防靜電優力膠及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及新型材料技術領域，尤其涉及一種防靜電優力膠及其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002]優力膠，又稱聚氨酯PU彈性體，是一種具有強度好，壓縮變形小，表面光滑且有光澤而致密，介于塑料和橡膠之間的一種新型材料，具有塑料的剛性，又有橡膠的彈性，可在-40°C?80°C溫度范圍內長期使用，其耐磨性和自潤滑性比絕大多數工程塑料優越，同時又具有良好的耐油、耐氧化物心梗那，是目前用的比較廣泛的替代橡膠。
[0003]優力膠配合儀器設備使用時，與空氣、水氣、灰塵等微粒發生摩擦可能容易產生靜電，如用于醫療器械中，靜電過多產生電火花，可能會導致麻醉劑等的爆炸，傷害醫生和病人；而在煤礦井的儀器設備中，會因靜電的積累產生火花而引發瓦斯爆炸。
[0004]總之，優力膠使用時，容易產生靜電，而靜電危害中最嚴重的靜電放電引起可燃物的起火和爆炸。為避免出現類似的危險情況，人們對優力膠的抗靜電進行了改善。
[0005]目前市場上常見的優力膠其防靜電性能主要通過外涂的方式，即將抗靜電劑涂覆于優力膠表面；或將優力膠浸漬于含有抗靜電劑的溶液中，經過干燥處理使得一層抗靜電劑附著于優力膠表面。
[0006]但是，這種外涂方式獲得的具有抗靜電能力的優力膠具有比較大的缺陷，優力膠長期外露在惡劣的環境如雨水沖刷等，容易導致表面的抗靜電劑涂層脫落，抗靜電失效；或者使用過程中出現磨損，也容易導致抗靜電部分失效或全部失效，易引發危險。因此，如何開發一種不會因為磨損或清洗導致抗靜電性能消失的防靜電優力膠就顯得十分重要。
【發明內容】
[0007]本發明實施例提供一種防靜電優力膠及其制備方法，以于克服現有優力膠存在的抗靜電性能容易失效等問題。
[0008]本發明實施例的另一目的在于提供該防靜電優力膠的應用。
[0009]為達到上述發明目的，本發明實施例采用的技術方案如下:
[0010]一種防靜電優力膠，包括按照重量份數的如下組分:
[0011]A組分 85?88份；
[0012]硫化劑 12?15份；
[0013]其中，以所述A組分總重量份計，所述A組分包括:
[0014]多元醇 70?75份；
[0015]固化劑 20?25份；
[0016]抗靜電劑I?5份。
[0017]以及，上述所述防靜電優力膠的制備方法，包括A組分的制備方法和防靜電劑優力膠的制備方法；
[0018]其中，
[0019]所述A組分的制備方法包括以下步驟:
[0020]按照上述所述的配方稱取多元醇、固化劑及抗靜電劑組分；
[0021]將稱取的所述多元醇進行加熱處理，形成第一物料液；
[0022]將所述第一物料液進行降溫處理后，再將稱取的所述固化劑加入，進行加熱反應處理，形成預聚體；
[0023]將稱取的所述抗靜電劑加入所述預聚體中進行再次反應處理，獲得A組分；
[0024]所述防靜電優力膠的制備方法包括以下步驟:
[0025]將所述A組分加熱至75°C?80°C，然后進行過濾處理；
[0026]并按照上述所述的配方組分分別稱取過濾處理后的A組分、硫化劑；
[0027]將稱取的所述硫化劑進行熔化處理，然后與稱取的所述A組分進行混料、澆注處理；
[0028]將所述澆注獲得的物料進行成型及硫化處理。
[0029]以及，相應地，上述防靜電優力膠或防靜電優力膠的制備方法制備的防靜電優力膠在電子、醫療器械、汽車零部件及儀器儀表領域中的應用。
