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WO2018192173A1 - 一种动态硫化抗静电tpv复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种动态硫化抗静电tpv复合材料及其制备方法 Download PDF

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WO2018192173A1
WO2018192173A1 PCT/CN2017/103209 CN2017103209W WO2018192173A1 WO 2018192173 A1 WO2018192173 A1 WO 2018192173A1 CN 2017103209 W CN2017103209 W CN 2017103209W WO 2018192173 A1 WO2018192173 A1 WO 2018192173A1
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antistatic
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polypropylene
polyurethane elastomer
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郭建兵
何玮頔
周登凤
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Guizhou Material Industrial Technology Research Institute
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  • the amount of the ultraviolet light absorber is 0.3-0.7% of the sum of the masses of the polypropylene, the ethylene propylene diene monomer and the thermoplastic polyurethane elastomer; preferably, the ultraviolet light absorber is used in the amount of polypropylene, three The sum of the mass of the ethylene propylene rubber and the thermoplastic polyurethane elastomer is 0.4-0.6%.
  • Polypropylene is very sensitive to ultraviolet light.
  • the addition of an ultraviolet light absorber can improve the aging resistance of polypropylene.
  • the specific ultraviolet light absorber can effectively absorb the ultraviolet light in the sunlight and the fluorescent light source, prevent the ultraviolet ray from damaging the obtained dynamic vulcanized flame retardant TPV composite material, and improve the stability of the obtained dynamic vulcanized flame retardant TPV composite material under long-time illumination. .
  • the preparation method of the dynamic vulcanization antistatic TPV composite material comprises:
  • the kneading time is 20 min or more, preferably 20-40 min, and further preferably 30 min.
  • thermoplastic polyurethane elastomer TPU, commercially available grade 87I85
  • castor oil alkanolamide borate castor oil alkanolamide borate
  • ammonium ricinoleate ammonium sulfate
  • thermoplastic polyurethane elastomer TPU, commercially available grade 87I85
  • castor oil alkanolamide borate castor oil alkanolamide borate
  • ammonium ricinoleate ammonium sulfate
  • a method for preparing a dynamic vulcanization antistatic TPV composite material comprising:
  • thermoplastic polyurethane elastomer (TPU, commercially available brand 87I85), castor oil alkanolamide borate and methyl ricinoleate ammonium sulfate in an internal mixer at 70 ° C Mixing for 40 minutes;
