本发明专利技术公开了一种抗静电热塑性聚氨酯及其制备方法和应用。该抗静电热塑性聚氨酯的制备方法包括如下步骤：将咪唑类离子液体和聚酯型热塑性聚氨酯混合、挤出造粒，即可。本发明专利技术中的抗静电热塑性聚氨酯能够兼具抗静电性能好，抗静电耐久性好，耐洗性好，且加入抗静电剂后对高分子材料机械性能影响小的优势，进一步可实现抗静电剂添加量少、成本低，抗静电效果受环境湿度影响小的效果；同时，该抗静电热塑性聚氨酯的制备方法简单。聚氨酯的制备方法简单。聚氨酯的制备方法简单。
【技术实现步骤摘要】
一种抗静电热塑性聚氨酯及其制备方法和应用
[0001]本专利技术涉及一种抗静电热塑性聚氨酯及其制备方法和应用。
技术介绍
[0002]聚酯型热塑性聚氨酯(TPU)是以聚酯二元醇为多元醇，与二异氰酸酯和作为扩链剂的小分子二元醇，通过逐步加成聚合反应得到，具有机械强度高、热稳定性好、耐磨性好和耐氧化等优点，广泛应用于鞋底、传送带、机械密封件、汽车零部件、医疗器件等方面。然而，聚酯型热塑性聚氨酯(TPU)与大多数高分子材料一样，具有较高的电绝缘性，其体积电阻率高达10
12
Ω
·
m，导致在使用过程中易形成静电荷累积而产生放电，甚至有可能引起火灾，造成生命和财产的重大损失。因此，使聚酯型TPU弹性体具有抗静电性能具有十分重要的实际意义。
[0003]目前，改善聚酯型TPU弹性体的抗静电性能，添加抗静电剂是使用最多且最有效的方法。常用的抗静电添加剂有两种，一种是导电填料，例如炭黑、金属、石墨等，将其添加到聚酯型TPU弹性体中，虽然可提升抗静电性能，但是添加量需要高达聚酯型TPU弹性体质量的30wt％以上，且存在成本高、对聚酯型TPU弹性体的机械强度性能影响大等问题。另一种是高分子永久型抗静电剂，例如由高氯酸钠和聚乙二醇制备的抗静电聚醚二醇，将其添加到聚酯型TPU弹性体中，具有抗静电耐久性好、耐洗性好、抗静电效果受环境湿度影响较小等优点，但仍然存在成本高、对高分子材料的机械性能影响大的缺陷。
[0004]因此，亟需提供一种能够同时实现抗静电剂添加量小，成本低，对高分子材料机械性能影响小，且抗静电剂不易向高分子材料表面迁移、抗静电耐久性好、耐洗性好和抗静电效果受环境湿度影响较小的抗静电热塑性聚氨酯。
技术实现思路
[0005]本专利技术所要解决的问题在于克服现有技术中抗静电热塑性聚氨酯的抗静电剂添加量多、成本高、抗静电耐久性不佳、不耐洗、抗静电效果受环境湿度影响较大、且加入抗静电剂后对高分子材料机械性能影响大的缺陷，提供一种抗静电热塑性聚氨酯及其制备方法和应用。本专利技术中的抗静电热塑性聚氨酯能够兼具抗静电性能好，抗静电耐久性好，耐洗性好，且加入抗静电剂后对高分子材料机械性能影响小的优势，进一步可实现抗静电剂添加量少、成本低，抗静电效果受环境湿度影响小的效果；同时，该抗静电热塑性聚氨酯的制备方法简单。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供的技术方案之一为：一种抗静电热塑性聚氨酯的制备方法。该制备方法包括如下步骤：将咪唑类离子液体和聚酯型热塑性聚氨酯混合、挤出造粒，即可；
[0008]其中，所述咪唑类离子液体如式(I)所示：
[0009][0010]式(I)中，n为1～14；X为溴离子、硫氰酸根离子、双氰胺离子或双三氟甲基磺酰亚胺离子。
[0011]本专利技术中，所述咪唑类离子液体的用量可为0.5wt％～20wt％，优选为0.5wt％～10wt％，更优选为0.5wt％～2wt％，进一步优选为1wt％～1.5wt％；百分比为咪唑类离子液体占聚酯型热塑性聚氨酯的质量百分比。
[0012]本专利技术中，式(I)中，n优选为3～10，更优选为5～9，例如7。
[0013]本专利技术中，式(I)中，C
n
H
2n+1
为直链结构。
[0014]本专利技术中，式(I)中，阳离子可为1
‑
烷基
‑3‑
甲基咪唑阳离子；优选为1
‑
戊基
‑3‑
甲基咪唑阳离子，或者，1
‑
壬基
‑3‑
甲基咪唑阳离子，或者，1
‑
十四烷基
‑3‑
甲基咪唑阳离子。
[0015]本专利技术中，式(I)中，阴离子可为X，所述X如前所述。
[0016]本专利技术中，所述咪唑类离子液体优选如
[0017]所示。
[0018]其中，优选地，式(II)～式(V)所示的离子液体分别为1
‑
烷基
‑3‑
甲基咪唑溴盐、1
‑
烷基
‑3‑
甲基咪唑硫氰酸盐、1
‑
烷基
‑3‑
甲基咪唑双氰胺盐、以及、1
‑
烷基
‑3‑
甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐。其中，烷基优选为直链结构。
[0019]本专利技术中，所述咪唑类离子液体更优选如
[0020][0021]所示。
[0022]其中，优选地，式(VI)～式(XI)所示的离子液体分别为1
‑
戊基
‑3‑
甲基咪唑溴盐、1
‑
戊基
‑3‑
甲基咪唑硫氰酸盐、1
‑
戊基
‑3‑
甲基咪唑双氰胺盐、1
‑
