一种抗静电tpu薄膜及其制备方法和应用
【专利摘要】本发明提供了一种抗静电TPU薄膜及其制备方法和应用，本发明利用70?90重量份TPU颗粒、20?40重量份环氧树脂、30?40重量份导电碳纤维和5?10重量份抗氧剂制备得到TPU薄膜，通过各组分间的协同作用，使得TPU薄膜的表面电阻率为8×105?5×106Ω，抗静电性能良好，此外，本发明抗静电TPU薄膜的制备方法简单，具有很好的应用前景。
【专利说明】
一种抗静电TPU薄膜及其制备方法和应用
技术领域
[0001] 本发明属于高分子材料领域，涉及一种抗静电TRJ薄膜及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 静电电荷可以在电绝缘体或被这种绝缘体绝缘的制品或人身上出现，一般这是不 利的、有损害的或是有危险的。因此，目前，对于抗静电材料的研究成为热点。
[0003] CN101410444A公开了一种抗静电性聚氨酯，其含有含离子液体的抗静电添加剂。 该发明通过含离子液体的添加剂来增强聚氨酯的抗静电性能，使得聚氨酯具有较低表面电 阻率，但是在该发明中抗静电性聚氨酯的制备需要通过化学反应对材料进行改性，方法比 较复杂。
[0004] CN10383451A公开了一种阻隔抗静电TPU复合材料薄膜及其制备方法，首先将多壁 碳纳米管(MWNTs)氨基化以及将蒙脱土 (丽T)有机改性，然后将氨基化MWNTs、有机改性丽T (0ΜΜΤ)与TPU在涂膜机上复合成膜。经本发明方法制备的复合材料薄膜，0ΜΜΤ大部分可以平 行的分散在ITU基体中，氨基化MWNTs缠绕在0ΜΜΤ上，形成纳米尺度的互锁结构，因此这种薄 膜具有很好的抗静电性。然而，该发明仍需要借助于化学改性的方法来实现材料的制备。 [0005]因此，在本领域中，期望能够开发一种具有良好抗静电性能，并且可以通过简单制 备方法制备得到的THJ薄膜。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种抗静电TPU薄膜及其制备方法和应用。
[0007] 为达此目的，本发明采用以下技术方案：
[0008] 本发明提供一种抗静电ITU薄膜，所述ITU薄膜主要由以下重量份的原料制备得 到： TPU颗粒 50-60重量份 环氧树脂 10-25重量份
[0009] 导电碳纤维 10-20重量份 碳纳米管 10-30重量份 抗氧剂 1-5重量份。
[0010] 在本发明所述的抗静电TPU薄膜的原料中，所述TPU颗粒的用量为50-60重量份，例 如50重量份、51重量份、52重量份、53重量份、54重量份、55重量份、56重量份、57重量份、58 重量份、59重量份或60重量份。
[0011] 优选地，所述TPU颗粒为聚酯型TPU颗粒和/或聚醚型TPU颗粒。
[0012] 在本发明所述的抗静电TPU薄膜的原料中，所述环氧树脂的用量为10-25重量份， 例如10重量份、12重量份、14重量份、16重量份、18重量份、20重量份、22重量份、24重量份或 25重量份。
[0013] 在本发明所述的抗静电ITU薄膜的原料中，所述导电碳纤维的用量为10-20重量 份，例如10重量份、11重量份、12重量份、13重量份、14重量份、15重量份、16重量份、17重量 份、18重量份、19重量份或20重量份。
[0014] 在本发明所述的抗静电TPU薄膜的原料中，所述碳纳米管的用量为10-30重量份， 例如10重量份、12重量份、14重量份、16重量份、18重量份、20重量份、22重量份、24重量份、 26重量份、28重量份或30重量份。
[0015] 在本发明所述的抗静电TPU薄膜的原料中，所述抗氧剂的用量为1-5重量份，例如1 重量份、1.5重量份、2重量份、2.5重量份、3重量份、3.5重量份、4重量份、4.5重量份或5重量 份。
[0016] 另一方面，本发明提供了如第一方面所述的抗静电TPU薄膜的制备方法，所述方法 为将各原料成分预先干燥，混合均匀，挤出得到所述抗静电THJ薄膜。
[0017] 在本发明所述的抗静电TPU薄膜制备方法中，所述干燥温度为60-70°C，例如60°C、 61°C、62 °C、63 °C、64°C、65 °C、66 °C、67 °C、68 °C、69 °C 或70 °C，干燥时间为2-4h，例如2h、 2 · 2h、2 · 5h、2 · 8h、3h、3 · 2h、3 · 5h、3 · 8h 或 4h。
[0018] 在本发明所述的抗静电TPU薄膜制备方法中，所述挤出利用流延机挤出。
[0019] 优选地，所述流延机的各段温度设置如下：料筒温度为130_140°C;滤网温度为 140-150 °C ;弯头温度为150-160 °C ;连接温度为135-150 °C ;模头温度为150-165 °C。
