一種tpe組合物及由其制備的防毒面具料的制作方法
【技術領域】
[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】
[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，后來隨生物科學及基因工程技術的發(fā)展，天然橡膠因抗毒劑性能差，遠遠不 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，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)明內容】

[0005] 為了解決上述技術問題，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) 明的內容。除非另有限定，本文使用的所有技術以及科學術語具有與本發(fā)明所屬領域普通 技術人員通常理解的相同的含義。當存在矛盾時，以本說明書中的定義為準。
[0019] 如本文所用術語"由…制備"與"包含"同義。本文中所用的術語"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。如果用于權利要求中，此 短語將使權利要求為封閉式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但與其相關的常 規(guī)雜質除外。當短語"由…組成"出現(xiàn)在權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利要求之外。
[0021] 當量、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，這應當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，當公開 了范圍"1至5"時，所描述的范圍應被解釋為包括范圍"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的所有整數(shù)和分數(shù)。
[0022] 單數(shù)形式包括復數(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致相關基本功能的改變的修正的部分。相 應的，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 似用語可能對應于測量數(shù)值的儀器的精度。在本申請說明書和權利要求書中，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。通用術語 "聚合物"包含術語"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。通用術語"共聚體"包 括術語"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域技術人員所熟知的方法合成獲得。其中，溶液法進