半透明抗静电TPU母粒的制备方法与流程

半透明抗静电tpu母粒的制备方法
技术领域
1.本发明涉及tpu领域，尤其是涉及一种半透明抗静电tpu母粒的制备方法。


背景技术：

2.由于气候变迁，目前全球各地有的处于极端寒冷或者极端炎热环境中，有的处于极端干燥或者极端潮湿的环境中，这些严苛的环境造成了静电损害，譬如在工厂车间、家居生活、户外场地等地方，经常会由于静电的产生而造成人员仪器以及产品的损害。
3.在上述各种环境里，通常都会采用塑胶作为抗静电的解决方案。大部分设备还是采用短效型抗静电为主，也有个别设备会采用永久性抗静电效果的塑料。
4.然而，由于塑料品种有数十种，以不同材质制备时经常会有相容性的问题，造成脱层、断裂等现象。对于永久型抗静电的塑料而言，多数是以尼龙或者尼龙弹性体为载体，而尼龙或者尼龙弹性体仅适用于硬质塑料，并且其透明性差(大多为黑色或深色材料)，无法调色，因此其适用范围较窄。


技术实现要素：

5.本发明技术方案是针对上述情况的，为了解决上述问题而提供一种半透明抗静电tpu母粒的制备方法，所述制备方法包括：
6.步骤1、将peg、锂盐、mma、过氧化物、苯乙烯和第一去离子水置入反应容器，升温至65～75℃，搅拌0.5h以上；
7.步骤2、升温至85～95℃，搅拌1h以上；
8.步骤3、将mehq和第二去离子水置入反应容器，搅拌0.3h以上；
9.步骤4、升温至100～110℃，减压至645～655mmhg进行真空除水，持续0.5h以上；
10.步骤5、升温至135～145℃，增压至745～755mmhg继续进行真空除水，持续10h以上；
11.步骤6、恢复常压并冷却，形成非离子二元醇；
12.步骤7、将聚合二元醇、非离子二元醇、扩链剂、异氰酸酯、抗氧化剂、耐黄变剂和催化剂置入反应容器，升温至75～85℃，搅拌0.3h以上；
13.步骤8、对材料进行烘烤，烘烤温度为95～105℃，烘烤时间为7h以上；
14.步骤9、冷却后对材料进行破碎；
15.步骤10、对材料进行造粒，形成半透明抗静电tpu母粒。
16.进一步，所述非离子二元醇各组分的占比为：
[0017][0018]
进一步，在步骤1中，所述锂盐为氢氧化锂、氯化锂、叔丁醇锂、高氯酸锂、磷酸锂和醋酸锂中的一种或多种混合；所述过氧化物为bpo、aibn和abvn中的一种或多种混合。
[0019]
进一步，所述半透明抗静电tpu母粒各组分的占比为：
[0020][0021][0022]
进一步，在步骤7中，所述聚合二元醇为peg和peg-ppg共聚物中的一种或两种混合；所述扩链剂为eg和1,4bg中的一种或两种混合；所述异氰酸酯为mdi、hdi、tdi、ipdi和h
12
mdi中的一种或多种混合；所述抗氧化剂为1010抗氧化剂、1076抗氧化剂、1098抗氧化剂和168抗氧化剂中的一种或两种混合；所述耐黄变剂为uv-328、uv-327、uv-p和uv-765中的一种或多种混合；所述催化剂为辛酸亚锡和胺类催化剂中的一种或两种混合。
[0023]
进一步，聚合二元醇的分子量为2000或3000或4000。
[0024]
进一步，在步骤8中，将材料浇注在涂有离型剂的托盘上，再将托盘置入烘箱中，对材料进行烘烤。
[0025]
进一步，造粒过程中加入抗冻剂，造粒温度为5～10℃。
[0026]
本发明制备的半透明抗静电tpu母粒具备以下优点：
[0027]
1、与一般析出型日久失效的抗静电材料相比，上述半透明抗静电tpu母粒具有永
久性的抗静电效果，高分子载体不易腐坏裂解，可以持续保护需要抗静电的仪器和设备。
[0028]
