一种耐高温抗老化导电泡棉的制备方法与流程

本发明属于泡棉材料，具体涉及一种耐高温抗老化导电泡棉的制备方法。

背景技术：

1、数字化的发展离不开作为数据传送和数据处理为载体的电子设备，导电海绵则用于填充于电机设备和电子设备之间连通的外部空间和内部电路空间的缝隙，或者用于电子设备内部的电子元器件的金属壳或金属罩与参考地之间的电性连接，以避免该电子元器件与电子设备内的其他电子元器件之间产生电磁干扰。

2、目前，导电泡棉通常要求具备阻燃效果，其一般是在其表面设置 阻燃隔层，从而可以有效保障导电泡棉使用的耐高温性能，这类具有耐高温性能的导电泡棉其在加工的过程中，需要对导电泡棉进行阻隔隔层与导电泡棉基层的压合处理，导致工序较为复杂、连续性较差。

3、因此，为了解决上述问题，本发明研发出一种耐高温的导电泡棉，不需要导电泡棉表面设置阻燃隔层，同时还具有优异的抗热老化性能，提高了导电泡棉的使用寿命。

技术实现思路

1、发明目的：为了克服以上不足，本发明的目的是提供一种耐高温抗老化导电泡棉的制备方法，设计合理，通过对导电布、泡棉体进行一系列的处理，制得的导电泡棉兼具优异的导电性能、耐高温性能、抗热老化性能。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、一种耐高温抗老化导电泡棉的制备方法，包括如下步骤：

4、s1泡棉体的制备：将干燥后的低密度聚乙烯、超导炭黑加入密炼机中，混炼1~10min，然后加入马来酸酐接枝聚乙烯、硬脂酸锌、交联敏化剂、阻燃剂、抗氧剂、抗老化剂，混炼1~10 min，再加入发泡剂、羟基化多壁碳纳米管，混炼5~15min，得到混炼好的共混物；将混炼好的共混物放置在平板硫化机上进行模压，然后通过电子加速器进行辐照改性，最后通过垂直发泡炉进行高温发泡，得到泡棉体；

5、s2导电布的制备：将基材浸泡于tris-多巴胺溶液中，处理10~20h，然后使用去离子水充分清洗 3~5次，再于60~80 °c 温度下中烘干，得到修饰后的基材；将修饰后的基材上沉积聚乙烯亚胺/聚磷酸铵阻燃涂层，然后于60~80 °c 温度下中烘干，得到阻燃基材；将阻燃基材进行化学镀银处理，再于60~80 °c 温度下中烘干，得到导电布；

6、s3导电泡棉的制备：将上述导电布包裹在泡棉体外复合成型，制得导电泡棉。

7、本发明所述的耐高温抗老化导电泡棉的制备方法，设计合理，将导电布包裹在泡棉体外复合成型制得，通过对导电布、泡棉体进行一系列的处理，使导电泡棉兼具优异的导电性能、耐高温性能、抗热老化性能。

8、其中，泡棉体是以低密度聚乙烯为基体，超导炭黑和羟基化多壁碳纳米管为导电填料，在马来酸酐接枝聚乙烯、硬脂酸锌、交联敏化剂、阻燃剂、抗氧剂、抗老化剂、发泡剂多种助剂作用下，通过电子辐照交联和化学自由发泡方法制备，兼具发泡材料的质轻闭孔、优良回弹性能与密实型导电复合材料的导电性能以及耐老化、阻燃性能。

9、进一步的，泡棉体的导电填料采用超导炭黑，相比普通炭黑(性能较为单一、填充量大、会导致在聚合物中分散困难、力学性能下降等问题)，超导炭黑具有用量小、导电性能高的特点，可得到导电性和材料性的平衡。泡棉体的导电填料采用羟基化多壁碳纳米管，羟基化多壁碳纳米管除了导电性能高，其表面羟基(~oh)官能团可以吸收能量，并转化为热能，从而导致温度的升高，有利于的反应进行，从而提高了交联效率。在低密度聚乙烯基体中还加入适当的交联敏化剂，具有促进交联从而降低辐照剂量的效果。