[0020] 作为优选技术方案，本发明所述抗静电TPU薄膜的制备方法包括以下步骤:将各原 料成分预先在60_70°C下干燥2-4h，混合均匀，经流延机挤出，流延机的各段温度设置如下： 料筒温度为130-140°C ;滤网温度为140-150°C ;弯头温度为150-160°C ;连接温度为135-150 °C ;模头温度为150-165°C，得到所述抗静电TPU薄膜。
[0021] 另一方面，本发明提供了如第一方面所述的抗静电TPU薄膜在功能性材料中的应 用。
[0022 ]相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
[0023] 本发明利用70-90重量份TPU颗粒、20-40重量份环氧树脂、30-40重量份导电碳纤 维和5-10重量份抗氧剂制备得到TPU薄膜，通过各组分间的协同作用，使得TPU薄膜的表面 电阻率为8 X 105-5 X 106 Ω，抗静电性能良好，此外，本发明抗静电ITU薄膜的制备方法简 单，具有很好的应用前景。
【具体实施方式】
[0024]下面通过【具体实施方式】来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明 了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
[0025] 实施例1
[0026]在本实施例中，抗静电TPU薄膜主要由以下重量份的原料制备得到： TPU颗粒 50重量份 环氧树脂 15.重量份
[0027]导电碳纤维 2:0重量份 碳纳米管 15重量份 抗氧剂 1重量份。
[0028]制备方法包括以下步骤：
[0029]将各原料成分预先在70°C下干燥2h，混合均匀，经流延机挤出，流延机的各段温度 设置如下:料筒温度为140°C ;滤网温度为150°C ;弯头温度为160°C ;连接温度为135°C ;模头 温度为150°C，得到所述抗静电TPU薄膜。
[0030] 实施例2
[0031 ]在本实施例中，抗静电TPU薄膜主要由以下重量份的原料制备得到： TPU颗粒 60重量份 环氧树脂 10重量份
[0032]导电碳纤维 15重量份 碳纳米管 10:重量份 抗氧剂 5重量份。
[0033]制备方法包括以下步骤：
[0034]将各原料成分预先在70°C下干燥2h，混合均匀，经流延机挤出，流延机的各段温度 设置如下:料筒温度为140°C ;滤网温度为150°C ;弯头温度为160°C ;连接温度为135°C ;模头 温度为150°C，得到所述抗静电TPU薄膜。
[0035] 实施例3
[0036]在本实施例中，抗静电TPU薄膜主要由以下重量份的原料制备得到： ΤΡ?颗粒 55童量份 环氧树脂 20重量份
[0037]导电碳纤维 10重量份 碳纳米管 25重量份 抗氧剂 3重量份。
[0038]制备方法包括以下步骤：
[0039]将各原料成分预先在70°C下干燥2h，混合均匀，经流延机挤出，流延机的各段温度 设置如下:料筒温度为140°C ;滤网温度为150°C ;弯头温度为160°C ;连接温度为135°C ;模头 温度为150°C，得到所述抗静电TPU薄膜。
[0040] 实施例4
[0041 ]在本实施例中，抗静电TPU薄膜主要由以下重量份的原料制备得到： TPU颗粒 58重量份 环氧树脂 13重量份
[0042]导电碳纤维 1B重量份 碳纳米管 20重量份 抗氧剂 2重量份:。
[0043]制备方法包括以下步骤：
[0044]将各原料成分预先在70°C下干燥2h，混合均匀，经流延机挤出，流延机的各段温度 设置如下:料筒温度为140°C ;滤网温度为150°C ;弯头温度为160°C ;连接温度为135°C ;模头 温度为150°C，得到所述抗静电TPU薄膜。
[0045] 实施例5
[0046] 在本实施例中，抗静电TPU薄膜主要由以下重量份的原料制备得到： TPU颗粒 53重量份 环氧树脂 25重量份
[0047] 导电碳纤维 20重量份 碳纳米管 30重量份 抗氧剂 4重量份
[0048] 制备方法包括以下步骤：
[0049]将各原料成分预先在70°C下干燥2h，混合均匀，经流延机挤出，流延机的各段温度 设置如下:料筒温度为140°C ;滤网温度为150°C ;弯头温度为160°C ;连接温度为135°C ;模头 温度为150°C，得到所述抗静电TPU薄膜。
[0050] 对比例1
[0051] 该对比例与实施例1不同之处仅在于所用原料中不包含环氧树脂，其余原料与原 料用量，以及制备方法和条件均与实施例1相同。
[0052] 对比例2
[0053] 该对比例与实施例1不同之处仅在于所用原料中不包含导电碳纤维，其余原料与 原料用量，以及制备方法和条件均与实施例1相同。
[0054] 对比例3
[0055] 该对比例与实施例1不同之处仅在于所用原料中不包含碳纳米管，其余原料与原 料用量，以及制备方法和条件均与实施例1相同。
[0056] 对比例4
