一种抗静电的TPU颗粒及其制备方法与流程

本发明属于tpu，具体地，涉及一种抗静电的tpu颗粒及其制备方法。

背景技术：

1、热塑性聚氨酯弹性体(tpu)具有良好的弹性、耐磨性、耐低温性和耐油性，常用于鞋材、汽车、电子、体育、医疗等诸多领域，其成型加工时可采用注塑机或挤出机，制作过程干净、卫生、环保无污染。然而，传统tpu材料在使用过程中常面临抗静电性能不足和力学性能有限的问题，导致其在日常使用或生产加工过程中极易产生静电积累，难以满足各行业对抗静电的要求，抗静电性能不足可能导致静电积聚，引发电击、火灾等安全隐患，特别是在电子、医疗和化工等敏感领域；此外，对于某些高强度要求的汽车零部件和体育器材应用场景，现有的市售tpu材料其拉伸性能也需要进一步提升。

2、因此，研发一种兼具抗静电、高拉伸强度的tpu颗粒及其制备方法具有极为重要的现实意义，能为tpu在更多高端领域的应用提供有力支撑。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种抗静电的tpu颗粒及其制备方法，解决了现有技术中存在的tpu颗粒抗静电和拉伸性能欠佳的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种抗静电的tpu颗粒，所述tpu颗粒具体包括如下重量份原料：

4、

5、

6、作为本发明的一种优选技术方案，所述tpu颗粒还包括n,n-二甲基甲酰胺。

7、进一步地，所述n,n-二甲基甲酰胺为200-300重量份。

8、碳纳米管是一类具有很大的长径比、硬度高、有良好的导电性能的中空管状结构材料，可以同时有效改善材料的导电性和力学性能；

9、还原氧化石墨烯是指氧化石墨烯经过还原后得到的产物，其表面缺陷位点相对氧化石墨烯变少，在结构和性质上都更接近于单层石墨烯，具有极好的导电性；

10、二氧化硅纳米粒子具有高硬度和高表面反应活性，在受到外力作用时二氧化硅纳米粒子与基体之间的界面相互作用较强，可以有效地转移应力进而降低基体材料的损伤；

11、木质纤维具有优良的柔韧、高比强度、高模量以及可回收利用的特性，能有效增强体系的支撑力和耐久力，更能提高体系的稳定性和强度。

12、作为本发明的一种优选技术方案，所述聚酯型热塑性聚氨酯弹性体，牌号：wht-1185，购于万华化学集团股份有限公司；所述碳纳米管径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级，cas号：308068-56-6，购于上海联田材料科技有限公司；所述还原氧化石墨烯，层数：单层，片径:1-5μm货号：r487602，购于上海阿拉丁生化科技股份有限公司；所述改性二氧化硅为γ-氨丙基三乙氧基硅烷修饰的纳米二氧化硅，购于西安齐岳生物科技有限公司；所述的辛基三丁基鏻双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐，其cas号：934215-88-0，购于长沙秉航新材料有限公司。

13、作为本发明的一种优选技术方案，所述改性木质纤维的制备方法包括如下步骤：将木质纤维于n,n-二甲基甲酰胺中超声清洗，洗涤，控温干燥，向干燥后木质纤维中加入tri s盐酸盐溶液超声分散，再加入盐酸多巴胺，调节ph，超声、静置，取出木质纤维，洗涤，控温真空干燥，得到改性木质纤维。

14、进一步地，所述木质纤维直径为8-12μm。

15、进一步地，所述n,n-二甲基甲酰胺的加入量为刚好没过木质纤维；所述干燥后木质纤维、tr i s盐酸盐溶液和盐酸多巴胺的用量比为3-4g:220-240ml:0.5-0.7g。

16、进一步地，所述超声清洗的时间为2-2.5h；所述洗涤均为去离子水洗涤3-5次；所述控温干燥的温度为95-100℃，时间为10-12h；所述tr i s盐酸盐溶液的浓度为10mmo l/l；所述超声分散的时间为15-20min；所述调节ph为采用0.1mo l/l的氢氧化钠溶液调节ph＝8.5；所述超声、静置为超声1.5-2h再静置22-24h；所述控温真空干燥的温度为30-35℃。

17、一种抗静电的tpu颗粒的制备方法，具体包括如下步骤：

18、s1、将碳纳米管、还原氧化石墨烯和n,n-二甲基甲酰胺混合均匀并超声，加入双十二烷二甲基溴化铵于氮气保护下搅拌，去离子水洗涤、冻干，得到混合料a；

19、s2、将聚酯型热塑性聚氨酯弹性体、混合料a、改性二氧化硅和改性木质纤维控温干燥，将干燥后的聚酯型热塑性聚氨酯弹性、混合料a、改性二氧化硅、改性木质纤维和辛基三丁基鏻双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐、三聚氰胺依次加入密炼机中熔融共混，挤出、造粒，即得tpu颗粒成品。