戊基
‑3‑
甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐、1
‑
壬基
‑3‑
甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐、以及、1
‑
十四烷基
‑3‑
甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐。其中，戊基、壬基和十四烷基分别优选为本领域常规的直链结构。
[0023]本专利技术中，所述聚酯型热塑性聚氨酯可为本领域常规的高分子化合物，一般采用如下方法得到：将二元酸与过量的多元醇反应，制成含羟基的聚酯作为羟基组分，再与二异氰酸酯或多异氰酸酯反应得到。
[0024]本专利技术中，所述聚酯型热塑性聚氨酯优选为干燥的聚酯型热塑性聚氨酯；例如，在100℃的真空条件下干燥4h后得到的聚酯型热塑性聚氨酯。
[0025]本专利技术中，所述混合可为本领域常规，优选为将咪唑类离子液体和聚酯型热塑性聚氨酯混合均匀。
[0026]本专利技术中，所述混合后，可得到离子液体/聚酯型热塑性聚氨酯粒料，即“离子液体”和“聚酯型TPU”的物理混合料。
[0027]本专利技术中，所述挤出造粒的方法可为本领域常规，例如双螺杆挤出造粒。
[0028]本专利技术中，所述挤出造粒的温度可为本领域常规，优选为160℃～220℃；更优选为160℃～190℃；例如170℃、180℃或185℃。一般地，所述挤出造粒的温度是指双螺杆挤出机1～10段的温度和机头温度；其中，双螺杆挤出机1～10段可为本领域常规的双螺杆挤出机的输送段、熔融段、混炼段、排气段、均化段等。优选地，所述双螺杆挤出机1～10段的温度分别为160℃、170℃、180℃、180℃、180℃、185℃、185℃、185℃、190℃和190℃；所述双螺杆挤出机的机头温度为190℃。
[0029]本专利技术中，所述挤出造粒的设备可为本领域常规，优选为双螺杆挤出机。
[0030]其中，所述双螺杆挤出机的主机螺杆转速可为本领域常规，例如200～400rpm，优选为300rpm。
[0031]其中，所述双螺杆挤出机的喂料转速可为本领域常规，例如20～30rpm，优选为25rpm。
...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种抗静电热塑性聚氨酯的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：将咪唑类离子液体和聚酯型热塑性聚氨酯混合、挤出造粒，即可；其中，所述咪唑类离子液体如式(I)所示：式(I)中，n为1～14；X为溴离子、硫氰酸根离子、双氰胺离子或双三氟甲基磺酰亚胺离子。2.如权利要求1所述的抗静电热塑性聚氨酯的制备方法，其特征在于，所述咪唑类离子液体的用量为0.5wt％～20wt％，优选为0.5wt％～10wt％，更优选为0.5wt％～2wt％，进一步优选为1wt％～1.5wt％；百分比为咪唑类离子液体占聚酯型热塑性聚氨酯的质量百分比；和/或，式(I)中，n为3～10，优选为5～9，例如7；和/或，式(I)中，C
n
H
2n+1
为直链结构。3.如权利要求1所述的抗静电热塑性聚氨酯的制备方法，其特征在于，式(I)中，阳离子为1
‑
烷基
‑3‑
甲基咪唑阳离子；优选为1
‑
戊基
‑3‑
甲基咪唑阳离子，或者，1
‑
壬基
‑3‑
甲基咪唑阳离子，或者，1
‑
十四烷基
‑3‑
甲基咪唑阳离子。4.如权利要求1所述的抗静电热塑性聚氨酯的制备方法，其特征在于，所述咪唑类离子液体如所示；其中，式(II)～式(V)所示的离子液体分别为1
‑
烷基
‑3‑
甲基咪唑溴盐、1
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烷基
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甲基咪唑硫氰酸盐、1
‑
烷基
‑3‑
甲基咪唑双氰胺盐、以及、1
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烷基
‑3‑
甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐；其中，烷基优选为直链结构；优选地，所述咪唑类离子液体如
所示；其中，式(VI)～式(XI)所示的离子液体分别为1
‑
戊基
‑3‑
甲基咪唑溴盐...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐晓峰，向萍，余子涯，
申请(专利权)人：上海朗亿功能材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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