本发明涉及一种包胶聚酰胺的导电热塑性弹性体及其制备方法。
背景技术：
热塑弹性体包胶就是把软胶(热塑弹性体材料或简称tpe)包覆到硬胶(工程塑料，通常为pe，pp，pc，pet或pbt，pa等)。包胶的主要目的是增加美观，改善触感，提升手感，提供减震，增强握持性，防止打滑，阻隔气体或液体，联结不同部件等。一般采用的加工方法有(1)双色注塑，一次成型；(2)或者采用嵌件注塑，二次成型，包覆在工程塑料基材上。主要应用于医疗器材手柄，电动工具手柄，可穿戴设备，汽车内饰，快消产品，家用电器产品配件，电线电缆，医疗食品包装等应用。tpe可通过调整配方来调节硬度，包胶的硬度范围一般在shorea(邵氏a)35～85度。包胶的原理一是利用tpe在注塑机加温熔融后，在注塑射出时，利用它本身的熔体温度和注射压力，先是迅速在硬胶表面铺展开；这时tpe把自身的一部分热量传导到硬胶表面，从而导致硬胶表面上和tpe接触的几纳米厚的外层熔融；这样硬胶与tpe接触的部分在熔融状态，和注射压力的作用下分子链段互相渗透，微观上形成分子链缠绕，宏观表现为形成一层粘结层，大大提升软胶与硬胶的粘合；二是tpe中的活性反应基团和硬胶中的活性反应基团产生化学反应，形成更稳定的化学键，进一步提高了软胶和硬胶之间的结合：如软胶中的接枝马来酸酐组分和硬胶中的的胺基或羟基反应，形成酰亚胺键或酯键。
高分子材料由于本身的分子结构原因，基本上是电的不良导体。而导电高分子是具有导电功能(包括半导电性、金属导电性和超导电性)、电导率在10-6s/m以上的聚合物材料。导电高分子材料具有密度小、易加工、耐腐蚀、可大面积成膜以及电导率可在十多个数量级的范围内进行调节等特点，不仅可作为多种金属材料和无机导电材料的代用品，而且已成为许多先进工业部门和尖端技术领域不可缺少的一类材料。
导电高分子材料通常分为复合型和结构型两大类：
(1)复合型高导电分子材料。由通用的高分子材料与各种导电性物质通过填充复合、表面复合或层积复合等方式而制得。主要品种有导电塑料、导电橡胶、导电纤维织物、导电涂料、导电胶粘剂以及透明导电薄膜等。其性能与导电填料的种类、用量、粒度和状态以及它们在高分子材料中的分散状态有很大的关系。常用的导电填料有炭黑、金属粉、金属箔片、金属纤维、碳纤维等。
(2)结构型导电高分子材料。是指高分子结构本身或经过掺杂之后具有导电功能的高分子材料。根据电导率的大小又可分为高分子半导体、高分子金属和高分子超导体。按照导电机理可分为电子导电高分子材料和离子导电高分子材料。电子导电高分子材料的结构特点是具有线型或面型大共轭体系，在热或光的作用下通过共轭π电子的活化而进行导电，电导率一般在半导体的范围。
根据客户和市场的需求，在包胶应用中，用于硬胶的材料也逐渐从十几年前的简单价廉的非极性材料pe或pp，逐渐过渡到机械性能更佳的，价高的极性材料pc或pet等，现在越来越多的使用强度更高的pa，或纤维(碳纤，玻纤)增强pa作为基材，并且可进行机械切削加工的聚甲醛(pom)做为基材的也开始出现。包胶的难易程度为：
由于pa基材的分子链中酰胺键之间极易形成氢键，导致它的结晶度较高(30％左右)，由此构成的结晶区的熔点也较高(通常在250℃以上)，所以包胶pa基材，特别是包胶高温pa是业内的一个难题。
在一些需要导电性能的特殊的应用中，例如，儿童防走失手环，监外执行犯人电子手铐等，手环或手铐在电池提供电力的情况下，本身形成一个导电的回路。当其被破坏时，导电回路就被断开，这时内置报警程序就会被激活而发出警报。这就要求此应用的材料需要具备三种性能：
1、重量轻，强度高，不易被破坏：例如加碳纤或玻纤的高强pa；
2、佩戴舒适，不会使皮肤过敏，或者磨损皮肤：tpe材料由于硬度可调解，适合作为可穿戴设备中与皮肤直接接触的材料；
3、可以导电：在tpe材料中加入导电性物质制成复合型的导电tpe。
由于pa基材的不同分子链之间或同一分子链内部的酰胺键之间极易形成氢键，导致它的结晶度较高(30％左右)，由此构成的结晶区的熔点也较高(通常在250℃以上)，所以包胶pa基材，特别是包胶高温pa是业内的一个难题。目前市场上的包胶pa的tpe产品普遍存在包胶力较低，硬度较高，触感较差等问题。主要原因在于配方本身的设计缺陷导致：因为包胶力较低，不得不在tpe中加入一定比例的pa用以提高和要包胶的pa基材的亲和力；由于pa的加入，造成tpe的整体硬度升高，从而导致触感和弹性较差，并且材料加工时的流动性也较差。另外，tpe由于配方中的各种组分本身化学分子结构的原因，在整体上是电的绝缘体。
因此，亟需一种包胶聚酰胺的导电热塑性弹性体。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种包胶聚酰胺的导电热塑性弹性体及其制备方法。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