  • thermoplastic polyurethane elastomer TPU, commercially available grade 87I85
  • castor oil alkanolamide borate castor oil alkanolamide borate
  • ammonium ricinoleate ammonium sulfate

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Abstract

一种动态硫化抗静电TPV复合材料及其制备方法，本发明动态硫化抗静电TPV复合材料采用特定用量的聚丙烯、三元乙丙橡胶、热塑性聚氨酯弹性体、抗静电剂、流动改性剂、交联剂、热稳定剂和紫外光吸收剂制备得到，抗静电剂在所得动态硫化抗静电TPV复合材料中分散均匀，所得动态硫化抗静电TPV复合材料具有优异的抗静电性能，且加工性能好，易于加工成型。本发明动态硫化抗静电TPV复合材料的制备方法工艺简单，操作方便，效益高，适合于进行工业化生产。

Description

一种动态硫化抗静电TPV复合材料及其制备方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年04月20日提交中国专利局的申请号为CN201710261279.2、名称为“一种动态硫化抗静电TPV复合材料及其制备方法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及材料科学技术领域，特别是涉及一种动态硫化抗静电TPV复合材料及其制备方法。
背景技术
TPV是Thermoplastic Vulcanizate的简称，中文名称为热塑性三元乙丙动态硫化弹性体或热塑性三元乙丙动态硫化橡胶，是高度硫化的三元乙丙橡胶EPDM微粒分散在连续聚丙烯PP相中组成的高分子弹性体材料。TPV常温下的物理性能和功能类似于热固性橡胶，在高温下表现为热塑性塑料的特性，可以快速经济和方便地加工成型。在二十世纪中期，随着工业生产的高速发展以及高分子材料的迅速推广应用,一方面，一些电阻率很高的高分子材料如塑料、橡胶等的制品的广泛应用以及现代生产过程的高速化,使得静电能积累到很高的程度,另一方面，静电敏感材料的生产和使用,如轻质油品,火药,固态电子器件等,工矿企业部门受静电的危害也越来越突出,静电危害造成了相当严重的后果和损失。因此，抗静电材料越来越受到人们的关注，开发出一种力学性能优异并且具有抗静电效果的硫化TPV复合材料显得尤为重要，具有巨大的市场空间。
相关技术中，动态硫化TPV材料抗静电性能差，并且加工性能差，成型加工困难，影响材料性能。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种动态硫化抗静电TPV复合材料，所述的动态硫化抗静电TPV复合材料中抗静电剂分散均匀，抗静电性能优异，加工性能好，易于加工成型。
本发明的第二目的在于提供一种所述的动态硫化抗静电TPV复合材料的制备方法，该方法工艺简单，操作方便，效益高，适合于进行工业化生产。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种动态硫化抗静电TPV复合材料，所述动态硫化抗静电TPV复合材料主要由以下质量份数的成分制备得到：
聚丙烯20-50份、三元乙丙橡胶20-60份、热塑性聚氨酯弹性体5-15份、抗静电剂2-6份、流动改性剂0.5-1.5份、交联剂0.2-0.6份、热稳定剂0.2-0.8份和紫外光吸收剂0.2-0.8份。
本发明动态硫化抗静电TPV复合材料采用特定用量的聚丙烯、三元乙丙橡胶、热塑性聚氨酯弹性体、抗静电剂、流动改性剂、交联剂、热稳定剂和紫外光吸收剂制备得到，抗静电剂在所得动态硫化抗静电TPV复合材料中分散均匀，所得动态硫化抗静电TPV复合材料具有优异的抗静电性能，且加工性能好，易于加工成型。
优选地，所述动态硫化抗静电TPV复合材料主要由以下质量份数的成分制备得到：
聚丙烯30-40份、三元乙丙橡胶30-50份、热塑性聚氨酯弹性体8-12份、抗静电剂3-5份、流动改性剂0.8-1.2份、交联剂0.3-0.5份、热稳定剂0.4-0.6份和紫外光吸收剂0.4-0.6份。
进一步优选地，所述动态硫化抗静电TPV复合材料主要由以下质量份数的成分制备得到：
聚丙烯35份、三元乙丙橡胶40份、热塑性聚氨酯弹性体10份、抗静电剂4份、流动改性剂1份、交联剂0.4份、热稳定剂0.5份和紫外光吸收剂0.5份。
可选地，所述热塑性聚氨酯弹性体在200℃，压力2.16Kg条件下的熔融流动速率为25-55g/10min，且洛氏硬度为45-65。
可选地，所述抗静电剂包括内混型抗静电剂中的一种或多种，优选包括蓖麻油烷醇酰胺硼酸酯和蓖麻油酸甲酯硫酸铵中的一种或多种，进一步优选包括蓖麻油烷醇酰胺硼 酸酯和蓖麻油酸甲酯硫酸铵。换句话说，抗静电剂可以是蓖麻油烷醇酰胺硼酸酯，也可以是蓖麻油酸甲酯硫酸铵，还可以是蓖麻油烷醇酰胺硼酸酯和蓖麻油酸甲酯硫酸铵组成的混合物。抗静电剂可以含有少量不参与反应的杂质。
可选地，抗静电剂的用量为聚丙烯、三元乙丙橡胶和热塑性聚氨酯弹性体的质量之和的0.2-0.6％。
可选地，抗静电剂的用量为聚丙烯、三元乙丙橡胶和热塑性聚氨酯弹性体的质量之和的0.3-0.5％。
可选地，抗静电剂的用量为聚丙烯、三元乙丙橡胶和热塑性聚氨酯弹性体的质量之和的0.4-0.5％。
优选地，所述蓖麻油烷醇酰胺硼酸酯和蓖麻油酸甲酯硫酸铵的质量比为1：0.5-2，优选为1：0.8-1.2，进一步优选为1：1。
可选地，所述流动改性剂包括内润滑剂、外润滑剂以及复合型润滑剂中的一种或多种。其中内润滑剂优选包括高级脂肪醇、脂肪酸酯和长链多官能团酯中的一种或者多种，进一步优选长链多官能团酯包括AM-80流动改性剂。应理解，外润滑剂例如包括高级脂肪酸、脂肪酰胺、石蜡等。