[0057] 该对比例与实施例1不同之处仅在于所用原料中TPU颗粒的用量为48重量份，其余 原料与原料用量，以及制备方法和条件均与实施例1相同。
[0058] 对比例5
[0059]该对比例与实施例2不同之处仅在于所用原料中TPU颗粒的用量为62重量份，其余 原料与原料用量，以及制备方法和条件均与实施例2相同。
[0060] 对比例6
[0061] 该对比例与实施例2不同之处仅在于所用原料中环氧树脂的用量为8重量份，其余 原料与原料用量，以及制备方法和条件均与实施例2相同。
[0062] 对比例7
[0063] 该对比例与实施例5不同之处仅在于所用原料中环氧树脂的用量为27重量份，其 余原料与原料用量，以及制备方法和条件均与实施例5相同。
[0064] 对比例8
[0065] 该对比例与实施例1不同之处仅在于所用原料中导电碳纤维的用量为22重量份， 其余原料与原料用量，以及制备方法和条件均与实施例1相同。
[0066] 对比例9
[0067] 该对比例与实施例3不同之处仅在于所用原料中导电碳纤维的用量为8重量份，其 余原料与原料用量，以及制备方法和条件均与实施例3相同。
[0068] 对比例10
[0069] 该对比例与实施例2不同之处仅在于所用原料中碳纳米管的用量为8重量份，其余 原料与原料用量，以及制备方法和条件均与实施例2相同。
[0070] 对比例11
[0071] 该对比例与实施例5不同之处仅在于所用原料中碳纳米管的用量为32重量份，其 余原料与原料用量，以及制备方法和条件均与实施例5相同。
[0072]用上海电表厂生产的ZC46A高阻计对实施例1 -5以及对比例1 -8制备的TPU薄膜的 表面电阻率进行测试，测试结果如表1所示。
[0073]表 1
[0075] 由表1可以看出，本发明制备的了?1]薄膜的表面电阻率为8乂105-5乂106〇，当原料 中不包含环氧树脂(对比例1)或不包含导电碳纤维(对比例2)或不包含碳纳米管(对比例3) 或原料中某种成分的用量限定在本发明限定的范围之外时(对比例4-11)，制备得到的TPU 薄膜的表面电阻率显著高于本发明制备的TPU薄膜的表面电阻率，这说明在本发明中各组 分之间是相互配合，协同作用，从而使得TPU薄膜具有较低的表面电阻率，抗静电性能良好。
[0076]
【申请人】声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的导电碳纤维及其制备方法和 应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。 所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替 换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
【主权项】
1. 一种抗静电TPU薄膜，其特征在于，所述抗静电TPU薄膜主要由w下重量份的原料制 备得到： TPU颗粒 50-60重量份 环氧树脂 10-25重量份 导电碳纤维 10-20重量份 碳纳米管 10-30重量份 抗氧剂 1-5重量份。2. 根据权利要求1所述的抗静电TPU薄膜，其特征在于，所述TPU颗粒为聚醋型TPU颗粒 和/或聚酸型TPU颗粒。3. 根据权利要求1或2所述的抗静电TPU薄膜的制备方法，其特征在于，所述方法为将各 原料成分预先干燥，混合均匀，挤出得到所述抗静电TPU薄膜。4. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述干燥溫度为60-70°C，干燥时间为 2-4h〇5. 根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述挤出利用流延机挤出； 优选地，所述流延机的各段溫度设置如下:料筒溫度为130-140°C;滤网溫度为140-150 °C ;弯头溫度为150-160°C ;连接溫度为135-150°C ;模头溫度为150-165°C。6. 根据权利要求3-5中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述抗静电TPU薄膜的制 备方法包括W下步骤:将各原料成分预先在60-70°C下干燥2-4h，混合均匀，经流延机挤出， 流延机的各段溫度设置如下:料筒溫度为130-140°C;滤网溫度为140-150°C;弯头溫度为 150-160°C ;连接溫度为135-150°C ;模头溫度为150-165°C，得到所述抗静电TPU薄膜。7. 根据权利要求1-3中任一项所述的抗静电TPU薄膜在功能性材料中的应用。
【文档编号】C08L63/00GK105968791SQ201610343967
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月23日
【发明人】徐德生
【申请人】无锡市嘉邦电力管道厂