CN111434719A - 一种tpu抗静电材料及其产品 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种TPU抗静电材料及其产品，所述TPU抗静电材料按重量份数表示包括：TPU1‑99份；相容剂1‑50份；润滑剂0.1‑10份；碳纳米管1‑5份。利用本发明的TPU抗静电材料及其产品，通过在材料中加入乙撑双硬脂酰胺、聚硅氧烷的情况下，能够极大程度地提高TPU抗静电材料的拉伸强度以及断裂伸长率，并且极大地降低了TPU抗静电材料的表面电阻。

Description

一种TPU抗静电材料及其产品
【技术领域】
本发明涉及材料技术领域，具体涉及一种TPU抗静电材料及其产品。
【背景技术】
TPU(Thermoplastic polyurethanes)名称为热塑性聚氨酯弹性体，主要有聚酯型和聚醚型之分，它硬度范围宽(60HA-85HD)、耐磨、耐油，透明，弹性好，在日用品、体育用品、玩具、装饰材料等领域得到广泛应用，无卤阻燃TPU还可以代替软质PVC以满足越来越多领域的环保要求。
随着电子可穿戴设备行业的发展，对TPU树脂的抗静电性能提出了更高的要求。目前，由于材料中加入的抗静电剂会随着时间的延长而迁移至表面，使材料达不到永久抗静电的目的，并且填充式抗静电剂的加入会导致材料硬度增加，限制了材料的使用范围。
有鉴于此，实有必要开发一种TPU抗静电材料及其产品，解决材料中的抗静电剂随着时间的延长而迁移至表面，使材料达不到永久抗静电的的问题。
【发明内容】
因此，本发明的目的是提供一种TPU抗静电材料及其产品，在不使用加工油的条件下，解决TPU抗静电材料因导电介质的加入导致物理性能降低的问题。
为了达到上述目的，本发明的TPU抗静电材料，其按重量份数表示包括：
Figure BDA0001942902290000011
可选的，所述TPU为聚酯型TPU或者聚醚型TPU，TPU硬度在ShoreA40-Shore D80之间。
可选地，所述相容剂包括三元乙丙橡接枝马来酸酐(EPDM-g-MAH)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐(SBS-g-MAH)、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐(SEBS-g-MAH)、聚乙烯辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)其中的一种。
可选的，所述润滑剂包括脂肪酸类润滑剂、烃类润滑剂、脂肪酰胺类润滑剂、有机硅润滑剂中的一种或多种复配。
可选的，所述脂肪酸润滑剂包括饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸、羟基脂肪酸、氧化脂肪酸、脂肪酸醇、脂肪酸酯中的一种或多种复配。
可选的，所述烃类润滑剂包括聚乙烯蜡、氯化聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡中的一种或多种复配。
可选的，所述脂肪酰胺类润滑剂包括乙撑双硬脂酰胺、脂肪酸酰胺、烷撑双脂肪酸酰胺中的一种或多种复配。
可选的，所述有机硅润滑剂为聚硅氧烷，聚硅氧烷重均分子量在30万-100万之间，粘度在60000mPa·s-500000mPa·s之间。
可选的，所述碳纳米管包括单壁碳纳米管、双壁碳纳米管、多壁碳纳米管的一种或多种复配，所述单壁碳纳米管、双壁碳纳米管、多壁碳纳米管的直径在0.7nm-7nm之间，所述碳纳米管的长径比L/D在500以上。
可选的，所述导电材料中碳纳米管吸油值在300ml/100g以上、氮吸附BET比表面积250m2/g以上、碘吸附值在400mg/g以上。
另外，本发明还提供一种产品，该产品为经所述TPU抗静电材料成型后产生的产品，所述产品可应用于电子产品外壳、工业用部件、电线、管材、薄膜、板材等。
相较于现有技术，本发明的一种TPU抗静电材料及其产品，通过在聚乳酸中添加相容剂、润滑剂、碳纳米管等组分进行组合处理，提高了TPU抗静电材料的物性参数。
【具体实施方式】
本发明提供的一种TPU抗静电材料，其按重量份数表示，其包括：
TPU1-99份，所述TPU为聚酯型TPU或者聚醚型TPU，TPU硬度在Shore A40-ShoreD80之间；
相容剂1-50份，所述相容剂包括三元乙丙橡接枝马来酸酐(EPDM-g-MAH)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐(SBS-g-MAH)、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐(SEBS-g-MAH)、聚乙烯辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)其中的一种；
润滑剂0.1-10份，所述润滑剂包括脂肪酸类润滑剂、烃类润滑剂、脂肪酰胺类润滑剂、有机硅润滑剂中的一种或多种复配，其中所述脂肪酸润滑剂包括饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸、羟基脂肪酸、氧化脂肪酸、脂肪酸醇、脂肪酸酯中的一种或多种复配，所述烃类润滑剂包括聚乙烯蜡、氯化聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡中的一种或多种复配，所述脂肪酰胺类润滑剂包括乙撑双硬脂酰胺、脂肪酸酰胺、烷撑双脂肪酸酰胺中的一种或多种复配，所述有机硅润滑剂为聚硅氧烷，聚硅氧烷重均分子量在30万-100万之间，粘度在60000mPa·s-500000mPa·s之间；
碳纳米管1-5份，所述碳纳米管包括单壁碳纳米管、双壁碳纳米管、多壁碳纳米管的一种或多种复配，所述单壁碳纳米管、双壁碳纳米管、多壁碳纳米管的直径在0.7nm-7nm之间，所述碳纳米管的长径比L/D在500以上，所述导电材料中碳纳米管吸油值在300ml/100g以上、氮吸附BET比表面积250m2/g以上、碘吸附值在400mg/g以上。
为对本发明的目的、技术手段及技术功效有进一步的了解，现结合具体实施例说明如下。
实施例1
Figure BDA0001942902290000031
