毒面具罩體材料的撕裂強 度較低，老化性能一般，且防毒時間也不是很長。采用溴化丁基橡膠制備得到的防毒面具罩 體材料的拉伸強度較低，同時溴化丁基橡膠的價格較高，罩體材料的成本較高。
[0003] 熱塑性彈性體TPE (Thermoplastic Elastomer)是一種具有橡膠的高彈性、高強 度、高回彈性，又具有可注塑加工特征的材料。具有環(huán)保無毒安全，硬度范圍廣，有優(yōu)良的著 色性，觸感柔軟，耐候性，抗疲勞性和耐溫性，加工性能優(yōu)越，無須硫化，可以循環(huán)使用降低 成本。
[0004] 因此，非常需要通過配方以及生產(chǎn)工藝的改進(jìn)，開發(fā)出一種自身具備高強度、高致 密性能的防毒面具料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的第一方面提供了一種TPE組合物，由包括以下 重量份的原料制備而成： MAH-g-PP 100; MAH-g-SEBS 20 ~60; 芳綸纖維改性二氧化硅納米粒子 3~15; 氨化氧化石墨烯 1~10; 白油 70~90; 其中，所述芳綸纖維改性二氧化硅納米粒子為通過硅烷偶聯(lián)劑連接芳綸纖維與二氧化 娃納米粒子；所述硅烷偶聯(lián)劑為至少包括一個氣基的硅烷偶聯(lián)劑。
[0006] 所述MAH-g-PP中，ΜΑΗ接枝率為3. 5%~5% ;優(yōu)選地，ΜΑΗ的接枝率為3. 5%~4. 7%， 進(jìn)一步優(yōu)選地，ΜΑΗ的接枝率為4. 4%。
[0007] 所述MAH-g-SEBS中，ΜΑΗ接枝率為0. 1%~1. 5% ;優(yōu)選地，ΜΑΗ的接枝率為0. 5%~ 1. 1%，進(jìn)一步優(yōu)選地，ΜΑΗ的接枝率為0. 8%。
[0008] 所述芳綸纖維由芳香族羧酸單體和芳香族二胺單體，經(jīng)縮聚反應(yīng)制得；其中，所述 芳香族羧酸單體至少包括一種具有三個羧基的芳香族化合物。
[0009] 所述具有三個以上羧基的芳香族化合物單體選自：1，2, 4-三羧基苯、均苯三酸、 5-硝基-1，2, 3-苯三甲酸、聯(lián)苯四甲酸、二苯酮四甲酸、二苯醚四甲酸、二苯基甲烷四甲酸、 雙三氟甲基二苯基四甲酸、萘四甲酸中的一種或幾種組合。
[0010] 所述的芳香族二胺單體選自：對苯二胺、3,3'-二氨基二苯砜、4,4'-二氨基二 苯釀、二氨基二苯基乙基氧化勝、二{4_(3_氨基苯氧基）苯基}諷、3,3^ -二氨基二苯甲 酮、3, 3' -二氨基聯(lián)苯胺中的一種或幾種的組合。
[0011] 所述芳香族羧酸單體與芳香族二胺單體的摩爾比為1 :〇. 5~2 ;優(yōu)選地，所述芳香 族羧酸單體與芳香族二胺單體的摩爾比為1 :0.8~1 ;進(jìn)一步優(yōu)選地，所述芳香族羧酸單體 與芳香族二胺單體的摩爾比為1 :1。
[0012] 所述含氨基的硅烷偶聯(lián)劑選自：（3-氨丙基）三甲氧基硅烷、（3-氨丙基）三乙 氧基硅烷、（3-氨丙基）二甲氧基甲基硅烷、（3-氨丙基）二乙氧基甲基硅烷、N-(2-氨乙 基）-3_氨丙基三甲氧基硅烷、N-甲基氨丙基三甲氧基硅烷、N-甲基氨丙基三乙氧基硅烷中 的一種或幾種的組合。
[0013] 所述芳綸纖維改性二氧化硅納米粒子中，芳綸纖維、硅烷偶聯(lián)劑及二氧化硅納米 粒子的重量比為：1〇~60 :10~20 :100。
[0014] 所述氨化氧化石墨烯中，氨基中的氮元素的比例為5~15 at% ;羧基中的氧元素 的比例為18~28 at % ;優(yōu)選地，所述氨化氧化石墨烯中，氨基中的氮元素和羧基中的氧元 素的比例分別為8 at%以及22at%。
[0015] 本發(fā)明的另一個方面提供了高強度高致密度防毒面具料的制備方法，包括以下步 驟： (1) 將所述的原料按重量份混合后，經(jīng)雙螺桿擠出造粒； (2) 將步驟（1)所得的產(chǎn)物，于180°C~250°C真空注塑到模具中，并在真空條件下， 保持該注塑溫度5~10小時后，再冷卻固化得到。
[0016] 在一種實施方式中，所述步驟（2)中的注塑溫度為211°C。
[0017] 參考以下詳細(xì)說明更易于理解本申請的上述以及其他特征、方面和優(yōu)點。
【具體實施方式】
[0018] 參選以下本發(fā)明的優(yōu)選實施方法的詳述以及包括的實施例可更容易地理解本發(fā) 明的內(nèi)容。除非另有限定，本文使用的所有技術(shù)以及科學(xué)術(shù)語具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域普通 技術(shù)人員通常理解的相同的含義。當(dāng)存在矛盾時，以本說明書中的定義為準(zhǔn)。
