一种tpe组合物及由其制备的防毒面具料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及ΤΡΕ组合物及由其制备的防毒面具料。更具体地，本发明涉及具有高 强度性能的ΤΡΕ防毒面具料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 防毒面具是在第一次世界大战德国使用毒剂后出现的，早期的防毒面具面罩材料 采用天然橡胶，后来随生物科学及基因工程技术的发展，天然橡胶因抗毒剂性能差，远远不 能满足需要，出现了使用各种合成橡胶材料，如丁基橡胶、硅橡胶、氯化橡胶、三元乙丙橡 胶、聚氨酯橡胶，卤化丁基橡胶。采用氯化丁基橡胶制备得到的防毒面具罩体材料的撕裂强 度较低，老化性能一般，且防毒时间也不是很长。采用溴化丁基橡胶制备得到的防毒面具罩 体材料的拉伸强度较低，同时溴化丁基橡胶的价格较高，罩体材料的成本较高。
[0003] 热塑性弹性体TPE (Thermoplastic Elastomer)是一种具有橡胶的高弹性、高强 度、高回弹性，又具有可注塑加工特征的材料。具有环保无毒安全，硬度范围广，有优良的着 色性，触感柔软，耐候性，抗疲劳性和耐温性，加工性能优越，无须硫化，可以循环使用降低 成本。
[0004] 因此，非常需要通过配方以及生产工艺的改进，开发出一种自身具备高强度、高致 密性能的防毒面具料。
【发明内容】
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明的第一方面提供了一种TPE组合物，由包括以下 重量份的原料制备而成： MAH-g-PP 100; MAH-g-SEBS 20 ~60; 芳纶纤维改性二氧化硅纳米粒子 3~15; 氨化氧化石墨烯 1~10; 白油 70~90; 其中，所述芳纶纤维改性二氧化硅纳米粒子为通过硅烷偶联剂连接芳纶纤维与二氧化 娃纳米粒子；所述硅烷偶联剂为至少包括一个氣基的硅烷偶联剂。
[0006] 所述MAH-g-PP中，ΜΑΗ接枝率为3. 5%~5% ;优选地，ΜΑΗ的接枝率为3. 5%~4. 7%， 进一步优选地，ΜΑΗ的接枝率为4. 4%。
[0007] 所述MAH-g-SEBS中，ΜΑΗ接枝率为0. 1%~1. 5% ;优选地，ΜΑΗ的接枝率为0. 5%~ 1. 1%，进一步优选地，ΜΑΗ的接枝率为0. 8%。
[0008] 所述芳纶纤维由芳香族羧酸单体和芳香族二胺单体，经缩聚反应制得；其中，所述 芳香族羧酸单体至少包括一种具有三个羧基的芳香族化合物。
[0009] 所述具有三个以上羧基的芳香族化合物单体选自：1，2, 4-三羧基苯、均苯三酸、 5-硝基-1，2, 3-苯三甲酸、联苯四甲酸、二苯酮四甲酸、二苯醚四甲酸、二苯基甲烷四甲酸、 双三氟甲基二苯基四甲酸、萘四甲酸中的一种或几种组合。
[0010] 所述的芳香族二胺单体选自：对苯二胺、3,3'-二氨基二苯砜、4,4'-二氨基二 苯酿、二氨基二苯基乙基氧化勝、二{4_(3_氨基苯氧基）苯基}讽、3,3^ -二氨基二苯甲 酮、3, 3' -二氨基联苯胺中的一种或几种的组合。
[0011] 所述芳香族羧酸单体与芳香族二胺单体的摩尔比为1 :〇. 5~2 ;优选地，所述芳香 族羧酸单体与芳香族二胺单体的摩尔比为1 :0.8~1 ;进一步优选地，所述芳香族羧酸单体 与芳香族二胺单体的摩尔比为1 :1。
[0012] 所述含氨基的硅烷偶联剂选自：（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 的一种或几种的组合。
[0013] 所述芳纶纤维改性二氧化硅纳米粒子中，芳纶纤维、硅烷偶联剂及二氧化硅纳米 粒子的重量比为：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为5~15 at% ;羧基中的氧元素 的比例为18~28 at % ;优选地，所述氨化氧化石墨烯中，氨基中的氮元素和羧基中的氧元 素的比例分别为8 at%以及22at%。
[0015] 本发明的另一个方面提供了高强度高致密度防毒面具料的制备方法，包括以下步 骤： (1) 将所述的原料按重量份混合后，经双螺杆挤出造粒； (2) 将步骤（1)所得的产物，于180°C~250°C真空注塑到模具中，并在真空条件下， 保持该注塑温度5~10小时后，再冷却固化得到。
[0016] 在一种实施方式中，所述步骤（2)中的注塑温度为211°C。
[0017] 参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其他特征、方面和优点。
【具体实施方式】
[0018] 参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发 明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通 技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
[0019] 如本文所用术语"由…制备"与"包含"同义。本文中所用的术语"包含"、"包括"、 "具有"、"含有"或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合 物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或 此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
[0020] 连接词"由…组成"排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此 短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常 规杂质除外。当短语"由…组成"出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时， 其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
[0021] 当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优 选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围 下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开 了范围"1至5"时，所描述的范围应被解释为包括范围"1至4"、"1至3"、"1至2"、"1至2 和4至5"、"1至3和5"等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意 图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
[0022] 单数形式包括复数讨论对象，除非上下文中另外清楚地指明。"任选的"或者"任 意一种"是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描述包括事件发生的情形 和事件不发生的情形。
[0023] 说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体 数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相 应的，用"大约"、"约"等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近 似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可 以组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。
[0024] 此外，本发明要素或组分前的不定冠词"一种"和"一个"对要素或组分的数量要求 (即出现次数）无限制性。因此"一个"或"一种"应被解读为包括一个或至少一个，并且单 数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。
[0025] "聚合物"意指通过聚合相同或不同类型的单体所制备的聚合化合物。通用术语 "聚合物"包含术语"均聚物"、"共聚物"、"三元共聚物"与"共聚体"。
[0026] "共聚体"意指通过聚合至少两种不同单体制备的聚合物。通用术语"共聚体"包 括术语"共聚物"（其一般用以指由两种不同单体制备的聚合物）与术语"三元共聚物"（其 一般用以指由三种不同单体制备的聚合物）。其亦包含通过聚合四或更多种单体而制造的 聚合物。"共混物"意指两种或两种以上聚合物通过物理的或化学的方法共同混合而形成的 聚合物。
[0027] 本发明的第一方面提供了一种TPE组合物，由包括以下重量份的原料制备而成： MAH-g-PP 100 ； MAH-g-SEBS 20 ~60 ; 芳纶纤维改性二氧化硅纳米粒子 3~15 ; 氨化氧化石墨烯 1~10 ; 白油 70~90; 其中，所述芳纶纤维改性二氧化硅纳米粒子为通过硅烷偶联剂连接芳纶纤维与二氧化 娃纳米粒子；所述硅烷偶联剂为至少包括一个氣基的硅烷偶联剂。
[0028] MAH-g-PP： 本说明书中术语"MAH-g-PP"是指马来酸酐（ΜΑΗ)接枝改性聚丙烯（PP)，作为本发明 原料的MAH-g-PP没有特别限制，可以为市售获得，也可以通过溶液法、超临界0)2溶液法、 熔融法、辐射法和固相法等本领域技术人员所熟知的方法合成获得。其中，溶液法进