本发明提供一种包胶聚酰胺的导电热塑性弹性体，由下列组份按重量份制备而成：
作为优选的方案，hsbc为sebs、seps、seeps中的至少一种。
作为优选的方案，马来酸酐改性组份为mah-pp、mah-pe、mah-poe、mah-sebs中的至少一种。
作为优选的方案，极性弹性组份为lapolymer、tu-5265、tpu、tpee中的至少一种。
作为优选的方案，本发明还提供一种包胶聚酰胺的导电热塑性弹性体的制备方法，包括以下步骤：
s1、按重量份称取hsbc、马来酸酐改性组份、极性弹性组份、ldpe或pe、sbs或sis、导电炭黑、白油、抗氧剂、抗紫外剂、爽滑剂、填充剂，在180-220℃下混合；
s2、混合完成后，在200-280℃下注塑成型。
本发明具有以下有益效果：
(1)加入一定量的导电炭黑，在tpe形成连续的网状结构来作为电子迁移的通道，可赋予tpe材料导一定电性能；
(2)配方中的马来酸酐基团和pa基材表面上残留的胺基基团反应生成酰亚胺，此化学键的结合可以大大地提高软硬胶之间的结合力；
(3)通过加入极性弹性体组分来增加tpe的整体极性；
(4)通过加入成膜级或者拉丝级的低密度pe(ldpe)或均(共)聚pp来提供tpe的流动性和延展性；
(5)通过加入未氢化的sbs或sis来提高粘合力。
具体实施方式
下面详细说明本发明的优选实施方式。
实施例1
为了达到本发明的目的，在本发明的其中一种实施方式中提供一种包胶聚酰胺的导电热塑性弹性体，由下列组份按重量份制备而成：
实施例2
为了进一步地优化本发明的实施效果，在本发明的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，本发明还提供一种包胶聚酰胺的导电热塑性弹性体，由下列组份按重量份制备而成：
实施例3
为了进一步地优化本发明的实施效果，在本发明的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，本发明还提供一种包胶聚酰胺的导电热塑性弹性体，由下列组份按重量份制备而成：
实施例4
为了进一步地优化本发明的实施效果，在本发明的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，本发明还提供一种包胶聚酰胺的导电热塑性弹性体，由下列组份按重量份制备而成：
实施例5
为了进一步地优化本发明的实施效果，在本发明的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，本发明还提供一种包胶聚酰胺的导电热塑性弹性体，由下列组份按重量份制备而成：
实施例6
为了进一步地优化本发明的实施效果，在本发明的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，本发明还提供一种包胶聚酰胺的导电热塑性弹性体，由下列组份按重量份制备而成：
实施例7
为了进一步地优化本发明的实施效果，在本发明的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，本发明还提供一种包胶聚酰胺的导电热塑性弹性体的制备方法，包括以下步骤：
s1、按重量份称取hsbc、马来酸酐改性组份、极性弹性组份、ldpe或pe、sbs或sis、导电炭黑、白油、抗氧剂、抗紫外剂、爽滑剂、填充剂，在180-220℃下混合，本实施方式可选180℃、200℃、或220℃；
s2、混合完成后，在200-280℃下注塑成型，本实施方式可选200℃、260℃、或280℃。
力学性能(astm标准)：
测试方法：
剥离强度试验：先注塑出包胶基板(美国杜邦zytel101，普通pa)，尺寸为：2mm×122mm×150mm；经过二次注塑把tpe高速高压射到pa基板上。
测试前，包胶板先放置至少两个小时。然后用标准样尺切出待测试样条，尺寸为1mm×25mm×150mm。样条一端夹在夹具上，包胶板固定在订制的剥离夹具上，可以测的剥离最大力(n)和剥离强度(kn/m)。
采用四端电极法测量材料的电导率(s/m)：在试样上排布四个电极，内侧的两个电极用于测量电压，而外侧的两个电极则用于测量电流。
本发明中tpe对pa基板的粘合力非常高，基本上表现为有残留的剥离：在外力的作用下，包胶的tpe从pa基板上剥离后，由于粘合力太高，会有一部分的tpe没有完全剥离而残留在基板的表面。在大多数的测试中，即使样条被拉断，也不会从基板上剥离。也就是说，tpe和pa基板的粘合力远远大于tpe本身的拉伸强度。
本发明通过在tpe配方中加入20％的炭黑后，体系的电导率可以到达10-6s/m～10-4s/m之间，完全可以满足儿童防走失手环，或电子手铐及其他类似需要导电的应用。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。