[0019] 如本文所用術(shù)語"由…制備"與"包含"同義。本文中所用的術(shù)語"包含"、"包括"、 "具有"、"含有"或其任何其它變形，意在覆蓋非排它性的包括。例如，包含所列要素的組合 物、步驟、方法、制品或裝置不必僅限于那些要素，而是可以包括未明確列出的其它要素或 此種組合物、步驟、方法、制品或裝置所固有的要素。
[0020] 連接詞"由…組成"排除任何未指出的要素、步驟或組分。如果用于權(quán)利要求中，此 短語將使權(quán)利要求為封閉式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但與其相關(guān)的常 規(guī)雜質(zhì)除外。當(dāng)短語"由…組成"出現(xiàn)在權(quán)利要求主體的子句中而不是緊接在主題之后時， 其僅限定在該子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作為整體的所述權(quán)利要求之外。
[0021] 當(dāng)量、濃度、或者其它值或參數(shù)以范圍、優(yōu)選范圍、或一系列上限優(yōu)選值和下限優(yōu) 選值限定的范圍表示時，這應(yīng)當(dāng)被理解為具體公開了由任何范圍上限或優(yōu)選值與任何范圍 下限或優(yōu)選值的任一配對所形成的所有范圍，而不論該范圍是否單獨公開了。例如，當(dāng)公開 了范圍"1至5"時，所描述的范圍應(yīng)被解釋為包括范圍"1至4"、"1至3"、"1至2"、"1至2 和4至5"、"1至3和5"等。當(dāng)數(shù)值范圍在本文中被描述時，除非另外說明，否則該范圍意 圖包括其端值和在該范圍內(nèi)的所有整數(shù)和分?jǐn)?shù)。
[0022] 單數(shù)形式包括復(fù)數(shù)討論對象，除非上下文中另外清楚地指明。"任選的"或者"任 意一種"是指其后描述的事項或事件可以發(fā)生或不發(fā)生，而且該描述包括事件發(fā)生的情形 和事件不發(fā)生的情形。
[0023] 說明書和權(quán)利要求書中的近似用語用來修飾數(shù)量，表示本發(fā)明并不限定于該具體 數(shù)量，還包括與該數(shù)量接近的可接受的而不會導(dǎo)致相關(guān)基本功能的改變的修正的部分。相 應(yīng)的，用"大約"、"約"等修飾一個數(shù)值，意為本發(fā)明不限于該精確數(shù)值。在某些例子中，近 似用語可能對應(yīng)于測量數(shù)值的儀器的精度。在本申請說明書和權(quán)利要求書中，范圍限定可 以組合和/或互換，如果沒有另外說明這些范圍包括其間所含有的所有子范圍。
[0024] 此外，本發(fā)明要素或組分前的不定冠詞"一種"和"一個"對要素或組分的數(shù)量要求 (即出現(xiàn)次數(shù)）無限制性。因此"一個"或"一種"應(yīng)被解讀為包括一個或至少一個，并且單 數(shù)形式的要素或組分也包括復(fù)數(shù)形式，除非所述數(shù)量明顯旨指單數(shù)形式。
[0025] "聚合物"意指通過聚合相同或不同類型的單體所制備的聚合化合物。通用術(shù)語 "聚合物"包含術(shù)語"均聚物"、"共聚物"、"三元共聚物"與"共聚體"。
[0026] "共聚體"意指通過聚合至少兩種不同單體制備的聚合物。通用術(shù)語"共聚體"包 括術(shù)語"共聚物"（其一般用以指由兩種不同單體制備的聚合物）與術(shù)語"三元共聚物"（其 一般用以指由三種不同單體制備的聚合物）。其亦包含通過聚合四或更多種單體而制造的 聚合物。"共混物"意指兩種或兩種以上聚合物通過物理的或化學(xué)的方法共同混合而形成的 聚合物。
[0027] 本發(fā)明的第一方面提供了一種TPE組合物，由包括以下重量份的原料制備而成： MAH-g-PP 100 ； MAH-g-SEBS 20 ~60 ; 芳綸纖維改性二氧化硅納米粒子 3~15 ; 氨化氧化石墨烯 1~10 ; 白油 70~90; 其中，所述芳綸纖維改性二氧化硅納米粒子為通過硅烷偶聯(lián)劑連接芳綸纖維與二氧化 娃納米粒子；所述硅烷偶聯(lián)劑為至少包括一個氣基的硅烷偶聯(lián)劑。
[0028] MAH-g-PP： 本說明書中術(shù)語"MAH-g-PP"是指馬來酸酐（ΜΑΗ)接枝改性聚丙烯（PP)，作為本發(fā)明 原料的MAH-g-PP沒有特別限制，可以為市售獲得，也可以通過溶液法、超臨界0)2溶液法、 熔融法、輻射法和固相法等本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的方法合成獲得。其中，溶液法進(jìn)