[发明专利]一种导电聚氨酯弹性体组合物及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种导电聚氨酯弹性体组合物及其制备方法和应用，所述导电聚氨酯弹性体组合物以重量份计包括如下组分：热塑性聚氨酯弹性体10‑60份，热熔胶20‑80份，导电填料0.1‑35份，离子型化合物0.2‑15份。所述导电聚氨酯弹性体组合物通过组分的复配，具有多温度敏感性，存在至少两个导电敏感温度区间，在具有良好的机械性能、优异的导电性能和抗静电性能的同时，还具有灵敏度高、响应性好的多温敏性能。所述导电聚氨酯弹性体组合物的制备方法简单、生产高效，成本低，导电性和多温敏性能可靠，可用于智能家电、智能穿戴、工业仪器设备等行业的温敏导电元器件或耗材中。

技术领域

本发明属于聚合物材料技术领域，具体涉及一种导电聚氨酯弹性体组合物及其制备方法和应用。

背景技术

热塑性聚氨酯弹性体(TPU)具有高弹性、高强度、硬度范围宽、透明度高等特点，被广泛应用于民品、化工、煤炭、电子、计算机、无线电通讯等领域。一般TPU材料的体积电阻率高达10¹²至10¹⁵Ωm，阻碍了TPU在特殊的导电场景中的应用。导电热塑性聚氨酯产品是一种功能化的TPU，通过添加导电填料实现材料在电压下的电荷定向移动而具有导电性，该类材料的出现填补了TPU材料在导电领域的应用空白。

目前导电热塑性聚氨酯是将聚氨酯与导电填料混合，通过常规的高分子加工方法制备得到，常用的导电填料包括碳材料、金属粉末或纤维等。例如CN106046752A公开了一种TPU/碳纳米管导电母粒，制备原料包括：TPU聚合物基体材料70-95质量份，活性碳纳米管0.01-30质量份；所述活性碳纳米管是分散剂改性后的碳纳米管，其作为导电填充剂添加至TPU材料基体中，使得到的种TPU/碳纳米管导电母粒可用于制备抗静电制品。CN105733243A公开了一种导电塑料表带材料，包括以下重量份数的原料：TPU 70-85份，不锈钢纤维10-20份，碳纳米微管2-8份，石墨烯1-4份；还包括分散润滑剂、增韧剂、稳定剂、抗氧化剂等；该材料具有导电性能，同时耐高温效果好，增强了导电塑料的机械性能。CN105273162A公开了一种具有导电性能的聚氨酯弹性体，由预聚体组分和固化剂组分组成，两种组分的质量比为100：(60-70)，所述预聚体组分包括二异氰酸酯、聚醚多元醇和抗氧剂，所述固化剂组分包括聚醚多元醇、固化剂、导电填充料和催化剂；所述导电填充料为镍包铜粉。该聚氨酯弹性体的导电性能良好，且更为稳定，长期使用中具有较好的力学性能。

随着电子器件和电子设备的智能化发展，对材料的性能有了新的要求，不仅要求材料具有导电性，而且要求材料的导电性能对外界刺激(如温度等)具有响应，即材料的导电性能随温度或其他外界刺激的变化而发生改变，从而满足在智能家电、智能可穿戴设备、传感器件等领域的应用要求。但是，目前导电热塑性聚氨酯产品的研究主要聚焦于聚合物复合材料的导电性能和力学机械性能的平衡方面，很少研究导电性能在外界刺激(如温度)下的敏感度和响应性，更缺乏具有温度敏感性、温度响应性和导电性能的弹性体材料。

因此，开发一种具有导电性能和温度敏感性的聚合物复合材料，是本领域的研究重点。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种导电聚氨酯弹性体组合物及其制备方法和应用，所述导电聚氨酯弹性体组合物通过热熔胶、离子型化合物、导电填料和热塑性聚氨酯弹性体的复配，赋予其优异的导电性能，且表现出灵敏的多温度刺激响应性，导电性能具有至少两个导电敏感温度区间，使所述导电聚氨酯弹性体组合物随温度改变而发生灵敏度高、响应性好的的导电性能的变化。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种导电聚氨酯弹性体组合物，所述导电聚氨酯弹性体组合物以重量份计包括如下组分：