可选地，所述交联剂包括外交联剂中的一种或多种，外交联剂例如包括：多异氰酸酯、多元胺类、聚丙二醇缩水甘油醚、正硅酸乙酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二-(叔丁基过氧化异丙基)苯(无味DCP)和三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)等等，本实施例中，交联剂优选包括二-(叔丁基过氧化异丙基)苯和三烯丙基异氰脲酸酯中的一种或多种，进一步交联剂优选包括二-(叔丁基过氧化异丙基)苯和三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)。
优选地，所述二-(叔丁基过氧化异丙基)苯和三烯丙基异氰脲酸酯的质量比为1：0.5-2，优选为1：0.8-1.2，进一步优选为1：1。
优选地，交联剂的用量为所述抗静电剂的5-20％。优选地，所述交联剂的用量为所述抗静电剂的8-12％。优选地，所述交联剂的用量为所述抗静电剂的10％。
可选地，所述热稳定剂包括抗氧剂中的一种或多种，优选抗氧剂包括2,6-叔丁基-4-甲基苯酚、四(4-羟基-3，5-二叔丁基苯基丙酸)季戊四醇酯、3，5-二叔丁基-4-羟基苯 丙酸十八酯、亚磷酸三苯酯和亚磷酸三壬基苯酯(TNP)中的一种或多种，进一步优选包括2,6-叔丁基-4-甲基苯酚(抗氧剂-264)。可选地，热稳定剂的用量为聚丙烯、三元乙丙橡胶和热塑性聚氨酯弹性体的质量之和的0.3-0.7％；优选地，热稳定剂的用量为聚丙烯、三元乙丙橡胶和热塑性聚氨酯弹性体的质量之和的0.4-0.6％。
可选地，所述紫外光吸收剂包括二苯甲酮类紫外光吸收剂、苯并三唑类紫外光吸收剂和哌啶类紫外光吸收剂中的一种或多种，优选包括2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(UV-9)、2,2’-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-(2’-羟基-3’,5’-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑和双(2,2,6,6-四甲基哌啶)癸二酸酯中的一种或多种，进一步优选包括2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮。
可选地，紫外光吸收剂的用量为所述聚丙烯、三元乙丙橡胶和热塑性聚氨酯弹性体的质量之和的0.3-0.7％；优选地，紫外光吸收剂的用量为聚丙烯、三元乙丙橡胶和热塑性聚氨酯弹性体的质量之和的0.4-0.6％。
聚丙烯对紫外线很敏感，在本实施例中，紫外光吸收剂的加入能够改善聚丙烯的耐老化性能。采用特定紫外光吸收剂，能够有效吸收阳光及荧光光源中的紫外线部分，防止紫外线对所得动态硫化阻燃TPV复合材料产生破坏，提高所得动态硫化阻燃TPV复合材料在长时间光照下的稳定性。
上述的一种动态硫化抗静电TPV复合材料的制备方法，按比例将聚丙烯、三元乙丙橡胶、热塑性聚氨酯弹性体、抗静电剂、流动改性剂、交联剂、热稳定剂和紫外光吸收剂充分混合后挤出，得到一种动态硫化抗静电TPV复合材料。
本发明动态硫化抗静电TPV复合材料的制备方法工艺简单，操作方便，效益高，适合于进行工业化生产。
优选地，所述一种动态硫化抗静电TPV复合材料的制备方法包括：
按比例将三元乙丙橡胶、热塑性聚氨酯弹性体和抗静电剂进行混炼，之后加入聚丙烯、流动改性剂、交联剂、热稳定剂和紫外光吸收剂，充分混合后挤出，得到一种动态硫化抗静电TPV复合材料。
可选地，所述混炼的温度为50-80℃，优选为60-70℃，进一步优选为60℃。
可选地，所述混炼的时间为20min以上，优选为20-40min，进一步优选为30min。
可选地，所述挤出的温度为150℃以上，优选为175-200℃，进一步优选为180℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明动态硫化抗静电TPV复合材料采用特定用量的聚丙烯、三元乙丙橡胶、热塑性聚氨酯弹性体、抗静电剂、流动改性剂、交联剂、热稳定剂和紫外光吸收剂制备得到，抗静电剂在所得动态硫化抗静电TPV复合材料中分散均匀，所得动态硫化抗静电TPV复合材料具有优异的抗静电性能，且加工性能好，易于加工成型。本发明动态硫化抗静电TPV复合材料的制备方法工艺简单，操作方便，效益高，适合于进行工业化生产。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明提供了一种动态硫化抗静电TPV复合材料，所述动态硫化抗静电TPV复合材料主要由以下质量份数的成分制备得到：
聚丙烯(PP)20-50份、三元乙丙橡胶(EPDM)20-60份、热塑性聚氨酯弹性体(TPU)5-15份、抗静电剂2-6份、流动改性剂0.5-1.5份、交联剂0.2-0.6份、热稳定剂0.2-0.8份和紫外光吸收剂0.2-0.8份。
本发明动态硫化抗静电TPV复合材料采用特定用量的聚丙烯、三元乙丙橡胶、热塑性聚氨酯弹性体、抗静电剂、流动改性剂、交联剂、热稳定剂和紫外光吸收剂制备得到，抗静电剂在所得动态硫化抗静电TPV复合材料中分散均匀，所得动态硫化抗静电TPV复合材料具有优异的抗静电性能，且加工性能好，易于加工成型。
优选地，所述动态硫化抗静电TPV复合材料主要由以下质量份数的成分制备得到：
聚丙烯30-40份、三元乙丙橡胶30-50份、热塑性聚氨酯弹性体8-12份、抗静电剂 3-5份、流动改性剂0.8-1.2份、交联剂0.3-0.5份、热稳定剂0.4-0.6份和紫外光吸收剂0.4-0.6份。
进一步优选地，所述动态硫化抗静电TPV复合材料主要由以下质量份数的成分制备得到：
聚丙烯35份、三元乙丙橡胶40份、热塑性聚氨酯弹性体10份、抗静电剂4份、流动改性剂1份、交联剂0.4份、热稳定剂0.5份和紫外光吸收剂0.5份。
本发明一种优选的具体实施方式中，所述热塑性聚氨酯弹性体在200℃，压力2.16Kg条件下的熔融流动速率为25-55g/10min，且洛氏硬度为45-65；采用这种具有高流动性的热塑性聚氨酯弹性体，有助于进一步改善所得动态硫化抗静电TPV复合材料的流动性，改善其加工性能。