2、与传统的炭黑或者碳管类、只能制作黑色的部件的抗静电材料相比，上述半透明抗静电tpu母粒可以制作任意颜色的部件与成品。
[0029]
3、与目前仅适用于硬质塑料的永久型抗静电材料相比，上述半透明抗静电tpu母粒具有硬链段与软链段，适合于大部分的塑料与弹性体，适用范围广。
具体实施方式
[0030]
下面通过实施例对本发明技术方案作进一步的描述：
[0031]
本发明提供一种半透明抗静电tpu母粒的制备方法，该制备方法包括：
[0032]
第一阶段，制备非离子二元醇：
[0033]
步骤1、将peg(聚乙二醇)、锂盐、mma(甲基丙烯酸甲酯)、过氧化物、苯乙烯和第一去离子水置入反应容器，升温至65～75℃，搅拌0.5h以上；
[0034]
步骤2、升温至85～95℃，搅拌1h以上；
[0035]
步骤3、将mehq(对羟基苯甲醚)和第二去离子水置入反应容器，搅拌0.3h以上；
[0036]
步骤4、升温至100～110℃，减压至645～655mmhg进行真空除水，持续0.5h以上；
[0037]
步骤5、升温至135～145℃，增压至745～755mmhg继续进行真空除水，持续10h以上；
[0038]
步骤6、恢复常压并冷却，形成非离子二元醇；
[0039]
第二阶段，制备半透明抗静电tpu母粒：
[0040]
步骤7、将聚合二元醇、非离子二元醇、扩链剂、异氰酸酯、抗氧化剂、耐黄变剂和催化剂置入反应容器，升温至75～85℃，搅拌0.3h以上；
[0041]
步骤8、对材料进行烘烤，烘烤温度为95～105℃，烘烤时间为7h以上；
[0042]
步骤9、冷却后对材料进行破碎；
[0043]
步骤10、对材料进行造粒，形成半透明抗静电tpu母粒。
[0044]
其中，在步骤1中升温至65～75℃并且搅拌0.5h以上，是为了确保所有氯化锂完全溶解，且材料溶液呈现透明状态。
[0045]
其中，在步骤1中加入了苯乙烯与mma两种弱极性的材料，反应形成聚丙烯苯乙烯共聚物，组成类似于ipn的结构，其目的不是为了产品的物理性质，而是为了相容性，使得本专利品适用于各种高低极性的塑料。
[0046]
值得一提的是，在步骤2中搅拌1h以上，材料会明显放热，随即在步骤3中加入mehq以阻止自由基聚合，从而终止反应，使得聚丙烯苯乙烯共聚物分散在非离子二元醇内。
[0047]
其中，在步骤5中增压至745～755mmhg继续进行真空除水并持续10h以上，是为了保证水含量小于500ppm，以符合tpu制备的标准，并且材料溶液维持清澈。由于材料溶液维持清澈状态，因此后续所制备的tpu母粒会呈半透明状态，并且易于调色。
[0048]
将上述将半透明抗静电tpu母粒添加在各种塑料里，锂盐分散在材料内会形成离子化网路电荷，并且不会析出，从而起到永久性排除静电的效果。
[0049]
由此可见，本发明制备的半透明抗静电tpu母粒具备以下优点：
[0050]
1、与一般析出型日久失效的抗静电材料相比，上述半透明抗静电tpu母粒具有永久性的抗静电效果，高分子载体不易腐坏裂解，可以持续保护需要抗静电的仪器和设备。
[0051]
2、与传统的炭黑或者碳管类、只能制作黑色的部件的抗静电材料相比，上述半透明抗静电tpu母粒可以制作任意颜色的部件与成品。
[0052]
3、与目前仅适用于硬质塑料的永久型抗静电材料相比，上述半透明抗静电tpu母粒具有硬链段与软链段，适合于大部分的塑料与弹性体，适用范围广。
[0053]
具体地，非离子二元醇各组分的占比为：
[0054][0055][0056]
