[发明专利]兼顾导电性和阻燃性的热塑性弹性体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种兼顾导电性和阻燃性的热塑性弹性体及其制备方法，属于热塑性弹性体材料技术领域，组分为：非极性橡胶、聚烯烃树脂、导电介质、阻燃剂、马来酸酐接枝非极性橡胶、马来酸酐接枝聚烯烃树脂、极性橡胶、交联剂、助交联剂、白油、加工性助剂；该方法为：首先将导电介质进行表面活化预处理；然后和聚烯烃树脂熔融共混；再与非极性橡胶、极性橡胶、马来酸酐接枝非极性橡胶、马来酸酐接枝非极性树脂、导电介质为基体材料，额外加入复合阻燃剂进行熔融共混，制备防静电阻燃弹性体。本发明在保证具有良好的防静电前提下兼顾力学性能的优点，且流动性高易加工，耐候性及耐老化性好，对拓宽热塑性弹性体的应用领域具有重要意义。

技术领域：

本发明涉及热塑性弹性体材料技术领域，尤其涉及一种兼顾导电性和阻燃性的热塑性弹性体及其制备方法。

背景技术：

热塑性弹性体是物理性能介于橡胶和塑料之间的是一类复合型结构的高性能材料，它既具有橡胶的弹性，又具有塑料的易加工性。已构成一个新的“工业原料体系”，被人称为“第三代橡胶”。以苯乙烯类嵌段共聚物为基材制备的弹性体称为TPE(ThermoplasticElastome)，可用一般的热塑性塑料成型机加工，生产效率高，加工性能优越，无须硫化，可以循环使用降低成本，触感柔软，具有较好的耐候性，抗疲劳性和耐温性。目前已广泛应用于汽车工业、建筑建材、电子电器、医疗卫生和消费用品等领域。例如在申请号为CN101983990的中国专利中公开了一种热塑性弹性体及其制备方法所述组合物的组分和配比为：充油氢化苯乙烯类树脂20-70份，聚合物树脂20-80份，相容剂6-25份，加工助剂1-19份，耐候剂1-4份。该发明该方法制造出的弹性体具有多包覆用途、物理机械性能和耐候性好的特点，而且在工艺上在满足TPE材料使用性能基础上，获得理想的加工流动性。

由于热塑性弹性体本身为绝缘性材料，当其用于产品包覆缓冲材料、有机液体产品输送时，与产品间产生摩擦时会出现静电现象，当静电荷积聚到一定程度时，就会放出火花，有可能与空气中的可燃物质引起火灾爆炸，此外当弹性体应用于精密器件加工操作台时，静电的产生对精密器件内部产生危害；同时，弹性体本身属于易燃材质，不符合产品在相关储存生产中关于防火的性能指标，也不利于产品在相关易燃易爆场合的安全防护。热塑性弹性体的局限性造成整体应用范围的下降，因此对于材料静电消除和阻燃防护成为对弹性体新的指标要求。而对热塑性弹性体抗静电改性的方法是在材料中添加导电介质。目前对于弹性体材料导电的机理主要为三类，即：渗流理论、隧道效应理论和场致发射理论，而其中渗流理论是目前生产加工主要依据的导电机理，该理论认为导电介质在不导电的弹性体中相互接触形成连续的导电通路进而产生导电网络而使得材料导电；而对于弹性体阻燃的效应分为四类，即吸热作用、覆盖作用、抑制链反应、不燃气体窒息作用，目前阻燃剂依据其中一种或多种效应进行制备，其中复合制备的阻燃剂对产品的阻燃性具有更明显的效果。

防静电阻燃弹性体主要应用于电子器件包裹、工业安全保护、高危液体运输等行业。目前对于高分子材料的防静电阻燃产品市面上主要通过添加抗静电剂和阻燃剂来实现两种附加性能的共存，例如申请号为CN1034213的中国专利、申请号为CN106279993的中国专利、申请号为CN103849059的中国专利均记录了添加抗静电剂及阻燃剂来实现防静电阻燃。对于弹性体，申请号为CN106753157的中国专利记录了一种阻燃防静电聚氨酯制备方法，也主要通过添加抗静电剂和阻燃剂来实现两种附加性能的共存。这种靠添加抗静电剂来实现产品抗静电性的时效是较短的，并未实现真正的永久抗静电性。实现永久抗静电性的方法主要是通过在弹性体内添加导电介质实现，例如在申请号为CN 104927016的中国专利中公开了一种防静电阻燃抗紫外线聚氨酯包装材料及其制备方法，所述组合物的组分和配比为：异氰酸酯100-120份、聚醚多元醇90份、聚酯多元醇10-15份、泡沫稳定剂1.1-2份、硅油0.7-0.9份、水1-2.5份、环戊烷4-8份、紫外线吸收剂2-6份、抗氧化剂0.5-2份、导电纤维1-5份、氮系阻燃剂2-6份、三乙烯二胺(33％水溶液)0.08-0.15份、辛酸亚锡0.1-0.4份。该发明制备的电性能改善的聚氨酯弹性体材料具有永久抗静电性及阻燃性，生产制造方便，缓冲抗冲击性能好，具有较好的耐磨性，拓展聚氨酯弹性体材料领域的应用。