本发明一种优选的具体实施方式中，所述抗静电剂包括内混型抗静电剂中的一种或多种，优选包括蓖麻油烷醇酰胺硼酸酯和蓖麻油酸甲酯硫酸铵中的一种或多种，进一步优选包括蓖麻油烷醇酰胺硼酸酯和蓖麻油酸甲酯硫酸铵。换句话说，抗静电剂可以是蓖麻油烷醇酰胺硼酸酯，也可以是蓖麻油酸甲酯硫酸铵，还可以是蓖麻油烷醇酰胺硼酸酯和蓖麻油酸甲酯硫酸铵组成的混合物。抗静电剂可以含有少量不参与反应的杂质。
可选地，抗静电剂的用量为聚丙烯、三元乙丙橡胶和热塑性聚氨酯弹性体的质量之和的0.2-0.6％。
可选地，抗静电剂的用量为聚丙烯、三元乙丙橡胶和热塑性聚氨酯弹性体的质量之和的0.3-0.5％。
可选地，抗静电剂的用量为聚丙烯、三元乙丙橡胶和热塑性聚氨酯弹性体的质量之和的0.4-0.5％。
优选地，所述蓖麻油烷醇酰胺硼酸酯和蓖麻油酸甲酯硫酸铵的质量比为1：0.5-2，优选为1：0.8-1.2，进一步优选为1：1。
采用特定抗静电剂，使得热塑性聚氨酯弹性体和三元乙丙橡胶产生溶胀起增塑作用，并通过加入特定抗静电剂在动态硫化中与三元乙丙橡胶实现共交联，在挤出过程中可以在完全交联的橡胶分散相实现良好分散，充分提高所得动态硫化抗静电TPV复合材料的 抗静电性能。
本发明一种优选的具体实施方式中，所述流动改性剂包括内润滑剂、外润滑剂以及复合型润滑剂中的一种或多种。其中内润滑剂优选包括高级脂肪醇、脂肪酸酯和长链多官能团酯中的一种或者多种，进一步优选长链多官能团酯包括AM-80流动改性剂。应理解，外润滑剂例如包括高级脂肪酸、脂肪酰胺、石蜡等。
所采用的特定流动改性剂，具有非常小的挥发性，作为加工助剂，具有良好的分散性，能够用于聚合物的挤出，注塑，压延等，可以提高熔体的加工流动性，大幅度提高熔融指数，且不降低制品的冲击性能。
本发明一种优选的具体实施方式中，所述交联剂包括外交联剂中的一种或多种，外交联剂例如包括：多异氰酸酯、多元胺类、聚丙二醇缩水甘油醚、正硅酸乙酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二-(叔丁基过氧化异丙基)苯(无味DCP)和三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)等等，本实施例中，交联剂优选包括二-(叔丁基过氧化异丙基)苯(无味DCP)和三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)中的一种或多种，进一步优选外交联剂包括二-(叔丁基过氧化异丙基)苯和三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)。
优选地，所述二-(叔丁基过氧化异丙基)苯和三烯丙基异氰脲酸酯的质量比为1：0.5-2，优选为1：0.8-1.2，进一步优选为1：1。
采用特定的交联剂，有助于促进交联反应的进行，提高所得动态硫化抗静电TPV复合材料的机械性能。
本发明一种优选的具体实施方式中，所述热稳定剂包括抗氧剂中的一种或多种，优选抗氧剂包括2,6-叔丁基-4-甲基苯酚(抗氧剂-264)、四(4-羟基-3，5-二叔丁基苯基丙酸)季戊四醇酯(抗氧剂-1010)、3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸十八酯(抗氧剂-1076)、亚磷酸三苯酯(TPP)和亚磷酸三壬基苯酯(TNP)中的一种或多种，进一步优选包括2,6-叔丁基-4-甲基苯酚。可选地，热稳定剂的用量为聚丙烯、三元乙丙橡胶和热塑性聚氨酯弹性体的质量之和的0.3-0.7％；优选地，热稳定剂的用量为聚丙烯、三元乙丙橡胶和热塑性聚氨酯弹性体的质量之和的0.4-0.6％。
采用特定热稳定剂，能够有效延缓或抑制所得动态硫化抗静电TPV复合材料的氧化 过程的进行，从而阻止所得动态硫化抗静电TPV复合材料的老化并延长其使用寿命。
本发明一种优选的具体实施方式中，所述紫外光吸收剂包括二苯甲酮类紫外光吸收剂、苯并三唑类紫外光吸收剂和哌啶类紫外光吸收剂中的一种或多种，优选包括2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(UV-9)、2，2’-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮(UV-24)、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑(UV-328)和双(2，2，6，6-四甲基哌啶)癸二酸酯中的一种或多种，进一步优选包括2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮。
采用特定紫外光吸收剂，能够有效吸收阳光及荧光光源中的紫外线部分，防止紫外线对所得动态硫化抗静电TPV复合材料产生破坏，提高所得动态硫化抗静电TPV复合材料在长时间光照下的稳定性。
可选地，紫外光吸收剂的用量为所述聚丙烯、三元乙丙橡胶和热塑性聚氨酯弹性体的质量之和的0.3-0.7％；优选地，紫外光吸收剂的用量为聚丙烯、三元乙丙橡胶和热塑性聚氨酯弹性体的质量之和的0.4-0.6％。
聚丙烯对紫外线很敏感，在本实施例中，紫外光吸收剂的加入能够改善聚丙烯的耐老化性能。采用特定紫外光吸收剂，能够有效吸收阳光及荧光光源中的紫外线部分，防止紫外线对所得动态硫化阻燃TPV复合材料产生破坏，提高所得动态硫化阻燃TPV复合材料在长时间光照下的稳定性。
上述的一种动态硫化抗静电TPV复合材料的制备方法，按比例将聚丙烯、三元乙丙橡胶、热塑性聚氨酯弹性体、抗静电剂、流动改性剂、交联剂、热稳定剂和紫外光吸收剂充分混合后挤出，得到一种动态硫化抗静电TPV复合材料。
本发明动态硫化抗静电TPV复合材料的制备方法工艺简单，操作方便，效益高，适合于进行工业化生产。
优选地，所述一种动态硫化抗静电TPV复合材料的制备方法包括：
按比例将三元乙丙橡胶、热塑性聚氨酯弹性体和抗静电剂进行混炼，之后加入聚丙烯、流动改性剂、交联剂、热稳定剂和紫外光吸收剂，充分混合后挤出，得到一种动态硫化抗静电TPV复合材料。
