CN113122007A - 一种抗静电的热塑性弹性体材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种抗静电的热塑性弹性体材料，该材料包括苯乙烯类弹性体基体、聚丙烯、白油、无机填料、润滑剂，所述弹性体材料还包括抗氧剂以及高分子抗静电剂，所述高分子抗静电剂为聚烯烃类聚合物抗静电剂，其中抗氧剂与高分子抗静电剂的质量比为1:1。本发明提供的热塑性弹性体材料抗静电效果好，表面电阻率在107Ω至1010Ω范围内，可实现永久抗静电功能。该热塑性弹性体材料适用性广，调整该弹性体的硬度和比重不影响抗静电效果，且制备方法简单易行，加工过程中无污染实现了绿色制备。

Description

一种抗静电的热塑性弹性体材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种抗静电的热塑性弹性体材料及其制备方法，属于材料技术领域。
背景技术
热塑性弹性体材料与大多数橡胶、塑料一样具有较高的绝缘性，缺点是在使用过程中会产生大量静电，静电放电会损害或摧毁敏感的电子元件，因此抗静电材料在一些领域具有不可代替的作用。
现有技术中，在制备抗静电材料过程中一般添加导电材料或抗静电剂进行复合。常用导电材料有导电炭黑、碳纤、石墨、金属粉等，但是导电填料分散不均匀而造成表面缺陷，因此如何使用抗静电剂在热塑性弹性体材料增加抗静电性是一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗静电的热塑性弹性体材料及其制备方法，以克服现有技术中的不足。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
本发明实施例中提供一种抗静电的热塑性弹性体材料包括苯乙烯类弹性体基体、聚丙烯、白油、无机填料、润滑剂，所述弹性体材料还包括抗氧剂以及高分子抗静电剂，所述高分子抗静电剂为聚烯烃类聚合物抗静电剂，其中抗氧剂与高分子抗静电剂的质量比为1:1。
进一步的，所述抗静电的热塑性弹性体材料各组分的质量百分比为：聚丙烯2wt％～10wt％，苯乙烯类弹性体5wt％～15wt％，白油10wt％～30wt％，无机填料0.1wt％～10wt％，高分子抗静电剂0.1wt％～10wt％,，润滑剂0.1wt％～1wt％以及抗氧剂0.1wt％～1wt％。
较为优选的，所述高分子抗静电剂还包括高氯酸类抗静电剂、聚氧乙烯醚类抗静电剂中的任意一种或两种以上组合，但不限于此。
较为优选的，所述无机填料包括碳酸钙、滑石粉、云母、高岭土和硫酸钡中的任意一种或两种以上组合，但不限于此。
较为优选的，所述苯乙烯类弹性体基体包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物和苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯嵌段共聚物中的任意一种或两种以上组合，但不限于此。
较为优选的，所述聚丙烯包括均聚聚丙烯、嵌段共聚物聚丙烯和无规共聚物聚丙烯中的任意一种或两种以上组合，但不限于此。
进一步的，所述聚丙烯的分子量为1000-2000。
较为优选的，所述白油包括环烷烃油、直链烷烃油和芳香烃油中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。
较为优选的，所述润滑剂包括油酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂酸锌、硬脂酸钙、乙撑双硬脂酰胺低聚物，也包括聚合物聚乙烯蜡和聚二甲基硅氧烷中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。
本发明实施例中还提供一种抗静电的热塑性弹性体材料的制备方法包括以下步骤：
步骤一：将白油溶于苯乙烯类弹性体，并在室温下搅拌15mins至白油完全被苯乙烯类弹性体吸收，制得第一混合物；
步骤二：各组分的质量百分比为：聚丙烯2％-10％、无机填料0.1％-10％、高分子抗静电剂0.1％-10％、润滑剂0.1％-1％,抗氧剂0.1％-1％，在室温下搅拌10mins至混合均匀，制得第二混合物；
步骤三：将第二混合物溶于第一混合物中，混合均匀后进行捏合分散，加工成型即获得所述的导电热塑性弹性体材料。
进一步的，采用48:1的双螺杆挤出机挤出造粒加工成型，其中挤出造粒的温度为100-300℃。
与现有技术相比，本发明的优点包括：
(1)本发明提供的热塑性弹性体材料抗静电效果好，表面电阻率在107Ω至1010Ω范围内，可实现永久抗静电功能。
(2)本发明提供的热塑性弹性体材料适用性广，该弹性体调整不同硬度和比重不影响抗静电效果。