先将硬度在Shore A65的TPU、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐、脂肪酸酯、乙撑双硬脂酰胺、聚硅氧烷、碳纳米管搅拌预处理，再按比例将其分期称量放置于高速混合机中做高速混合。然后将搅拌后的粉体及粒子取出，放入挤出机加工抽粒子。最后使粒子在80℃的条件下，于热风循环烘箱中干燥4小时。
对比例1
Figure BDA0001942902290000032
先将硬度在Shore A65的TPU、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐、脂肪酸酯、碳纳米管搅拌预处理，再按比例将其分期称量放置于高速混合机中做高速混合。然后将搅拌后的粉体及粒子取出，放入挤出机加工抽粒子。最后使粒子在80℃的条件下，于热风循环烘箱中干燥4小时。
实施例2
Figure BDA0001942902290000033
先将硬度在Shore A65的TPU、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐、脂肪酸酯、乙撑双硬脂酰胺、聚硅氧烷、碳纳米管搅拌预处理，再按比例将其分期称量放置于高速混合机中做高速混合。然后将搅拌后的粉体及粒子取出，放入挤出机加工抽粒子。最后使粒子在80℃的条件下，于热风循环烘箱中干燥4小时。
对比例2
TPU 87份；
苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐 10份；
碳纳米管 3份。
先将硬度在Shore A65的TPU、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐、脂肪酸酯、碳纳米管搅拌预处理，再按比例将其分期称量放置于高速混合机中做高速混合。然后将搅拌后的粉体及粒子取出，放入挤出机加工抽粒子。最后使粒子在80℃的条件下，于热风循环烘箱中干燥4小时。
以上各实施例及对比例熔融挤出造粒后，然后将各实施例中的粒子在注塑机上注塑成型标准测试样条，按标准测试所得材料的机械性能，测试结果如表1所示：
表1：实施例的测试结果
测试项目 测试标准 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
拉伸强度(MPa) ISO 37:2005 33 40 30 43
断裂伸长率(％) ISO 37:2005 300 600 400 200
表面电阻(Ω) IEC60093 10^9 10^12 10^8 10^11
硬度(Shore) ISO 7619-2-2010 75A 55A 75A 75A
通过将实施例1、实施例2与对比例1、对比例2作对比，可以得知：通过在材料中加入脂肪酸酯、乙撑双硬脂酰胺、聚硅氧烷的情况下，不但没有降低TPU抗静电材料的硬度，还能够极大程度地提高TPU抗静电材料的拉伸强度以及断裂伸长率，并且极大地降低了TPU抗静电材料的表面电阻。此外，在相对于100质量份TPU抗静电材料成品树脂中，当含有10质量份苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐(SEBS-g-MAH)时，可使TPU抗静电材料延伸率达到300％，在相对于100质量份TPU抗静电材料成品树脂中，当含有2质量份导电碳纳米管时，可使表面电阻在10^8Ω以下。
本发明还提供一种产品，该产品为经所述TPU抗静电材料成型后产生的产品，所述产品可应用于电子产品外壳、工业用部件、电线、管材、薄膜、板材等。
需指出的是，本发明不限于上述实施方式，任何熟悉本专业的技术人员基于本发明技术方案对上述实施例所作的任何简单修改，等同变化与修饰均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种TPU抗静电材料，其特征在于，按重量份数表示包括：
Figure FDA0001942902280000011
2.根据权利要求1所述的TPU抗静电材料，其特征在于，所述TPU为聚酯型TPU或者聚醚型TPU，TPU硬度在Shore A40-Shore D80之间。
3.根据权利要求1所述的TPU抗静电材料，其特征在于，所述相容剂包括三元乙丙橡接枝马来酸酐(EPDM-g-MAH)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐(SBS-g-MAH)、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐(SEBS-g-MAH)、聚乙烯辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)其中的一种。
4.根据权利要求1所述的TPU抗静电材料，其特征在于，所述润滑剂包括脂肪酸类润滑剂、烃类润滑剂、脂肪酰胺类润滑剂、有机硅润滑剂中的一种或多种复配。
5.根据权利要求4所述的TPU抗静电材料，其特征在于，所述脂肪酸润滑剂包括饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸、羟基脂肪酸、氧化脂肪酸、脂肪酸醇、脂肪酸酯中的一种或多种复配。
6.根据权利要求4所述的TPU抗静电材料，其特征在于，所述脂肪酰胺类润滑剂包括乙撑双硬脂酰胺、脂肪酸酰胺、烷撑双脂肪酸酰胺中的一种或多种复配。
7.根据权利要求4所述的TPU抗静电材料，其特征在于，所述有机硅润滑剂为聚硅氧烷，聚硅氧烷重均分子量在30万-100万之间，粘度在60000mPa·s-500000mPa·s之间。
8.根据权利要求1所述的TPU抗静电材料，其特征在于，所述碳纳米管包括单壁碳纳米管、双壁碳纳米管、多壁碳纳米管的一种或多种复配，所述单壁碳纳米管、双壁碳纳米管、多壁碳纳米管的直径在0.7nm-7nm之间，所述碳纳米管的长径比L/D在500以上。
9.根据权利要求1所述的TPU抗静电材料，其特征在于，所述导电材料中碳纳米管吸油值在300ml/100g以上、氮吸附BET比表面积250m2/g以上、碘吸附值在400mg/g以上。
10.一种产品，其特征在于，所述产品为经权利要求1至9中任一项所述的TPU抗静电材料成型后产生的产品。
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