采用特定加料混合顺序，有助于各原料进一步充分均匀混合，通过挤出得到性质均 匀稳定的动态硫化抗静电TPV复合材料。
可选地，所述将三元乙丙橡胶、热塑性聚氨酯弹性体和抗静电剂进行混炼采用密炼机完成。
可选地，所述挤出采用双螺杆挤出机进行。
本发明一种优选的具体实施方式中，所述混炼的温度为50-80℃，优选为60-70℃，进一步优选为60℃。
本发明一种优选的具体实施方式中，所述混炼的时间为20min以上，优选为20-40min，进一步优选为30min。
采用特定混炼温度和时间，有助于三元乙丙橡胶、热塑性聚氨酯弹性体和抗静电剂充分混合均匀，提高所得动态硫化抗静电TPV复合材料的抗静电性能，并改善其加工新能。
本发明一种优选的具体实施方式中，所述挤出的温度为150℃以上，优选为175-200℃，进一步优选为180℃。
采用特定挤出温度，能够促进物料快速成型，保证物料的流动性，减少挤出物膨胀率，提高产率。
实施例1
一种动态硫化抗静电TPV复合材料的制备方法，包括：
(1)分别称量聚丙烯(T30S)20kg、三元乙丙橡胶20kg、热塑性聚氨酯弹性体(TPU，市售牌号为87I85)5kg、蓖麻油烷醇酰胺硼酸酯1.33kg、蓖麻油酸甲酯硫酸铵0.67kg、AM-80流动改性剂0.5kg、二-(叔丁基过氧化异丙基)苯(无味DCP)0.133kg、三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)0.067kg、亚磷酸三壬基苯酯(TNP)0.2kg和2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(UV-9)0.2kg；
(2)将三元乙丙橡胶、热塑性聚氨酯弹性体(TPU，市售牌号为87I85)、蓖麻油烷醇酰胺硼酸酯和蓖麻油酸甲酯硫酸铵在密炼机中，在50℃下混炼60min；
(3)再加入聚丙烯(T30S)、二-(叔丁基过氧化异丙基)苯(无味DCP)、三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)、亚磷酸三壬基苯酯(TNP)和2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(UV-9)，充分混合后，采用双螺杆挤出机共混挤出，所述双螺杆挤出机的螺杆加工挤出温度为150℃，得到一种动态硫化抗静电TPV复合材料。
实施例2
一种动态硫化抗静电TPV复合材料的制备方法，包括：
(1)分别称量聚丙烯(T30S)50kg、三元乙丙橡胶60kg、热塑性聚氨酯弹性体(TPU，市售牌号为87I85)15kg、蓖麻油烷醇酰胺硼酸酯2kg、蓖麻油酸甲酯硫酸铵4kg、AM-80流动改性剂1.5kg、二-(叔丁基过氧化异丙基)苯(无味DCP)0.2kg、三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)0.4kg、四(4-羟基-3，5-二叔丁基苯基丙酸)季戊四醇酯(抗氧剂-1010)0.8kg和2，2’-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮(UV-24)0.8kg；
(2)将三元乙丙橡胶、热塑性聚氨酯弹性体(TPU，市售牌号为87I85)、蓖麻油烷醇酰胺硼酸酯和蓖麻油酸甲酯硫酸铵在密炼机中，在80℃下混炼20min；
(3)再加入聚丙烯(T30S)、二-(叔丁基过氧化异丙基)苯(无味DCP)、三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)、四(4-羟基-3，5-二叔丁基苯基丙酸)季戊四醇酯(抗氧剂-1010)和2，2’-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮(UV-24)，充分混合后，采用双螺杆挤出机共混挤出，所述双螺杆挤出机的螺杆加工挤出温度为175℃，得到一种动态硫化抗静电TPV复合材料。
实施例3
一种动态硫化抗静电TPV复合材料的制备方法，包括：
(1)分别称量聚丙烯(T30S)30kg、三元乙丙橡胶30kg、热塑性聚氨酯弹性体(TPU，市售牌号为87I85)8kg、蓖麻油烷醇酰胺硼酸酯1.67kg、蓖麻油酸甲酯硫酸铵1.33kg、AM-80流动改性剂0.8kg、二-(叔丁基过氧化异丙基)苯(无味DCP)0.167kg、三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)0.133kg、3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸十八酯(抗氧剂-1076)0.4kg和2(2- 羟基-3’，5’-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑(UV-328)0.4kg；
(2)将三元乙丙橡胶、热塑性聚氨酯弹性体(TPU，市售牌号为87I85)、蓖麻油烷醇酰胺硼酸酯和蓖麻油酸甲酯硫酸铵在密炼机中，在60℃下混炼20min；
(3)再加入聚丙烯(T30S)、二-(叔丁基过氧化异丙基)苯(无味DCP)、三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)、3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸十八酯(抗氧剂-1076)和2-(2’-羟基-3’，5’-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑(UV-328)，充分混合后，采用双螺杆挤出机共混挤出，所述双螺杆挤出机的螺杆加工挤出温度为200℃，得到一种动态硫化抗静电TPV复合材料。
实施例4
一种动态硫化抗静电TPV复合材料的制备方法，包括：