[0030]上述實施例的防靜電優力膠，具有永久性防靜電性能，不會出現因長期使用或經常清洗而導致防靜電能力失效，適合推廣是應用。
[0031 ] 上述實施例的防靜電優力膠的制備方法，先制備A組分，再將A組分與硫化劑進行混合、澆注、成型及硫化處理，制備工藝簡單，反應條件溫和，可以工業化大規模生產。
[0032]上述實施例的防靜電優力膠應用于電子、醫療器械、汽車零部件及儀器儀表領域中，能夠永久性的具有防靜電性能，不會因為電子產品、醫療器械、汽車零部件以及儀器儀表的年久失修、安全檢查漏檢等出現因靜電的積累而可能引發的靜電危險事故。因此，具有巨大的應用前景。
【具體實施方式】
[0033]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0034]本發明實施例提供了一種防靜電優力膠，包括按照重量份數的如下組分:
[0035]A組分 85?88份；
[0036]硫化劑 12?15份；
[0037]其中，以所述A組分總重量份計，所述A組分包括:
[0038]多元醇 70?75份；
[0039]固化劑 2O?25份；
[0040]抗靜電劑I?5份。
[0041]其中，在任一實施例中，A組分為防靜電優力膠的主要組分，主要由多元醇、固化劑及抗靜電劑按上述重量份數比并且照常規混合反應而成。優選地，多元醇由多元醇I與多元醇II按照重量比為(64?78): (22?36)的比例進行混合而成，在該混合比例下有效分子量穩定，并且提高最終產品的耐磨系數。優選地，多元醇I選用數均分子量為900?1200的多元醇，該類型的多元醇I分子量穩定，有利于確定產品的成分。優選地，多元醇II選用數均分子量為2000?2500的多元醇，具體可采用數均分量為2000或2200的多元醇，該類型的多元醇II與多元醇I相互結合能夠增強最終產品耐磨性能。優選地，固化劑為異氰酸酯中的任一種，異氰酸酯因其結構中具有不飽和鍵，在與多元醇I及多元醇II的混合中，具有很高的反應活性，促進混合多元醇的羥基與其反應生成氨甲基酸酯。更為優選地，異氰酸酯的數均分子量在80?100之間，低分子量的異氰酸酯反應速度效快經濟效益適中，避免生產成本過高。
[0042]在任一實施例中，抗靜電劑為表面活性劑類內混型抗靜電劑或高分子永久型抗靜電劑中的至少一種。具體是將所述抗靜電劑與A組分中其他組分混合，使得抗靜電劑與A組分的其他組分呈均勻分散態。對于表面活性劑類內混型抗靜電劑，當其和多元醇1、多元醇II及固化劑混合物處于熔融狀態時，表面活性劑類內混型抗靜電劑分子就在聚合物與空氣的界面形成最稠密的取向排列，其中親油基伸向聚合物內部，親水基伸向聚合物外部。待聚合物固化后，抗靜電劑分子上的親水基都朝向空氣一側排列，形成一個單分子導電層。在加工和使用中，經過拉伸、摩擦和洗滌等會導致材料表面抗靜電劑分子層的缺損，抗靜電性能也隨之下降。但是不同于外涂敷型抗靜電劑，經過一段時間之后，材料內部的抗靜電劑分子又會不斷向表面迀移，使缺損部位得以恢復，重新顯示出抗靜電效果。由于該類型抗靜電劑是通過吸收環境水分，降低材料表面電阻率達到抗靜電目的，所以對環境濕度的依賴性較大。顯然，環境濕度越高，抗靜電劑分子的吸水性就越強，抗靜電性能就越顯著。而高分子永久型抗靜電劑屬親水性聚合物，當其和多元醇1、多元醇II及固化劑共混后，一方面由于其分子鏈的運動能力較強，分子間便于質子移動，通過離子導電來傳導和釋放產生的靜電荷；另一方面，抗靜電能力通過其特殊的分散形態體現。高分子永久型抗靜電劑主要是在制品表層呈微細的層狀或筋狀分布，構成導電性表層，而在中心部分幾乎呈球狀分布，形成所謂的“芯殼結構”，并以此為通路泄漏靜電荷。高分子永久型抗靜電劑通過降低材料體積電阻率來達到抗靜電效果，不完全依賴表面吸水，受環境的濕度影響比較小。