10、其中，导电布先用利用静电沉积技术，在多巴胺修饰后的基材上沉积沉积聚乙烯亚胺/聚磷酸铵阻燃涂层，实现阻燃功能化改性，然后化学镀银以得到导电效果优、电磁屏蔽性能好、金属层与基材结合力强的镀银导电布，上述设计使得导电布同时具备优异的导电性能和阻燃性能。

11、进一步的，上述的耐高温抗老化导电泡棉的制备方法，所述泡棉体，按质量份数计，包括以下组分：低密度聚乙烯80~120份、阻燃剂5~15份、超导炭黑5~15份、发泡剂5~15份、羟基化多壁碳纳米管1~5份、马来酸酐接枝聚乙烯1~5份、硬脂酸锌1~5份、抗老化剂1~2份、抗氧剂0.5~1份、交联敏化剂0.1~0.5份。

12、进一步的，上述的耐高温抗老化导电泡棉的制备方法，所述抗氧剂为抗氧剂1010，所述抗老化剂为防老剂445与防老剂3100，所述交联敏化剂为三烯丙基异氰脲酸酯，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺。

13、导电泡棉通常被应用在电子产品中，这些产品在运行过程中会产生一定的热量，长期以往使导电泡棉特别是泡棉体容易老化、硬化等，影响其柔性和导电性能，从而缩短产品的使用寿命。本发明通过添加抗氧剂 1010、防老剂445、防老剂3100，使泡棉体具有更好的抗热老化性能。

14、此外，通过添加抗三烯丙基异氰脲酸酯，三烯丙基异氰脲酸酯为多官能度单体，本身具有很高的反应活性，在辐照过程中可以与聚乙烯活性中心和聚乙烯分子链之间发生化学反应，从而提高交联效率，还能提高泡棉体的抗拉强度。

15、进一步的，上述的耐高温抗老化导电泡棉的制备方法，所述阻燃剂包括三氧化二锑、氢氧化铝，所述阻燃剂中三氧化二锑、氢氧化铝的质量比为1：2~4。

16、本发明采用三氧化二锑、氢氧化铝组成阻燃剂，三氧化二锑与氢氧化铝有良好的阻燃协同效应，并且三氧化二锑对发泡材料的泡孔结构和发泡密度影响不大。

17、进一步的，上述的耐高温抗老化导电泡棉的制备方法，所述步骤s1中，所述密炼机的转速为30~50 r• min-1，温度为 110~120℃；所述平板硫化机上的模压温度为110~120℃， 模压压力为5~15 mpa，时间5~10min；所述辐照改性呃辐照剂量为5~15 kgy；所述高温发泡温度为220~240℃，发泡时间为3~10 min。

18、进一步的，上述的耐高温抗老化导电泡棉的制备方法，所述步骤s2中，所述基材为棉织物。

19、进一步的，上述的耐高温抗老化导电泡棉的制备方法，所述步骤s2中，tris-多巴胺溶液的制备，具体包括如下内容：每1l去离子水加入1~1.5g的三羟甲基氨基甲烷粉末、1.5~2g的盐酸多巴胺粉末；制备时，先将三羟甲基氨基甲烷粉末加入去离子水中，充分溶解后，滴加hcl使溶液ph至8~9，然后加入盐酸多巴胺粉末，充分溶解后，得到tris-多巴胺溶液。

20、进一步的，上述的耐高温抗老化导电泡棉的制备方法，所述步骤s2中，沉积聚乙烯亚胺/聚磷酸铵阻燃涂层，具体包括如下内容：制备4~6mg/ml的阳离子聚乙烯亚胺溶液、25~30mg/ml的阴离子聚磷酸铵溶液，备用；先将修饰后的基材浸入于上述的阳离子聚乙烯亚胺溶液中 0.5~2h进行沉积，然后将其浸入上述的阴离子聚磷酸铵溶液中0.5~2h进行沉积，再使用去离子水充分清洗 3 ~5次，然后于60~80°c 温度下中烘干，得到阻燃基材。

