[发明专利]一种兼顾力学性和导电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力学性和导电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、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、无机填料、抗氧剂、润滑剂、光稳定剂、偶联剂、脱模剂。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，进行交联并引入各类功能助剂后制得。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

本发明涉及一种兼顾力学性和导电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。

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。以三元乙丙橡胶为基材制备的弹性体称为TPV(Thermoplastic Vulcanization)，因动态硫化工艺使得体系内连续相和分散相形成三维网络状海岛结构得名。其自身在常温下拥有热固性橡胶的物理性能和功能特征，在高温下拥有热塑性塑料的高流动性和反复加工性，使得产品拥有成型加工简便，材料可循环利用、性价比高等特点。目前两者均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CN 101696279的中国专利中公开了一种动态硫化热塑性弹性体的制备方法所述组合物的组分和配比为：合成橡胶10～70％、合成树脂30～40％、软化剂10～30、无机填料5～20％、交联剂3～10％、促进剂0.6～6份。该发明该方法制造出的弹性体具有高流动性、高弹性、低硬度的特点，而且在工艺上还具有设备适用广、制备工艺简单、加工窗口宽等优点。

由于热塑性弹性体本身为绝缘性材料，当其用作于产品包覆、货物输送时，易于物品间产生静电现象，对于高危及精密加工场合易造成危害，因此对于材料静电消除成为必然，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。渗流理论，又称导电通路理论，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；隧道效应理论认为因材料热振动而被激活的电子在导电介质间跃迁造成的隧道电流形成的导电；场致发射理论认为在高电压下，界面效应使得导电粒子剧烈运动并相互撞击，电子间产生强电流而产生发射电场，进一步带动电子突破能垒从而形成电流，使弹性体导电。三种理论同时存在于弹性体材料中，在不同场合下分别占据主动作用，而目前对于材料防静电的改善，主要基于渗流理论进行开展。

防静电弹性体主要应用于电子器件包裹、工业安全保护、医疗分析等行业。例如在申请号为CN 102051000的中国专利中公开了一种电性能改善的TPV弹性体材料所述组合物的组分和配比为：聚丙烯15～60％、三元乙丙橡胶20～60％、高分子增容剂0.5～10％、填料0.1～40％、橡胶填充油1～60％、改性剂0.5～10％、交联剂0.5～10％、交联助剂0.1～10％、抗氧剂0.01～2％、加工助剂0.01～10％。该发明制备的电性能改善的TPV弹性体材料，在较低添加量的情况下就能达到较好的抗静电效果，拓展TPV在抗静电材料和导电材料领域的应用。