[发明专利]一种导电型TPU薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种导电型TPU薄膜及其制备方法。本发明的导电型TPU薄膜，按重量份计，包含如下组分：TPU70‑90份、复合导电剂5‑15份、分散剂1‑10份、抗氧剂1‑5份；其中，所述复合导电剂为羧基化碳纳米管和掺杂稀土金属的1‑萘甲酸改性石墨烯的混合物。本发明的制备方法工艺简单，制得的导电型TPU薄膜同时具有优良的导电性能和力学性能。

技术领域

本发明涉及TPU材料技术领域，尤其涉及一种导电型TPU薄膜及其制备方法。

背景技术

TPU(Thermoplastic polyurethanes)，热塑性聚氨酯弹性体橡胶，是一种新型的有机高分子合成材料，可以替代橡胶或软性聚氯乙烯材料，其良好的耐磨性，回弹性均优于普通聚氨酯，耐老化性能优于橡胶，可以说TPU是替代PVC和PU的最理想的材料，被国际上称为新型聚合物材料。它的分子结构是由二异氰酸酯和扩链剂反应得到的刚性嵌段以及二异氰酸酯与大分子多元醇反应得到的柔性链段交替构成的。TPU具有卓越的高张力、高拉力、强韧和耐老化特性，已广泛应用于医疗卫生、电子电器以及体育用品等方面。

CN107141770A公开了一种电致伸缩性复合材料及其制备方法和应用，该发明利用50-60％TPU颗粒、10-20％碳纳米管和20-30％纳米钛酸钡、1-5％纳米银颗粒、1-10％纳米纤维素和5-20％的玻璃纤维制备得到电致伸缩复合材料，各组分之间相互配合，协同作用，使得其电致伸缩率可高达22-24.5％，可应用于功能性材料领域，具有很好的应用前景。该发明制得的复合材料电致伸缩性得到改善，但是力学性能和导电性能的平衡欠佳。

CN105885390A公开了一种防滑防静电TPU薄膜及其制备方法，该发明利用70-90重量份TPU颗粒、20-40重量份环氧树脂、10-15重量份聚碳化二亚胺、10-20重量份尼龙纤维、20-30重量份导电碳纤维和10-20重量份玻璃纤维以及1-5重量份抗氧剂制备得到防滑防静电TPU薄膜，该TPU薄膜的表面电阻率为5.2×10⁵-7.5×10⁵Ω，抗静电性能良好，防滑摩擦系数为0.6-0.8，具有良好的防滑性能。此外，该发明制备的TPU薄膜的弹性模量为38-42MPa，断裂伸长率为550.52-628.25％，拉伸断裂应力为58.5-65.7MPa，力学性能良好，但其导电性能有待进一步提高。

因此，开发一种同时具有优良的导电性能和力学性能的导电型TPU薄膜很有必要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种导电型TPU薄膜及其制备方法，制得的导电型TPU薄膜同时具有优良的导电性能和力学性能。

本发明的目的之一在于提供一种导电型TPU薄膜为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种导电型TPU薄膜，按重量份计，所述导电型TPU薄膜包含如下组分：

其中，所述复合导电剂为羧基化碳纳米管和掺杂稀土金属的1-萘甲酸改性石墨烯的混合物。

本发明的导电型TPU薄膜，采用复合导电剂对TPU进行改性，配合分散剂与抗氧剂使用，最终使制得的TPU薄膜具有优良的导电性能和力学性能；其中，复合导电剂为羧基化碳纳米管和掺杂稀土金属的1-萘甲酸改性石墨烯的混合物，羧基化碳纳米管具有-COOH、-OH等活性官能团，能与TPU聚合物基体形成分子间氢键，增强与TPU聚合物基体间的作用力，有利于导电网络结构的构筑和力学性能的改善；掺杂稀土金属的1-萘甲酸改性石墨烯使得表面具有很多羧基的石墨烯具有更高的导电活性，形成更稳定的导电网络，掺杂稀土金属的1-萘甲酸改性石墨烯与羧基化碳纳米管协同作用，使TPU薄膜具有更优良的导电性能和力学性能。