一种复合热塑性弹性体及其制备方法技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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。另外本发明专利技术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。

A composite thermoplastic elastomer and its preparation method

The invention relates to a composite thermoplastic elastomer and its preparation method is as follows: the composition and content of styrene thermoplastic elastomer and 5 to 20 parts by weight of mineral oil; 10 to 30 portions; copolyester resin 30 to 50 parts by weight of 1 to 10 by weight; compatibilizer; mineral filler is 15 ~ 35 weight; stabilizer 0 to 2 parts by weight of a lubricant; 0 to 2 parts by weight of 10 to 20 parts by weight of polyurethane. The invention of the composite thermoplastic elastomer by polyester resin and styrene thermoplastic elastomer composite permanent antistatic ability, avoid the precipitation by adding antistatic agent and antistatic properties of defects with time gradually decline, and has fast molding speed and excellent appearance. In addition, the benzimidazole structure is introduced into the polyurethane, and the polyurethane and styrene thermoplastic elastomers are combined to achieve the permanent compression deformation performance of styrene thermoplastic elastomers.

【技术实现步骤摘要】
一种复合热塑性弹性体及其制备方法
本专利技术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。
技术介绍
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。因此，如何制备一种抗静电、力学性能优良等综合性能优异的热塑性弹性体是目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的针对现有技术的不足，提供一种复合热塑性弹性体，本专利技术的复合热塑性弹性体中的聚氨酯是分子主链中带有苯并咪唑基团的聚氨酯，通过在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和抗紫外降解性能得到提升。本专利技术的苯乙烯热塑性弹性体还与抗静电剂，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。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种复合热塑性弹性体，组分及含量如下：聚氨酯的结构通式如下：其中，R1为-CH2CH2CH2CH2CH2CH2-、R2为x为整数，x＝1-10，n为整数，n＝3-15；结构通式中部分为聚氨酯的软段；所述复合热塑性弹性体按GB/T14522.2008标准，紫外光UV340灯管老化96小时后产品的压缩永久变形值为35～45％；所述复合热塑性弹性体的表面电阻率为106Ω～108Ω，所述复合热塑性弹性体水洗100次后的表面电阻率为106Ω～108Ω，说明所述复合热塑性弹性体的抗静电性能不会随着时间衰减。本专利技术中表面电阻率的测试电压是500V，时间为1min，根据ASTMD257-2007标准测量。水洗实验方法是把实验材料浸入水中用棉布清洗后减压干燥(130MPa、70℃、2h)，再将实验材料在温度23℃、湿度50％的环境下放置24小时后用表面电阻测试仪测量。作为优选的技术方案:如上所述的复合热塑性弹性体，所述复合热塑性弹性体的硬度为30A～85A，制品表面效果优异，同时具有优良的抗静电性能及压缩永久变形性能；所述聚氨酯的硬度范围为邵氏80A-邵氏65D；所述聚氨酯按GB/T14522.2008标准，紫外光UV340灯管老化96小时后产品的压缩永久变形值小于30％。如上所述的复合热塑性弹性体，所述苯乙烯热塑性弹性体为苯乙烯嵌段共聚物或其氢化物，具体为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEPS)或苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEEPS)中的一种以上；所述苯乙烯热塑性弹性体的重均分子量为8万～50万；所述矿物油为饱和直链烷烃油或饱和环烷烃油的中的一种以上；所述矿物油的闪点高于150℃；所述共聚酯树脂为TPEE，具体为以对苯二甲酸或其酯化物、1,4丁二醇和聚四氢呋喃多元醇或聚氧化丙烯醚多元醇或聚ε-己内酯多元醇为单体制得的对苯二甲酸酯三元共聚物；所述共聚酯树脂的数均分子量为20000-30000；所述相容剂为马来酸酐接枝SEBS；所述矿物填充剂为碳酸钙、滑石粉、石膏粉、石棉粉、陶土、硫酸钡、云母粉或高岭土中的一种以上，所述矿物填充剂粒子的平均粒度为0.5～50nm；所述稳定剂为含二苯甲酮官能团的稳定剂、受阻酚稳定剂、亚磷酸酯稳定剂或受阻胺稳定剂中的一种以上；所述润滑剂为脂肪酸、脂肪酸酰胺或聚硅酮中的一种以上。如上所述的复合热塑性弹性体，所述软段为聚酯二元醇链段、聚醚二元醇链段或聚酯二元醇与聚醚二元醇的混合链段，所述聚酯二元醇链段为聚己二酸乙二醇酯链段、聚己二酸-1,4-丁二醇酯链段、聚己二酸-1,6-己二醇酯链段、聚己二酸乙二醇-1,4-丁二醇酯链段、聚己二酸乙二醇-1,6-己二醇酯链段、聚己二酸-1,4-丁二醇-1,6-己二醇酯链段、聚己二酸乙二醇-丙二醇酯链段、聚己二酸一缩二乙二醇酯链段、聚己内酯链段、聚碳酸1,6-己二醇酯链段，所述聚醚二元醇链段为聚四氢呋喃链段或聚丙二醇链段。如上任一所述的复合热塑性弹性体的制备方法，包括以下步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合热塑性弹性体，其特征是：组分及含量如下：