21、本发明以天然纤维（棉织物）为基材，先使用多巴胺修饰，有助于吸附聚乙烯亚胺和聚磷酸铵以获得更为牢固有效的阻燃层，然后将基材交替浸入带正电和负电溶液中，从而在基材表面层层自组装形成了阻燃层，由于阻燃层是由于带正电和带负电的膨胀型阻燃剂成分沉积而成，存在着较强的静电吸引作用，使阻燃层更为牢固有效。

22、进一步的，上述的耐高温抗老化导电泡棉的制备方法，所述步骤s2中，化学镀银处理，具体包括如下内容：制备以乙酸乙酯为溶剂、3-巯丙基三乙氧基硅烷为溶质并且3-巯丙基三乙氧基硅烷的质量分数为1~3%的预处理液，备用；先将阻燃基材浸入于上述的预处理液中1.5~2h，然后使用无水乙醇充分清洗 3 ~5次，然后于100~120°c 温度下中烘干，得到预处理后的阻燃基材；将预处理后的阻燃基材浸入化学镀液中0.5~1.0h进行化学镀银，然后于60~80 °c 温度下中烘干，得到导电布。

23、本发明先对基材进行巯基改性，即基材浸入预处理液中，通过缩合反应和棉织物表面的羟基反应从而形成接枝，另一端通过巯基和银的配位作用使之牢固吸附ag，从而在棉织物表面形成催化活性中心，有助于棉织物与化学镀液的结合，以获得更为牢固有效的镀银导电层。

24、进一步的，上述的耐高温抗老化导电泡棉的制备方法，所述化学镀液使用时由a液和b液以1：1的体积比混合制得，具体包括如下内容：每1l去离子水加入30~40g硝酸银，在不断搅拌下滴加氨水，直至析出的ag2o沉淀完全溶解，然后加入naoh，naoh的加入量为0.2~0.3g/l，溶液再次变黑，继续滴加氨水至溶液完全清澈，制得a液；每1l去离子水加入40~50g葡萄糖、3~5g酒石酸，煮沸10~15min，冷却后加入乙醇，乙醇的加入量为100~120ml/l，制得b液。

25、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

26、（1）本发明所述的耐高温抗老化导电泡棉的制备方法，制备方法简单，采用导电布包裹在泡棉体外复合成型制得，通过对导电布、泡棉体进行一系列的处理，使导电泡棉兼具优异的导电性能、耐高温性能、抗热老化性能；

27、（2）本发明所述的耐高温抗老化导电泡棉的制备方法，泡棉体的配方设计合理，是以低密度聚乙烯为基体，超导炭黑和羟基化多壁碳纳米管为导电填料，在马来酸酐接枝聚乙烯、硬脂酸锌、交联敏化剂、阻燃剂、抗氧剂、抗老化剂、发泡剂多种助剂作用下，通过电子辐照交联和化学自由发泡方法制备，兼具发泡材料的质轻闭孔、优良回弹性能与密实型导电复合材料的导电性能以及耐老化、阻燃性能；泡棉体的导电填料采用超导炭黑，具有用量更小、导电性能更高的特点，可得到导电性和材料性的平衡；导电填料采用羟基化多壁碳纳米管，羟基化多壁碳纳米管除了导电性能高，其表面羟基(~oh)官能团可以吸收能量，并转化为热能，从而导致温度的升高，有利于反应进行，从而提高了交联效率；在低密度聚乙烯基体中还加入三烯丙基异氰脲酸酯，三烯丙基异氰脲酸酯为多官能度单体，本身具有很高的反应活性，在辐照过程中可以与聚乙烯活性中心和聚乙烯分子链之间发生化学反应，从而提高交联效率，还能提高泡棉体的抗拉强度；

28、（3）本发明所述的耐高温抗老化导电泡棉的制备方法，导电布的设计合理，先用利用静电沉积技术，在多巴胺修饰后的基材上沉积沉积聚乙烯亚胺/聚磷酸铵阻燃涂层，实现阻燃功能化改性，然后化学镀银以得到导电效果优、电磁屏蔽性能好、金属层与基材结合力强的镀银导电布，上述设计使得导电布同时具备优异的导电性能和阻燃性能。