[发明专利]一种表面涂层导电的TPU发泡珠粒及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种表面涂层导电的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碳纳米管和石墨烯的水性聚氨酯溶液以形成厚度10μm～200μm的水性聚氨酯导电涂层；TPU发泡珠粒采用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、碳纳米管水性浆料、石墨烯水性浆料、水性抗氧剂、交联剂以及去离子水。本发明表面涂层导电的TPU发泡珠粒不仅导电性和抗静电性均匀，具有稳定的静电耗散性，制备过程绿色环保。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种表面涂层导电的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弹性体具有回弹性好、耐磨、压缩永久形变低、耐低温、机械性能良好等优点，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，但在现代电子高端制造工业的一些场所，要求赋予材料优良的静电耗散性能。

目前，在聚合物基体中添加导电剂是制备高分子导电复合材料的主要方法之一。要使高分子材料具有优良的静电耗散性以及一定的导电性，需要在高分子材料内部形成较好的导电网络，通常的导电剂添加量比较大，对聚合物基体物性改变较大，因此，降低导电剂添加量是开发高分子抗静电及导电复合材料的主要方向。碳纳米管和石墨烯是近几年快速发展的新型碳系导电填料，具有添加量较少，对基体树脂物性和发泡性能影响较小等优点，但其价格较高，如果添加到TPU发泡的基体树脂中，成本较高，且不易分散均匀。

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表面涂层导电的TPU发泡珠粒及其制备方法和应用，不仅导电性和抗静电性均匀，具有稳定的静电耗散性，制备过程绿色环保。

本发明的目的是这样实现的：

本发明的一种表面涂层导电的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碳纳米管和石墨烯的水性聚氨酯溶液以形成厚度10μm～200μm的水性聚氨酯导电涂层；

TPU发泡珠粒采用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、碳纳米管水性浆料、石墨烯水性浆料、水性抗氧剂、交联剂以及去离子水。

上述的表面涂层导电的TPU发泡珠粒中水性聚氨酯为羧基型热塑性水性聚氨酯乳液。

上述的表面涂层导电的TPU发泡珠粒中碳纳米管与石墨烯的添加量为TPU发泡珠粒导电涂层总量的3.0wt％～7.0wt％，碳纳米管与石墨烯添加量的比例是4：1。

上述的表面涂层导电的TPU发泡珠粒中水性抗氧剂为含受阻酚类抗氧剂的分散液。

上述的表面涂层导电的TPU发泡珠粒中水性抗氧剂为含三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯的水性抗氧剂分散液，其中水性抗氧剂量为水性聚氨酯的固体量的0.5％～5％。

上述的表面涂层导电的TPU发泡珠粒中交联剂采用氮丙啶型交联剂，交联剂的作用是为了提高水性聚氨酯涂层的耐水性，但又需要控制交联程度，使干燥后包覆在TPU发泡珠粒表面的水性聚氨酯涂层不失去热粘结能力，交联剂的添加量为水性聚氨酯乳液质量百分数的0.05％～2％。

上述的表面涂层导电的TPU发泡珠粒中含碳纳米管和石墨烯的水性聚氨酯溶液的固含量为1％～20％。