【技术特征摘要】
1.一种复合热塑性弹性体，其特征是：组分及含量如下：聚氨酯的结构通式如下：其中，R1为-CH2CH2CH2CH2CH2CH2-、R2为x为整数，x＝1-10，n为整数，n＝3-15；结构通式中部分为聚氨酯的软段；所述复合热塑性弹性体按GB/T14522.2008标准，紫外光UV340灯管老化96小时后产品的压缩永久变形值为35～45％；所述复合热塑性弹性体的表面电阻率为106Ω～108Ω；所述复合热塑性弹性体水洗100次后的表面电阻率为106Ω～108Ω。2.根据权利要求1所述的复合热塑性弹性体，其特征在于，所述复合热塑性弹性体的硬度为邵氏30A～85A；所述聚氨酯的硬度范围为邵氏80A-邵氏65D；所述聚氨酯按GB/T14522.2008标准，紫外光UV340灯管老化96小时后产品的压缩永久变形值小于30％。3.根据权利要求1所述的复合热塑性弹性体，其特征在于，所述苯乙烯热塑性弹性体为苯乙烯嵌段共聚物或其氢化物，具体为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物或苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一种以上；所述苯乙烯热塑性弹性体的重均分子量为8万～50万；所述矿物油为饱和直链烷烃油或饱和环烷烃油的中的一种以上；所述矿物油的闪点高于150℃；所述共聚酯树脂为TPEE，所述共聚酯树脂的数均分子量为20000-30000；所述相容剂为马来酸酐接枝SEBS；所述矿物填充剂为碳酸钙、滑石粉、石膏粉、石棉粉、陶土、硫酸钡、云母粉或高岭土中的一种以上，所述矿物填充剂粒子的平均粒度为0.5～50nm；所述稳定剂为含二苯甲酮官能团的稳定剂、受阻酚稳定剂、亚磷酸酯稳定剂或受阻胺稳定剂中的一种以上；所述润滑剂为脂肪酸、脂肪酸酰胺或聚硅酮中的一种以上。4.根据权利要求1所述的复合热塑性弹性体，其特征在于，所述软段为聚酯二元醇链段、聚醚二元醇链段或聚酯二元醇与聚醚二元醇的混合链段，所述聚酯二元醇链段为聚己二酸乙二醇酯链段、聚己二酸-1,4-丁二醇酯链段、聚己二酸-1,6-己二醇酯链段、聚己二酸乙二醇-1,4-丁二醇酯链段、聚己二酸乙二醇-1,6-己二醇酯链段、聚己二酸-1,4-丁二醇-1,6-己二醇酯链段、聚己二酸乙二醇-丙二醇酯链段、聚己二酸一缩二乙二醇酯链段、聚己内酯链段、聚碳酸1,6-己二醇酯链段，所述聚醚二元醇链段为聚四氢呋喃链段或聚丙二醇链段。5.如权利要求1～4任一项所述的复合热塑性弹性体的制备方法，其特征是：包括以下步骤，将苯乙烯热塑性弹性体和矿物油低速混合后，加入共聚酯树脂、相容剂、矿物填充剂、稳定剂、润滑剂和聚氨酯高速混合，然后加入到双螺杆挤出机，挤出，造粒即得到热塑性弹性体；聚氨酯的制备方法为：(1)预聚反应；将已脱水的聚酯二元醇和/或聚醚二元醇溶解在有机溶剂中，然后加入有机二异氰酸酯和催化剂混合均匀后在惰性气体保护下进行预聚反应；(2)扩链反应；向预聚反应体系中加入分子结构中带有苯并咪唑基团的二元醇扩链剂，在惰性气体保护下进行扩链反应，然后烘干去除有机溶剂得到一种分子主链中带有苯并咪唑基团的聚氨酯。6.根据权利要求5所述的复合热塑性弹性体的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的加工...

【专利技术属性】
技术研发人员：程睿，管祎嗣，何三雄，南建举，刘森林，
申请(专利权)人：上海益弹新材料有限公司，浙江益弹新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31