[發明專利]一種復合熱塑性彈性體及其制備方法

有效

• 申請號: 201710134974.2
• 申請日: 2017-03-08
• 公開（公告）號: CN107488334B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 程睿;管祎嗣;何三雄;南建舉;劉森林
• 申請（專利權）人: 上海益彈新材料有限公司;浙江益彈新材料科技有限公司
• 主分類號: C08L67/00
• 分類號: C08L67/00;C08L53/02;C08L91/06;C08L51/00;C08L75/06;C08L83/04;C08K3/26;C08K5/132;C08K5/09;C08K13/04;C08K7/12;C08K3/34;C08K5/20
• 代理公司: 上海統攝知識產權代理事務所(普通合伙) 31303
• 代理人: 閻曉輝

本發明涉及一種復合熱塑性彈性體及其制備方法，組分及含量如下：苯乙烯熱塑性彈性體5～20重量份；礦物油10～30重量份；共聚酯樹脂30～50重量份；相容劑1～10重量份；礦物填充劑15～35重量份；穩定劑0～2重量份；潤滑劑0～2重量份；聚氨酯10～20重量份。本發明的復合熱塑性彈性體通過共聚酯樹脂與苯乙烯類熱塑性彈性體的復合獲得永久抗靜電能力，避免了通過添加抗靜電劑的析出以及隨著時間抗靜電性能逐漸衰退的缺陷，同時具有較快的成型速度和極佳的外觀。另外本發明的聚氨酯中引入苯并咪唑結構，將聚氨酯與苯乙烯熱塑性彈性體復合，實現苯乙烯熱塑性彈性體耐永久壓縮形變性能得到提升。

技術領域

本發明屬于熱塑性彈性體領域，具體涉及一種復合熱塑性彈性體及其制備方法，更具體涉及一種苯乙烯熱塑性彈性體及其制備方法。

背景技術

熱塑性彈性體是一種高分子材料，它在常溫下具有橡膠的高彈性，同時在高溫下具有塑料的可加工性。隨著技術的發展，熱塑性彈性體在汽車、建筑、體育用品、醫療器具、電子電器、日常用品等領域的應用在不斷的擴大。但熱塑性彈性體在使用過程中存在抗靜電、永久壓縮形變差的問題，導致熱塑性彈性體表面易沾灰塵、回彈性較差的缺點，限制了其廣發的使用。

抗靜電高分子材料能夠防止電荷在材料表面上積累的作用稱為抗靜電作用，具有一定導電性能的高分子材料都具有抗電荷積累作用，其機理是利用其導電能力將累積電荷迅速釋放。一般認為，材料的表面電阻率在10⁶～10⁸Ω時具有抗靜電能力。

實際應用中，抗靜電高分子材料多為表面復合導電層或者填充導電性填充劑的復合材料，導電性填充劑包括陰離子型、陽離子型有機鹽、非離子型多元醇和金屬及炭黑填充劑。抗靜電熱塑性彈性體是抗靜電高分子材料中的一種。中國專利CN102372894A通過添加抗靜電劑甘油單硬酯酰酯或乙氧化胺和[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇來獲得抗靜電能力，中國專利CN102134365A 通過添加聚醚類聚合物和堿金屬鹽復合得到的離子型聚合物抗靜電劑來獲得抗靜電能力。

然而，通過添加抗靜電劑的方法獲得彈性體存在一定的缺陷，就是抗靜電劑在日常使用過程中隨著添加劑的遷移，抗靜電能力逐漸降低乃至消失。

為了提高熱塑性彈性體的力學性能，在熱塑性彈性體中添加聚氨酯，聚氨酯(TPU)是一種由柔性鏈段(軟段)和剛性鏈段(硬段)組成，軟段負責提供材料的低溫柔韌性，硬段形成物理交聯點，抑制分子鏈滑移，提供材料的機械性能。 TPU具有良好的加工性能，硬度范圍寬，耐油、耐溶劑、耐磨，是各種工程材料的良好選擇。但現有技術中戶外紫外光降解會進一步加劇TPU的壓縮永久變形，TPU中氨基甲酸酯鍵在長時間的紫外光照射下很容易發生斷裂，引起TPU 分子鏈降解，會造成力學強度下降，由于氨基甲酸酯鍵在提供分子鏈間作用力的硬段區域最富集，因此又會造成分子鏈間的作用力下降，進一步影響壓縮永久變形。

目前，針對TPU在紫外光作用下的壓縮永久變形的主要解決方法為在交聯改性的同時添加苯并三唑類、二苯甲酮類或三嗪類等有機紫外線吸收劑和受阻胺類有機光穩定劑以及納米二氧化鈦、氧化鋅等無機光穩定劑，一方面交聯改性增大了TPU分子鏈之間的相互作用力，另一方面添加劑減弱了紫外光對TPU的降解作用。然而，有機紫外吸收劑和光穩定劑往往與聚氨酯本體的相容性較差，一定時間以后會從制品內向表面析出，不僅影響制品的外觀而且使得制品的抗紫外性大大減弱。而納米二氧化鈦、氧化鋅等無機光穩定劑在聚氨酯彈性體中添加時往往會出現團聚和分散不均，使得納米效應無法發揮，抗紫外能力大大下降。此外，添加的有機或無機抗紫外劑在聚氨酯基體中往往分散比較廣，在最容易紫外降解的硬段區域不一定能定向形成有效的高濃度，對硬段區域抗紫外作用效果有限。

綜上所述，目前克服TPU在紫外光作用下的壓縮永久變形往往需要多種技術手段的組合，一方面制備過程復雜，另一方面需要添加多種功能組分，存在添加量過大、相容性差、影響TPU自身性能等問題，因此，如何采用簡單的方法制備力學性能優良的TPU成為當前亟待解決的問題。