具体地，在步骤1中，锂盐为氢氧化锂、氯化锂、叔丁醇锂、高氯酸锂、磷酸锂和醋酸锂中的一种或多种混合；过氧化物为bpo(过氧化苯甲酰)、aibn(偶氮二异丁腈)和abvn(偶氮二异庚腈)中的一种或多种混合。
[0057]
具体地，半透明抗静电tpu母粒各组分的占比为：
[0058][0059]
具体地，在步骤7中，聚合二元醇为peg(聚乙二醇)和peg-ppg共聚物(聚乙二醇-聚丙二醇共聚物)中的一种或两种混合；扩链剂为eg(乙二醇)和1,4bg(1,4丁二醇)中的一种或两种混合；异氰酸酯为mdi(二苯基甲烷二异氰酸酯)、hdi(六亚甲基二异氰酸酯)、tdi(甲苯二异氰酸酯)、ipdi(异佛尔酮二异氰酸酯)和h
12
mdi(氢化苯基甲烷二异氰酸酯)中的一种或多种混合；抗氧化剂为1010抗氧化剂、1076抗氧化剂、1098抗氧化剂和168抗氧化剂中的
一种或两种混合；耐黄变剂为uv-328、uv-327、uv-p和uv-765中的一种或多种混合；催化剂为辛酸亚锡和胺类催化剂中的一种或两种混合。
[0060]
更具体地，聚合二元醇的分子量为2000或3000或4000。分子量高于2000有助于帮助电荷形成，从而制作成稳定的高分子。
[0061]
具体地，在步骤8中，将材料浇注在涂有离型剂的托盘上，再将托盘置入烘箱中，对材料进行烘烤。这样可以方便烘烤后对材料进行卸料。
[0062]
具体地，在步骤10中，造粒过程中加入抗冻剂，造粒温度为5～10℃。虽然造粒环境温度为5～10℃，但造粒设备冷却水自身的温度为0℃，加入抗冻剂可以防止冷却水凝固而影响粒子结晶。
[0063]
【实施例1】
[0064]
一种半透明抗静电tpu母粒的制备方法，该制备方法包括：
[0065]
第一阶段，制备非离子二元醇：
[0066]
按照以下重量准备各材料：
[0067][0068]
步骤1、将peg、氯化锂、mma、bpo、苯乙烯和第一去离子水置入反应容器，升温至70℃，搅拌1h；
[0069]
步骤2、升温至90℃，搅拌2h；
[0070]
步骤3、将mehq和第二去离子水置入反应容器，搅拌0.5h；
[0071]
步骤4、升温至105℃，减压至650mmhg进行真空除水，持续1h；
[0072]
步骤5、升温至140℃，增压至750mmhg继续进行真空除水，持续12h；
[0073]
步骤6、恢复常压并冷却，形成非离子二元醇；
[0074]
第二阶段，制备半透明抗静电tpu母粒：
[0075]
按照以下重量准备各材料：
[0076][0077]
步骤7、将peg-ppg共聚物、非离子二元醇、eg、mdi、1010抗氧化剂、uv-328和辛酸亚锡置入反应容器，升温至80℃，搅拌0.5h；
[0078]
步骤8、将材料浇注在涂有离型剂的托盘上，再将托盘置入烘箱中，对材料进行烘烤，烘烤温度为100℃，烘烤时间为8h；
[0079]
步骤9、冷却后对材料进行破碎；
[0080]
步骤10、对材料进行造粒，造粒过程中加入抗冻剂，造粒温度为5～10℃，形成半透明抗静电tpu母粒。
[0081]
【实施例2】
[0082]
一种半透明抗静电tpu母粒的制备方法，该制备方法包括：
[0083]
第一阶段，制备非离子二元醇：
[0084]
按照以下重量准备各材料：
[0085][0086]
步骤1、将peg、氢氧化锂、mma、bpo、苯乙烯和第一去离子水置入反应容器，升温至70℃，搅拌1h；
[0087]
步骤2、升温至90℃，搅拌2h；
[0088]
步骤3、将mehq和第二去离子水置入反应容器，搅拌0.5h；
[0089]
步骤4、升温至105℃，减压至650mmhg进行真空除水，持续1h；
[0090]
