[发明专利]一种复合热塑性弹性体及其制备方法

说明书

本发明涉及一种复合热塑性弹性体及其制备方法，组分及含量如下：苯乙烯热塑性弹性体5～20重量份；矿物油10～30重量份；共聚酯树脂30～50重量份；相容剂1～10重量份；矿物填充剂15～35重量份；稳定剂0～2重量份；润滑剂0～2重量份；聚氨酯10～20重量份。本发明的复合热塑性弹性体通过共聚酯树脂与苯乙烯类热塑性弹性体的复合获得永久抗静电能力，避免了通过添加抗静电剂的析出以及随着时间抗静电性能逐渐衰退的缺陷，同时具有较快的成型速度和极佳的外观。另外本发明的聚氨酯中引入苯并咪唑结构，将聚氨酯与苯乙烯热塑性弹性体复合，实现苯乙烯热塑性弹性体耐永久压缩形变性能得到提升。

技术领域

本发明属于热塑性弹性体领域，具体涉及一种复合热塑性弹性体及其制备方法，更具体涉及一种苯乙烯热塑性弹性体及其制备方法。

背景技术

热塑性弹性体是一种高分子材料，它在常温下具有橡胶的高弹性，同时在高温下具有塑料的可加工性。随着技术的发展，热塑性弹性体在汽车、建筑、体育用品、医疗器具、电子电器、日常用品等领域的应用在不断的扩大。但热塑性弹性体在使用过程中存在抗静电、永久压缩形变差的问题，导致热塑性弹性体表面易沾灰尘、回弹性较差的缺点，限制了其广发的使用。

抗静电高分子材料能够防止电荷在材料表面上积累的作用称为抗静电作用，具有一定导电性能的高分子材料都具有抗电荷积累作用，其机理是利用其导电能力将累积电荷迅速释放。一般认为，材料的表面电阻率在10⁶～10⁸Ω时具有抗静电能力。

实际应用中，抗静电高分子材料多为表面复合导电层或者填充导电性填充剂的复合材料，导电性填充剂包括阴离子型、阳离子型有机盐、非离子型多元醇和金属及炭黑填充剂。抗静电热塑性弹性体是抗静电高分子材料中的一种。中国专利CN102372894A通过添加抗静电剂甘油单硬酯酰酯或乙氧化胺和[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇来获得抗静电能力，中国专利CN102134365A 通过添加聚醚类聚合物和碱金属盐复合得到的离子型聚合物抗静电剂来获得抗静电能力。

然而，通过添加抗静电剂的方法获得弹性体存在一定的缺陷，就是抗静电剂在日常使用过程中随着添加剂的迁移，抗静电能力逐渐降低乃至消失。

为了提高热塑性弹性体的力学性能，在热塑性弹性体中添加聚氨酯，聚氨酯(TPU)是一种由柔性链段(软段)和刚性链段(硬段)组成，软段负责提供材料的低温柔韧性，硬段形成物理交联点，抑制分子链滑移，提供材料的机械性能。 TPU具有良好的加工性能，硬度范围宽，耐油、耐溶剂、耐磨，是各种工程材料的良好选择。但现有技术中户外紫外光降解会进一步加剧TPU的压缩永久变形，TPU中氨基甲酸酯键在长时间的紫外光照射下很容易发生断裂，引起TPU 分子链降解，会造成力学强度下降，由于氨基甲酸酯键在提供分子链间作用力的硬段区域最富集，因此又会造成分子链间的作用力下降，进一步影响压缩永久变形。

目前，针对TPU在紫外光作用下的压缩永久变形的主要解决方法为在交联改性的同时添加苯并三唑类、二苯甲酮类或三嗪类等有机紫外线吸收剂和受阻胺类有机光稳定剂以及纳米二氧化钛、氧化锌等无机光稳定剂，一方面交联改性增大了TPU分子链之间的相互作用力，另一方面添加剂减弱了紫外光对TPU的降解作用。然而，有机紫外吸收剂和光稳定剂往往与聚氨酯本体的相容性较差，一定时间以后会从制品内向表面析出，不仅影响制品的外观而且使得制品的抗紫外性大大减弱。而纳米二氧化钛、氧化锌等无机光稳定剂在聚氨酯弹性体中添加时往往会出现团聚和分散不均，使得纳米效应无法发挥，抗紫外能力大大下降。此外，添加的有机或无机抗紫外剂在聚氨酯基体中往往分散比较广，在最容易紫外降解的硬段区域不一定能定向形成有效的高浓度，对硬段区域抗紫外作用效果有限。

综上所述，目前克服TPU在紫外光作用下的压缩永久变形往往需要多种技术手段的组合，一方面制备过程复杂，另一方面需要添加多种功能组分，存在添加量过大、相容性差、影响TPU自身性能等问题，因此，如何采用简单的方法制备力学性能优良的TPU成为当前亟待解决的问题。