[發明專利]軟質導電聚氨酯泡沫塑料的制備

無效

• 申請號: 200810045009.9
• 申請日: 2008-03-18
• 公開（公告）號: CN101250321A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發明（設計）人: 李忠明;向志東
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C08L75/08
• 分類號: C08L75/08;C08K9/02;C08K3/04;C08G18/66;C08G18/24;B29C39/00;C08G101/00
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技術領域

本發明屬于新型導電高分子材料技術領域，是一種制備含碳納米管(Carbon Nanotubes，CNTs)的導電和抗靜電的軟質聚氨酯泡沫塑料的方法。

背景技術

由于具有多孔、密度低、耐腐蝕、保溫隔熱性能好等特點，軟質聚氨酯泡沫 塑料被廣泛應用于國防、工業、日常生活等領域。然而，普通的軟質聚氨酯泡沫 塑料的體積電阻率在10¹³-10¹⁷Ωcm，材料表面很容易聚集大量的靜電電荷，產 生很高的靜電電壓，從而引起爆炸和火災等，造成巨大的經濟損失。據不完全統 計，僅在電子工業，每年由于靜電釋放造成的損失，美國高達100億美元，英國 為20億英鎊。隨著電子工業的飛速發展，軟質聚氨酯泡沫塑料已經廣泛用作電 子元件、集成電路等電子產品包裝材料。然而，在這些方面的應用要求材料具有 導電、抗靜電甚至電磁屏蔽的性能。因此，需要將軟質聚氨酯泡沫塑料的體積電 阻率降低到10¹⁰以下，以利于材料表面的靜電電荷向周圍環境中釋放，從而保證 被包裝的電子產品不因靜電積累而遭到損壞。因此，國內外對靜電敏感的易爆、 易損產品，都采用靜電防護。近年來，世界各國無論是學術界還是產業界都投入 了大量人力、物力研究開發導電及抗靜電聚合物泡沫材料。

由于泡沫材料密度低、呈多孔結構，尤其是軟質聚氨酯泡沫塑料因其密度很 低、泡孔壁以及支柱尺寸很小，很難在其中形成有效的導電通路，改善其導電性 能更加困難。目前提高聚氨酯泡沫塑料導電性能的方法并不多，就目前國內外研 究現狀來看，主要有以下方法。

傳統的改善聚氨酯泡沫方法是在聚氨酯體系中加入抗靜電劑，在使用過程 中，抗靜電劑從聚氨酯基體內部逐漸向外部遷移，從而改善聚氨酯泡沫塑料的抗 靜電性能，但隨使用時間增加，聚氨酯泡沫塑料中的抗靜電劑逐漸損耗，抗靜電 性能變差甚至消失，故這種方法獲得的泡沫塑料的抗靜電穩定性很差。英國ABM 化學品公司(Davies，等.Resin?Technol，1988，17(2)：7)自上世紀80年代以來， 開發了Catafor系列季銨鹽類抗靜電劑。低密度聚氨酯泡沫包裝材料中加入2 wt％-3wt％的Catafor，可使表面電阻率和體積電阻率分別降到10¹¹Ω和10¹⁰- 10¹¹Ω·cm。如果進一步提高此抗靜電劑的分子量，表面電阻率還可降至 1.45×10¹⁰Ω。日本花王石堿公司(日特開平4-298517(1992))自上世紀70年代以 來，采用一系列季銨鹽類抗靜電劑改善聚氨酯泡沫的抗靜電性能，所得泡沫材料 試樣的體積電阻率在1天和7天之后測量，分別為1.8×10⁷Ω·cm和1.5×10⁷Ω·cm， 具有良好的抗靜電性能，但該泡沫塑料的電性能的穩定性較差，且隨使用時間延 長抗靜電性能逐漸喪失。德國Semperit公司(Ger?Offen?2?423?116(1975))上世紀 70年代采用一系列季銨鹽類抗靜電劑改善預聚法聚氨酯泡沫材料抗靜電性能， 所得泡沫塑料試樣的表面電阻率也僅降至2×10⁹～10¹⁰Ω。國內，姜志國等(姜志 國，等.北京化工，1993，23(3)：10)在開孔硬質聚氨酯泡沫塑料中加入15wt％磷 酸酯類抗靜電劑。制品的體積電阻率和表面電阻率分別為7.9×10⁹Ω·cm和 1.3×10¹⁰Ω，僅接近抗靜電泡沫塑料的要求。