[0043]在任一實施例中，硫化劑為莫卡、或莫卡(英文簡稱:M0CA)與三羥甲基丙烷(英文簡稱:TMP)以任一比例形成的混合物、或莫卡與三羥甲基丙烷(英文簡稱:TMP)及三異丙醇胺(英文簡稱:TIPA)以任一比例形成的混合物中的任一種。莫卡作為硫化劑，在本發明實施例防靜電優力膠形成過程中，通過其交聯或架橋作用，而使得混合組分中的多元醇1、多元醇I1、固化劑、抗靜電劑等相互交聯形成網狀的穩定結構，最終獲得性能穩定的材料；當莫卡與三羥甲基丙烷混合時莫卡作為硫化劑，而三羥甲基丙烷則作為擴鏈劑，其分子結構中有3個羥甲基，可與有機酸反應生成單酯或多酯，兩者混合起到協同增強交聯或架橋作用；同樣地，當莫卡、三羥甲基丙烷及三異丙醇胺三者混合使用時，三異丙醇胺與三羥甲基丙烷的作用相同，三者混合同樣具有增強交聯或架橋的作用。
[0044]本發明實施例提供的防靜電優力膠，具有永久性抗靜電性能，不會因長時間使用或經常清洗等導致防靜電能力失效。因此，可大規模生產和使用。
[0045]相應地，本發明實施例還提供了該防靜電優力膠的制備方法，包括A組分的制備方法和防靜電劑優力膠的制備方法；
[0046]其中，
[0047]所述A組分的制備方法包括以下步驟:
[0048](I)按照上述所述的配方稱取多元醇、固化劑及抗靜電劑組分；
[0049](2)將稱取的所述多元醇進行加熱處理，形成第一物料液；
[0050](3)將所述第一物料液進行降溫處理后，再將稱取的所述固化劑加入，進行加熱反應處理，形成預聚體；
[0051](4)將稱取的所述抗靜電劑加入所述預聚體中進行再次反應處理，獲得A組分；
[0052]所述防靜電優力膠的制備方法包括以下步驟:
[0053](a)將所述A組分加熱至75°C?80°C，然后進行過濾處理；
[0054](b)并按照上述所述的配方組分分別稱取過濾處理后的A組分、硫化劑；
[0055](c)將稱取的所述硫化劑進行熔化處理，然后與稱取的所述A組分進行混料、澆注處理；
[0056](d)將所述澆注獲得的物料進行成型及硫化處理。
[0057]具體地，上述(2)中，采用反應釜作為反應裝置。先將多元醇置于反應釜加熱至35°C?45°C，多元醇為由數均分子量為900?1200的多元醇I和數均分子量為2000?2500的多元醇II按照(64?78): (22?36)混合而成。加熱處理時，控制反應釜溫度在55°C?60°C，控制反應釜在該溫度下，主要是為了提高多元醇I和多元醇II混合均勻及反應活性，加熱處理時間為5min?lOmin。
[0058]上述(3)中，將第一物料液的溫度將低至25°C?30°C，以避免加入固化劑時反應過快，不易控制反應進程。然后將反應釜溫度調整至55°C?60°C，恒溫反應2.5h?3.5h。
[0059]上述(4)中，將靜電劑加入后，仍然在55 °C?60 °C，恒溫反應2.5h?3.5h，以確保靜電劑參與混合反應完全。
[0060]在進行防靜電優力膠的制備之前，最好先將上述(4)獲得的A組分靜置至少28h，再投入使用，靜置時間越長使得其反應后的分子體系更加穩定，更加有效地體現其優異的防靜電效果。
[0061]具體地，上述(a)中，將A組分加熱至75°C?80°C，主要是為了提高其反應活性，以利于參與進一步的反應，以避免A