(3)本发明提供的热塑性弹性体材料无析出风险，且制备方法简单易行，加工过程中无污染实现了绿色制备。
具体实施方式
鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
本发明实施例中提供一种抗静电的热塑性弹性体材料包括苯乙烯类弹性体基体、聚丙烯、白油、无机填料、润滑剂，所述弹性体材料还包括抗氧剂以及高分子抗静电剂，所述高分子抗静电剂为聚烯烃类聚合物抗静电剂，其中抗氧剂与高分子抗静电剂的质量比为1:1。
进一步的，所述抗静电的热塑性弹性体材料各组分的质量百分比为：聚丙烯2wt％～10wt％，苯乙烯类弹性体5wt％～15wt％，白油10wt％～30wt％，无机填料0.1wt％～10wt％，高分子抗静电剂0.1wt％～10wt％,，润滑剂0.1wt％～1wt％以及抗氧剂0.1wt％～1wt％。
较为优选的，所述高分子抗静电剂还包括高氯酸类抗静电剂、聚氧乙烯醚类抗静电剂中的任意一种或两种以上组合，但不限于此。
较为优选的，所述无机填料包括碳酸钙、滑石粉、云母、高岭土和硫酸钡中的任意一种或两种以上组合，但不限于此。
较为优选的，所述苯乙烯类弹性体基体包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物和苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯嵌段共聚物中的任意一种或两种以上组合，但不限于此。
较为优选的，所述聚丙烯包括均聚聚丙烯、嵌段共聚物聚丙烯和无规共聚物聚丙烯中的任意一种或两种以上组合，但不限于此。
进一步的，所述聚丙烯的分子量为1000-2000。
较为优选的，所述白油包括环烷烃油、直链烷烃油和芳香烃油中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。
较为优选的，所述润滑剂包括油酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂酸锌、硬脂酸钙、乙撑双硬脂酰胺低聚物，也包括聚合物聚乙烯蜡和聚二甲基硅氧烷中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。
本发明实施例中还提供一种抗静电的热塑性弹性体材料的制备方法包括以下步骤：
步骤一：将白油溶于苯乙烯类弹性体，并在室温下搅拌15mins至白油完全被苯乙烯类弹性体吸收，制得第一混合物；
步骤二：各组分的质量百分比为：聚丙烯2％-10％、无机填料0.1％-10％、高分子抗静电剂0.1％-10％、润滑剂0.1％-1％,抗氧剂0.1％-1％，在室温下搅拌10mins至混合均匀，制得第二混合物；
步骤三：将第二混合物溶于第一混合物中，混合均匀后进行捏合分散，加工成型即获得所述的导电热塑性弹性体材料。
进一步的，采用48:1的双螺杆挤出机挤出造粒加工成型，其中挤出造粒的温度为100-300℃。
更进一步的，所述加工成型采用注塑机制样板塑性，所述加工成型的温度为220℃。
高分子型抗静电剂是一类新型抗静电剂，属亲水性聚合物。当其和聚合物基体共混后,一方面由于其分子链的运动能力较强,分子间便于质子移动，通过离子导电来传导和释放产生的静电荷；另一方面，抗静电能力是通过其特殊的分散形态体现的。高分子型抗静电剂主要是在聚合物制品表层呈微细的层状或筋状分布,构成导电性表层,而在中心部分几乎呈球状分布,形成所谓的“芯壳结构”,并以此为通路泄漏静电荷。因为高分子型永久抗静电剂是以降低材料体积电阻率来达到抗静电效果,不完全依赖表面吸水,所以受环境的湿度影响比较小。
以下结合若干实施例对本发明的技术方案作进一步的解释说明。
实施例1
步骤一：将白油溶于苯乙烯类弹性体，并在室温下搅拌15mins至白油完全被苯乙烯类弹性体吸收，制得第一混合物；
步骤二：各组分的质量百分比为：聚丙烯2％-10％、无机填料0.1％-10％、高分子抗静电剂0.1％-10％、润滑剂0.1％-1％,抗氧剂0.1％-1％，在室温下搅拌10mins至混合均匀，制得第二混合物；
步骤三：将第二混合物溶于第一混合物中，混合均匀后进行捏合分散，加工成型即获得所述的导电热塑性弹性体材料。
实施例2～实施例9试验步骤与实施例1相同，不同之处为各组分的百分比不同如下表1
Figure BDA0002368133610000051
Figure BDA0002368133610000061
表1
将实施例1～实施例9制得的抗静电的热塑性弹性体材料按照ASTMD-257标准测试样板表面电阻率单位为欧姆(Ω)，结果如下表2：
实验 表面电阻(Ω) 封样后表面电阻(Ω)
对比实验 Hr Hr
实施例1 6.7×10<sup>8</sup> 2.4×10<sup>8</sup>
