[发明专利]一种含薄层石墨烯永久抗静电浅灰色涂层的TPU发泡珠粒及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种含薄层石墨烯永久抗静电浅灰色涂层的TPU发泡珠粒包括：(1)TPU发泡珠粒；以及(2)喷雾涂布在TPU发泡珠粒的表面的含薄层石墨烯的水性聚氨酯溶液以形成厚度10μm～200μm的水性聚氨酯抗静电涂层；TPU发泡珠粒表面通过超声波对表面清洗脱脂和低温等离子活化处理；水性聚氨酯溶液包括：水性聚氨酯、薄层石墨烯水性浆料、水性抗氧剂、水性钛白粉浆料、交联剂和去离子水。本发明含薄层石墨烯永久抗静电浅灰色涂层的TPU发泡珠粒具有均匀和稳定的抗静电性，制备过程绿色环保。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种含薄层石墨烯永久抗静电浅灰色涂层的TPU发泡珠粒及其制备方法和应用。

背景技术

热塑性聚氨酯TPU发泡材料具有良好的回弹性、抗冲击性、耐磨性、抗压缩性、缓冲性以及耐油性等性能，除了主要应用在鞋材行业之外，还被应用在跑道、头盔、物流包装材料、家居新材、教育装备、体育用品以及汽车内饰等多个领域，具有极大的发展潜力。

然而，由于热塑性聚氨酯TPU材料的电绝缘性较高，因而易摩擦带电，但在现代电子工业的一些场所，要求赋予材料抗静电性能。

目前，抗静电高分子材料的改性方法主要有以下几种：A)添加抗静电剂法，抗静电剂主要有两类，一类是有机小分子抗静电剂，其具有表面活性剂特征结构的有机物，存在易流失抗静电效果不持久的缺点，另一类是高分子永久性抗静电剂，这类抗静电剂是分子量大的亲水性高聚物，它们与基体树脂有较好的相容性，因而抗静电效果稳定持久，但这类抗静电剂用量较大(10％～20％)，成本较高，对基体树脂物性改变较大，并且仍然依赖环境湿度；B)添加导电填料法，该类方法通常是将各种无机导电填料掺入树脂基体中，制得的复合材料可实现不依赖环境湿度的真正意义上的永久抗静电效果，这类无机导电填料主要有金属类填料和碳系填料，金属类填料主要包括金属粉末、金属纤维和金属氧化物(SnO、CuO、ZnOw等)，金属粉末和金属纤维存在容易氧化、添加量较大等缺点，常规金属氧化物虽然不存在被氧化问题，但也存在添加量大从而影响材料力学性能等缺点。碳系填料主要包括传统碳系填料(导电炭黑、石墨、碳纤维)、新型碳系填料(纳米碳管和石墨烯)，传统碳系填料的最大缺点是本身为黑色、添加量大、制品颜色可调性差；新型碳系材料添加量较少，对基体树脂物性和发泡影响较小，其中，添加薄层石墨烯配合钛白粉，可以制备出浅灰色永久抗静电高分子材料，使材料具有颜色可调性，具有更大的应用价值，但新型碳系纳米导电材料价格高，如果添加到TPU发泡树脂的基体里，成本较高，并且使纳米碳材料在TPU熔体中分散达到纳米级别也是技术难题。

发明内容

本发明的目的，就是为了解决上述问题而提供了一种含薄层石墨烯永久抗静电浅灰色涂层的TPU发泡珠粒及其制备方法和应用，制备的TPU复合发泡珠粒具有均匀和稳定的抗静电性，制备过程绿色环保。

本发明的目的是这样实现的：

本发明的一种含薄层石墨烯永久抗静电浅灰色涂层的TPU发泡珠粒包括：

(1)TPU发泡珠粒；以及

(2)喷雾涂布在TPU发泡珠粒的表面的含薄层石墨烯的水性聚氨酯溶液以形成厚度10μm～200μm的水性聚氨酯抗静电涂层；

TPU发泡珠粒采用挤出发泡-水下切粒法或釜内气体浸渍法制备，其表面通过超声波对表面清洗脱脂和低温等离子活化处理；

水性聚氨酯溶液包括：水性聚氨酯、薄层石墨烯水性浆料、水性抗氧剂、水性钛白粉浆料、交联剂和去离子水。

上述的含薄层石墨烯永久抗静电浅灰色涂层的TPU发泡珠粒中水性聚氨酯溶液为羧基型热塑性水性聚氨酯乳液。

上述的含薄层石墨烯永久抗静电浅灰色涂层的TPU发泡珠粒中薄层石墨烯水性浆料中薄层石墨烯的添加量为TPU发泡珠粒表面的水性聚氨酯抗静电涂层总量的0.25wt％～1.0wt％。