(1)分别称量聚丙烯(T30S)40kg、三元乙丙橡胶50kg、热塑性聚氨酯弹性体(TPU，市售牌号为87I85)12kg、蓖麻油烷醇酰胺硼酸酯2.27kg、蓖麻油酸甲酯硫酸铵2.73kg、AM-80流动改性剂1.2kg、二-(叔丁基过氧化异丙基)苯(无味DCP)0.227kg、三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)0.273kg、亚磷酸三苯酯(TPP)0.6kg和双(2，2，6，6-四甲基哌啶)癸二酸酯0.6kg；
(2)将三元乙丙橡胶、热塑性聚氨酯弹性体(TPU，市售牌号为87I85)、蓖麻油烷醇酰胺硼酸酯和蓖麻油酸甲酯硫酸铵在密炼机中，在70℃下混炼40min；
(3)再加入聚丙烯(T30S)、二-(叔丁基过氧化异丙基)苯(无味DCP)、三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)、亚磷酸三苯酯(TPP)和双(2，2，6，6-四甲基哌啶)癸二酸酯，充分混合后，采用双螺杆挤出机共混挤出，所述双螺杆挤出机的螺杆加工挤出温度为190℃，得到一种动态硫化抗静电TPV复合材料。
实施例5
一种动态硫化抗静电TPV复合材料的制备方法，包括：
(1)分别称量聚丙烯(T30S)35kg、三元乙丙橡胶40kg、热塑性聚氨酯弹性体(TPU，市售牌号为87I85)10kg、蓖麻油烷醇酰胺硼酸酯2kg、蓖麻油酸甲酯硫酸铵2kg、AM-80流动改性剂1kg、二-(叔丁基过氧化异丙基)苯(无味DCP)0.2kg、三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)0.2kg、2,6-叔丁基-4-甲基苯酚(抗氧剂-264)0.5kg和2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(UV-9)0.5kg；
(2)将三元乙丙橡胶、热塑性聚氨酯弹性体(TPU，市售牌号为87I85)、蓖麻油烷醇酰胺硼酸酯和蓖麻油酸甲酯硫酸铵在密炼机中，在60℃下混炼30min；
(3)再加入聚丙烯(T30S)、二-(叔丁基过氧化异丙基)苯(无味DCP)、三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)、2,6-叔丁基-4-甲基苯酚(抗氧剂-264)和2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(UV-9)，充分混合后，采用双螺杆挤出机共混挤出，所述双螺杆挤出机的螺杆加工挤出温度为180℃，得到一种动态硫化抗静电TPV复合材料。
实施例6
一种动态硫化抗静电TPV复合材料的制备方法，包括：
(1)分别称量聚丙烯(T30S)35kg、三元乙丙橡胶40kg、热塑性聚氨酯弹性体(TPU，市售牌号为87I85)10kg、蓖麻油烷醇酰胺硼酸酯3.2kg、蓖麻油酸甲酯硫酸铵0.8kg、AM-80流动改性剂1kg、二-(叔丁基过氧化异丙基)苯(无味DCP)0.2kg、三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)0.2kg、2,6-叔丁基-4-甲基苯酚(抗氧剂-264)0.5kg和2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(UV-9)0.5kg；
(2)将三元乙丙橡胶、热塑性聚氨酯弹性体(TPU，市售牌号为87I85)、蓖麻油烷醇酰胺硼酸酯和蓖麻油酸甲酯硫酸铵在密炼机中，在60℃下混炼30min；
(3)再加入聚丙烯(T30S)、二-(叔丁基过氧化异丙基)苯(无味DCP)、三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)、2,6-叔丁基-4-甲基苯酚(抗氧剂-264)和2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(UV-9)，充分混合后，采用双螺杆挤出机共混挤出，所述双螺杆挤出机的螺杆加工挤出温度为180℃，得到一种动态硫化抗静电TPV复合材料。
实施例7
一种动态硫化抗静电TPV复合材料的制备方法，包括：
(1)分别称量聚丙烯(T30S)35kg、三元乙丙橡胶40kg、热塑性聚氨酯弹性体(TPU，市售牌号为87I85)10kg、蓖麻油烷醇酰胺硼酸酯1kg、蓖麻油酸甲酯硫酸铵3kg、AM-80流动改性剂1kg、二-(叔丁基过氧化异丙基)苯(无味DCP)0.2kg、三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)0.2kg、2,6-叔丁基-4-甲基苯酚(抗氧剂-264)0.5kg和2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(UV-9)0.5kg；
(2)将三元乙丙橡胶、热塑性聚氨酯弹性体(TPU，市售牌号为87I85)、蓖麻油烷醇酰胺硼酸酯和蓖麻油酸甲酯硫酸铵在密炼机中，在60℃下混炼30min；
(3)再加入聚丙烯(T30S)、二-(叔丁基过氧化异丙基)苯(无味DCP)、三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)、2,6-叔丁基-4-甲基苯酚(抗氧剂-264)和2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(UV-9)，充分混合后，采用双螺杆挤出机共混挤出，所述双螺杆挤出机的螺杆加工挤出温度为180℃，得到一种动态硫化抗静电TPV复合材料。
实施例8
一种动态硫化抗静电TPV复合材料的制备方法，包括：
(1)分别称量聚丙烯(T30S)35kg、三元乙丙橡胶40kg、热塑性聚氨酯弹性体(TPU，市售牌号为87I85)10kg、蓖麻油烷醇酰胺硼酸酯4kg、蓖麻油酸甲酯硫酸铵4kg、AM-80流动改性剂1kg、二-(叔丁基过氧化异丙基)苯(无味DCP)0.2kg、2,6-叔丁基-4-甲基苯酚(抗氧剂-264)0.5kg和2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(UV-9)0.5kg；