实施例2 7.5×10<sup>8</sup> 4.4×10<sup>9</sup>
实施例3 7.1×10<sup>8</sup> 1.4×10<sup>8</sup>
实施例4 5.9×10<sup>8</sup> 7.8×10<sup>8</sup>
实施例5 3.6×10<sup>8</sup> 9.4×10<sup>8</sup>
实施例6 2.3×10<sup>8</sup> 7.8×10<sup>7</sup>
实施例7 2.4×10<sup>9</sup> 5.8×10<sup>9</sup>
实施例8 4.5×10<sup>8</sup> 2.6×10<sup>9</sup>
实施例9 5.5×10<sup>8</sup> 6.9×10<sup>8</sup>
表2
抗静电指数指的是表面电阻系数随周围气体介质的温度、相对湿度等因素有很大变化。
电阻值小于1011Ω的产品为防静电产品，比较好的防静电产品电阻值为106至109Ω，因电阻值较低，防静电产品具有导电功能，可以泄放静电。
电阻值大于1012Ω的产品为绝缘产品，易产生静电且自身无法泄放。
测试设备为表面电阻系数/接地电阻测试仪。测量范围为103-1012Ω，测试电阻值低于103Ω，显示：Lr；测试电阻值高于1012Ω，显示：Hr。
应当理解，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抗静电的热塑性弹性体材料包括苯乙烯类弹性体基体、聚丙烯、白油、无机填料、润滑剂，其特征在于：所述弹性体材料还包括抗氧剂以及高分子抗静电剂，所述高分子抗静电剂为聚烯烃类聚合物抗静电剂，其中抗氧剂与高分子抗静电剂的质量比为1∶1。
2.根据权利要求1所述的抗静电的热塑性弹性体材料，其特征在于：所述弹性体材料各组分的质量百分比为：聚丙烯2wt％～10wt％，苯乙烯类弹性体5wt％～15wt％，白油10wt％～30wt％，无机填料0.1wt％～10wt％，高分子抗静电剂0.1wt％～10wt％，，润滑剂0.1wt％～1wt％以及抗氧剂0.1wt％～1wt％。
3.根据权利要求1所述的抗静电的热塑性弹性体材料，其特征在于：所述高分子抗静电剂包括高氯酸类抗静电剂和聚氧乙烯醚类抗静电剂中的任意一种或两种以上组合。
4.根据权利要求1所述的抗静电的热塑性弹性体材料，其特征在于：所述无机填料包括碳酸钙、滑石粉、云母、高岭土和硫酸钡中的任意一种或两种以上组合。
5.根据权利要求1所述的抗静电的热塑性弹性体材料，其特征在于：所述苯乙烯类弹性体基体包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物和苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯嵌段共聚物中的任意一种或两种以上组合。
6.根据权利要求1所述的抗静电的热塑性弹性体材料，其特征在于：所述聚丙烯包括均聚聚丙烯、嵌段共聚物聚丙烯和无规共聚物聚丙烯中的任意一种或两种以上组合。
7.根据权利要求6所述的抗静电的热塑性弹性体材料，其特征在于：所述聚丙烯的分子量为1000-2000。
8.根据权利要求1所述的抗静电的热塑性弹性体材料，其特征在于：所述白油包括环烷烃油、直链烷烃油和芳香烃油中的任意一种或两种以上的组合。
9.根据权利要求1所述的抗静电的热塑性弹性体材料，其特征在于：所述润滑剂包括油酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂酸锌、硬脂酸钙、乙撑双硬脂酰胺低聚物，聚合物聚乙烯蜡和聚二甲基硅氧烷中的任意一种或两种以上的组合。
10.一种制备权利要求1-9中任一项所述的抗静电的热塑性弹性体材料的方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：将白油溶于苯乙烯类弹性体，并在室温下搅拌15mins至白油完全被苯乙烯类弹性体吸收，制得第一混合物；
步骤二：各组分的质量百分比为：聚丙烯2％-10％、无机填料0.1％-10％、高分子抗静电剂0.1％-10％、润滑剂0.1％-1％，抗氧剂0.1％-1％，在室温下搅拌10mins至混合均匀，制得第二混合物；
步骤三：将第二混合物溶于第一混合物中，混合均匀后进行捏合分散，加工成型即获得所述的导电热塑性弹性体材料；
采用48∶1的双螺杆挤出机挤出造粒加工成型，其中挤出造粒的温度为100-300℃。
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210716

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