步骤5、升温至140℃，增压至750mmhg继续进行真空除水，持续12h；
[0091]
步骤6、恢复常压并冷却，形成非离子二元醇；
[0092]
第二阶段，制备半透明抗静电tpu母粒：
[0093]
按照以下重量准备各材料：
[0094][0095][0096]
步骤7、将peg-ppg共聚物、非离子二元醇、1,4bg、mdi、1010抗氧化剂、uv-328和辛酸亚锡置入反应容器，升温至80℃，搅拌0.5h；
[0097]
步骤8、将材料浇注在涂有离型剂的托盘上，再将托盘置入烘箱中，对材料进行烘烤，烘烤温度为100℃，烘烤时间为8h；
[0098]
步骤9、冷却后对材料进行破碎；
[0099]
步骤10、对材料进行造粒，造粒过程中加入抗冻剂，造粒温度为5～10℃，形成半透明抗静电tpu母粒。
[0100]
【实施例3】
[0101]
一种半透明抗静电tpu母粒的制备方法，该制备方法包括：
[0102]
第一阶段，制备非离子二元醇：
[0103]
按照以下重量准备各材料：
[0104][0105]
步骤1、将peg、叔丁醇锂、mma、bpo、苯乙烯和第一去离子水置入反应容器，升温至70℃，搅拌1h；
[0106]
步骤2、升温至90℃，搅拌2h；
[0107]
步骤3、将mehq和第二去离子水置入反应容器，搅拌0.5h；
[0108]
步骤4、升温至105℃，减压至650mmhg进行真空除水，持续1h；
[0109]
步骤5、升温至140℃，增压至750mmhg继续进行真空除水，持续12h；
[0110]
步骤6、恢复常压并冷却，形成非离子二元醇；
[0111]
第二阶段，制备半透明抗静电tpu母粒：
[0112]
按照以下重量准备各材料：
[0113][0114]
步骤7、将peg-ppg共聚物、非离子二元醇、eg、mdi、1010抗氧化剂、uv-328和辛酸亚锡置入反应容器，升温至80℃，搅拌0.5h；
[0115]
步骤8、将材料浇注在涂有离型剂的托盘上，再将托盘置入烘箱中，对材料进行烘烤，烘烤温度为100℃，烘烤时间为8h；
[0116]
步骤9、冷却后对材料进行破碎；
[0117]
步骤10、对材料进行造粒，造粒过程中加入抗冻剂，造粒温度为5～10℃，形成半透明抗静电tpu母粒。
[0118]
【基本物性测试】
[0119]
对实施例1～3的半透明抗静电tpu母粒进行基本物性测试，测试结果如下：
[0120][0121]
表1
[0122]
根据表1可得，实施例1～3的半透明抗静电tpu母粒的硬度、伸长率、抗张、100％模量以及抗撕裂具稍微低于常规的tpu，这样可以使tpu母粒更好地分散在各种塑料中。此外，阻抗值越低，抗静电性能越好，实施例1～3的半透明抗静电tpu母粒的抗静电性能均在较佳指标上。
[0123]
【相容性测试】
[0124]
对实施例1～3的半透明抗静电tpu母粒进行相容性测试，与各类的塑料进行相容，塑料的含量占总量的85％，测量相容后的阻抗值，测试结果如下：
[0125]
[0126][0127]
表2
[0128]
根据表2所示，其中，“√”表示无脱层，
“△”
浑浊仍可用，
“×”
表示脱层。除了hdpe以外，实施例1～3的半透明抗静电tpu母粒与其他大部分都具有良好的相容性，并且相容后的阻抗值均在最佳指标上。此外，即使与hdpe相容，也并未出现断裂的情况。
[0129]
以上所述实施例，只是本发明的较佳实例，并非来限制本发明的实施范围，故凡依本发明申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明专利申请范围内。