(2)将三元乙丙橡胶、热塑性聚氨酯弹性体(TPU，市售牌号为87I85)、蓖麻油烷醇酰胺硼酸酯和蓖麻油酸甲酯硫酸铵在密炼机中，在60℃下混炼30min；
(3)再加入聚丙烯(T30S)、二-(叔丁基过氧化异丙基)苯(无味DCP)、三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)、2,6-叔丁基-4-甲基苯酚(抗氧剂-264)和2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(UV-9)，充分混合后，采用双螺杆挤出机共混挤出，所述双螺杆挤出机的螺杆加工挤出温度为180℃，得到一种动态硫化抗静电TPV复合材料。
实施例9
一种动态硫化抗静电TPV复合材料的制备方法，包括：
(1)分别称量聚丙烯(T30S)35kg、三元乙丙橡胶40kg、热塑性聚氨酯弹性体(TPU，市售牌号为87I85)10kg、蓖麻油酸甲酯硫酸铵4kg、AM-80流动改性剂1kg、二-(叔丁基过氧化异丙基)苯(无味DCP)0.8kg、2,6-叔丁基-4-甲基苯酚(抗氧剂-264)0.5kg和2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(UV-9)0.5kg；
(2)将三元乙丙橡胶、热塑性聚氨酯弹性体(TPU，市售牌号为87I85)、蓖麻油烷醇酰胺硼酸酯和蓖麻油酸甲酯硫酸铵在密炼机中，在60℃下混炼30min；
(3)再加入聚丙烯(T30S)、二-(叔丁基过氧化异丙基)苯(无味DCP)、三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)、2,6-叔丁基-4-甲基苯酚(抗氧剂-264)和2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(UV-9)，充分混合后，采用双螺杆挤出机共混挤出，所述双螺杆挤出机的螺杆加工挤出温度为180℃，得到一种动态硫化抗静电TPV复合材料。
实施例10
一种动态硫化抗静电TPV复合材料的制备方法，包括：
(1)分别称量聚丙烯(T30S)35kg、三元乙丙橡胶40kg、热塑性聚氨酯弹性体(TPU，市售牌号为87I85)10kg、蓖麻油酸甲酯硫酸铵4kg、AM-80流动改性剂1kg、三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)0.5kg、2,6-叔丁基-4-甲基苯酚(抗氧剂-264)0.5kg和2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(UV-9)0.5kg；
(2)将三元乙丙橡胶、热塑性聚氨酯弹性体(TPU，市售牌号为87I85)、蓖麻油烷醇酰胺硼酸酯和蓖麻油酸甲酯硫酸铵在密炼机中，在60℃下混炼30min；
(3)再加入聚丙烯(T30S)、二-(叔丁基过氧化异丙基)苯(无味DCP)、三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)、2,6-叔丁基-4-甲基苯酚(抗氧剂-264)和2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(UV-9)，充分混合后，采用双螺杆挤出机共混挤出，所述双螺杆挤出机的螺杆加工挤出温度为180℃，得到一种动态硫化抗静电TPV复合材料。
对本发明实施例1-10所得的动态硫化抗静电TPV复合材料进行性能测试，将所得动态硫化抗静电TPV复合材料分别按照对应标准(拉伸强度GB/T1040.2-2006/1A/50、悬臂梁缺口冲击强度GB/T1843-2008/A、表面电阻GB/T1410-2006)制备成标准测试样条，对 比例1-5依次分别采用本发明实施例1-5所述方法，但不使用蓖麻油烷醇酰胺硼酸酯或蓖麻油酸甲酯硫酸铵等任何抗静电剂，进行以下各项测试，其性能结果如表1所示：
表1本发明动态硫化抗静电TPV复合材料性能测试结果
Figure PCTCN2017103209-appb-000001
通过表1可以看出，本发明使用了抗静电剂后，拉伸强度能够达到不使用抗静电剂的水平，悬臂梁缺口冲击强度有轻微的降低，但其抗静电能力大幅提高，表面电阻能够从1012Ω 提高到108Ω，并且改善了加工性能，更容易加工成型，有效解决了动态硫化过程中抗静电剂均匀分散的问题。
进一步地，通过表1可以看出，单独采用蓖麻油烷醇酰胺硼酸酯或蓖麻油酸甲酯硫酸铵作为抗静电剂时，相较于没有采用抗静电剂时，表面电阻有显著地提高。不过表面电阻提高不如采用两者的混合物时明显，进一步地，蓖麻油烷醇酰胺硼酸酯和蓖麻油酸甲酯硫酸铵的质量比在1：0.5-2范围内时，表面电阻又有显著提高。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员应当理解：在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围；因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些替换和修改。
工业实用性
本发明动态硫化阻燃TPV复合材料采用特定用量的聚丙烯、三元乙丙橡胶、热塑性聚氨酯弹性体、抗静电剂、流动改性剂、交联剂、热稳定剂和紫外光吸收剂制备得到，抗静电剂在所得动态硫化阻燃TPV复合材料中分散均匀，所得动态硫化阻燃TPV复合材料具有优异的抗菌性能，且加工性能好，易于加工成型。本发明动态硫化阻燃TPV复合材料的制备方法工艺简单，操作方便，效益高，适合于进行工业化生产。

Claims (17)

  1. 一种动态硫化抗静电TPV复合材料，其特征在于，所述动态硫化抗静电TPV复合材料主要由以下质量份数的成分制备得到：
    聚丙烯20-50份、三元乙丙橡胶20-60份、热塑性聚氨酯弹性体5-15份、抗静电剂2-6份、流动改性剂0.5-1.5份、交联剂0.2-0.6份、热稳定剂0.2-0.8份和紫外光吸收剂0.2-0.8份；
    优选地，所述动态硫化抗静电TPV复合材料主要由以下质量份数的成分制备得到：