20、作为本发明的一种优选技术方案，步骤s1所述超声的时间为0.5-1h；所述搅拌的时间为22-24h。

21、作为本发明的一种优选技术方案，步骤s2所述控温干燥的温度为80-85℃，时间为5-6h；所述密炼机先以10-15rpm运行3-4min再控速50-55rpm密炼10-15min，其间各区温度均为70℃。

22、本发明的有益效果：

23、(1)本发明选用了碳纳米管和还原氧化石墨烯作为抗静电填料使其于体系中形成导电网络结构，降低了体积电阻率，同时，还加入了双十二烷二甲基溴化铵对抗静电填料进行了改性，使其表面连有烷基链，阻碍了抗静电填料间的堆叠从而使其在基体中均匀分散，强化了导电网络的构建，在此基础上，还加入了辛基三丁基鏻双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐在基体中产生一定的迁移作用从而弥补一部分抗静电填料导电网络的缺陷。因此由此制得的tpu颗粒具有极好的抗静电效果。

24、(2)本发明在碳纳米管的基础上还复配了改性二氧化硅和改性木质纤维作为力学填料，将经改性后的力学填料复配能有效增加其与基体的相容性，使得碳纳米管、改性二氧化硅和改性木质纤维能协效增加体系的力学性能；在此基础上，本发明还加入了含有刚性的三嗪环结构的三聚氰胺发挥与基体共同承受应力作用，因此由此制得的tpu颗粒具有优异的拉伸性能。

技术特征：

1.一种抗静电的tpu颗粒，其特征在于，所述tpu颗粒具体包括如下重量份原料：

2.根据权利要求1所述的抗静电的tpu颗粒，其特征在于，所述tpu颗粒还包括n,n-二甲基甲酰胺。

3.根据权利要求2所述的抗静电的tpu颗粒，其特征在于，所述n,n-二甲基甲酰胺为200-300重量份。

4.根据权利要求1所述的抗静电的tpu颗粒，其特征在于，所述改性木质纤维的制备方法包括如下步骤：将木质纤维于n,n-二甲基甲酰胺中超声清洗，洗涤，控温干燥，向干燥后木质纤维中加入tris盐酸盐溶液超声分散，再加入盐酸多巴胺，调节ph，超声、静置，取出木质纤维，洗涤，控温真空干燥，得到改性木质纤维。

5.根据权利要求4所述的抗静电的tpu颗粒，其特征在于，所述木质纤维直径为8-12μm。

6.根据权利要求4所述的抗静电的tpu颗粒，其特征在于，所述n,n-二甲基甲酰胺的加入量为刚好没过木质纤维；所述干燥后木质纤维、tris盐酸盐溶液和盐酸多巴胺的用量比为3-4g:220-240ml:0.5-0.7g。

7.根据权利要求4所述的抗静电的tpu颗粒，其特征在于，所述超声清洗的时间为2-2.5h；所述洗涤均为去离子水洗涤3-5次；所述控温干燥的温度为95-100℃，时间为10-12h；所述tris盐酸盐溶液的浓度为10mmol/l；所述超声分散的时间为15-20min；所述调节ph为采用0.1mol/l的氢氧化钠溶液调节ph＝8.5；所述超声、静置为超声1.5-2h再静置22-24h；所述控温真空干燥的温度为30-35℃。

8.一种如权利要求2-7任一项所述的抗静电的tpu颗粒的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

9.根据权利要求1所述的抗静电的tpu颗粒的制备方法，其特征在于，步骤s1所述超声的时间为0.5-1h；所述搅拌的时间为22-24h。

10.根据权利要求1所述的抗静电的tpu颗粒的制备方法，其特征在于，步骤s2所述控温干燥的温度为80-85℃，时间为5-6h；所述密炼机先以10-15rpm运行3-4min再控速50-55rpm密炼10-15min，其间各区温度均为70℃。

技术总结本发明涉及一种抗静电的TPU颗粒及其制备方法，属于TPU技术领域，所述TPU颗粒原料包括：聚酯型热塑性聚氨酯弹性体、碳纳米管、还原氧化石墨烯、改性二氧化硅、改性木质纤维、双十二烷二甲基溴化铵、辛基三丁基鏻双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐、三聚氰胺和N,N‑二甲基甲酰胺。本发明选用了碳纳米管和还原氧化石墨烯作为抗静电填料，加入了双十二烷二甲基溴化铵对抗静电填料进行改性，以辛基三丁基鏻双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐弥补一部分抗静电填料导电网络缺陷，由此制得具有抗静电效果的TPU颗粒；此外，本发明在碳纳米管的基础上还复配了改性二氧化硅和改性木质纤维，同时加入了三聚氰胺，使制得的TPU颗粒具有优异的拉伸性能。技术研发人员：李松航受保护的技术使用者：得创热塑性聚氨酯（东莞）有限公司技术研发日：技术公布日：2025/1/6