    聚丙烯30-40份、三元乙丙橡胶30-50份、热塑性聚氨酯弹性体8-12份、抗静电剂3-5份、流动改性剂0.8-1.2份、交联剂0.3-0.5份、热稳定剂0.4-0.6份和紫外光吸收剂0.4-0.6份；
    进一步优选地，所述动态硫化抗静电TPV复合材料主要由以下质量份数的成分制备得到：
    聚丙烯35份、三元乙丙橡胶40份、热塑性聚氨酯弹性体10份、抗静电剂4份、流动改性剂1份、交联剂0.4份、热稳定剂0.5份和紫外光吸收剂0.5份。
  2. 根据权利要求1所述的一种动态硫化抗静电TPV复合材料，其特征在于，所述热塑性聚氨酯弹性体在200℃，压力2.16Kg条件下的熔融流动速率为25-55g/10min，且洛氏硬度为45-65。
  3. 根据权利要求1或2所述的一种动态硫化抗静电TPV复合材料，其特征在于，所述抗静电剂包括内混型抗静电剂中的一种或多种，优选包括蓖麻油烷醇酰胺硼酸酯和蓖麻油酸甲酯硫酸铵中的一种或多种，进一步优选包括蓖麻油烷醇酰胺硼酸酯和蓖麻油酸甲酯硫酸铵；
    优选地，所述蓖麻油烷醇酰胺硼酸酯和蓖麻油酸甲酯硫酸铵的质量比为1：0.5-2，优选为1：0.8-1.2，进一步优选为1：1。
  4. 根据权利要求1-3任一项所述的一种动态硫化抗静电TPV复合材料，其特征在于，所述抗静电剂的用量为所述聚丙烯、所述三元乙丙橡胶和所述热塑性聚氨酯弹性体的质 量之和的0.2-0.6％。
  5. 根据权利要求1-4任一项所述的一种动态硫化抗静电TPV复合材料，其特征在于，所述抗静电剂的用量为所述聚丙烯、所述三元乙丙橡胶和所述热塑性聚氨酯弹性体的质量之和的0.3-0.5％。
  6. 根据权利要求1-5任一项所述的一种动态硫化抗静电TPV复合材料，其特征在于，所述抗静电剂的用量为所述聚丙烯、所述三元乙丙橡胶和所述热塑性聚氨酯弹性体的质量之和的0.4-0.5％。
  7. 根据权利要求1-6任一项所述的一种动态硫化抗静电TPV复合材料，其特征在于，所述流动改性剂包括内润滑剂中的一种或多种，优选包括长链多官能团酯，进一步优选包括AM-80流动改性剂。
  8. 根据权利要求1-7任一项所述的一种动态硫化抗静电TPV复合材料，其特征在于，所述交联剂包括外交联剂中的一种或多种，优选包括二-(叔丁基过氧化异丙基)苯和三烯丙基异氰脲酸酯中的一种或多种，进一步优选包括二-(叔丁基过氧化异丙基)苯和三烯丙基异氰脲酸酯；
    优选地，所述二-(叔丁基过氧化异丙基)苯和三烯丙基异氰脲酸酯的质量比为1：0.5-2，优选为1：0.8-1.2，进一步优选为1：1。
  9. 根据权利要求1-8任一项所述的一种动态硫化抗静电TPV复合材料，其特征在于，所述交联剂的用量为所述抗静电剂的5-20％。
  10. 根据权利要求1-9任一项所述的一种动态硫化抗静电TPV复合材料，其特征在于，所述交联剂的用量为所述抗静电剂的8-12％；优选地，所述交联剂的用量为所述抗静电剂的10％。
  11. 根据权利要求1-10任一项所述的一种动态硫化抗静电TPV复合材料，其特征在于，所述热稳定剂包括抗氧剂中的一种或多种，优选包括2,6-叔丁基-4-甲基苯酚、四(4-羟基-3，5-二叔丁基苯基丙酸)季戊四醇酯、3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸十八酯、亚磷酸三苯酯和亚磷酸三壬基苯酯中的一种或多种，进一步优选包括2,6-叔丁基-4-甲基苯酚。
  12. 根据权利要求1-11任一项所述的一种动态硫化抗静电TPV复合材料，其特征在 于，所述热稳定剂的用量为所述聚丙烯、所述三元乙丙橡胶和所述热塑性聚氨酯弹性体的质量之和的0.3-0.7％；优选地，所述热稳定剂的用量为所述聚丙烯、所述三元乙丙橡胶和所述热塑性聚氨酯弹性体的质量之和的0.4-0.6％。
  13. 根据权利要求1-12任一项所述的一种动态硫化抗静电TPV复合材料，其特征在于，所述紫外光吸收剂的用量为所述聚丙烯、所述三元乙丙橡胶和所述热塑性聚氨酯弹性体的质量之和的0.3-0.7％；优选地，所述紫外光吸收剂的用量为所述聚丙烯、所述三元乙丙橡胶和所述热塑性聚氨酯弹性体的质量之和的0.4-0.6％。
  14. 根据权利要求1-13任一项所述的一种动态硫化抗静电TPV复合材料，其特征在于，所述紫外光吸收剂包括二苯甲酮类紫外光吸收剂、苯并三唑类紫外光吸收剂和哌啶类紫外光吸收剂中的一种或多种，优选包括2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2，2’-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑和双(2，2，6，6-四甲基哌啶)癸二酸酯中的一种或多种，进一步优选包括2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮。
  15. 如权利要求1-14任一所述的一种动态硫化抗静电TPV复合材料的制备方法，其特征在于，按比例将聚丙烯、三元乙丙橡胶、热塑性聚氨酯弹性体、抗静电剂、流动改性剂、交联剂、热稳定剂和紫外光吸收剂充分混合后挤出，得到一种动态硫化抗静电TPV复合材料；
    优选地，所述一种动态硫化抗静电TPV复合材料的制备方法包括：
    按比例将三元乙丙橡胶、热塑性聚氨酯弹性体和抗静电剂进行混炼，之后加入聚丙烯、流动改性剂、交联剂、热稳定剂和紫外光吸收剂，充分混合后挤出，得到一种动态硫化抗静电TPV复合材料。
  16. 根据权利要求15所述的一种动态硫化抗静电TPV复合材料的制备方法，其特征在于，所述混炼的温度为50-80℃，优选为60-70℃，进一步优选为60℃；
    优选地，所述混炼的时间为20min以上，优选为20-40min，进一步优选为30min。
  17. 根据权利要求15或16所述的一种动态硫化抗静电TPV复合材料的制备方法，其特征在于，所述挤出的温度为150℃以上，优选为175-200℃，进一步优选为180℃。
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