静电消散的TPU和其组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种通过使(a)至少一种聚酯多醇中间体与(b)至少一种二异氰酸酯和(c)至少一种增链剂反应制备的静电消散的热塑性聚氨酯组合物。所述聚酯多醇中间体可以衍生自至少一种二亚烷基二醇和至少一种二羧酸，或者其酯或酐。本发明专利技术进一步提供制备所述热塑性聚氨酯组合物的方法、包含所述热塑性材料的聚合物共混物和由所述热塑性材料制成的聚合物制品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】静电消散的TPU和其组合物
技术介绍
本专利技术涉及静电消散的热塑性聚氨酯(TPU)和其组合物。在大多数塑料的表面上静电电荷的形成和保留是公知的。由于低导电率，许多塑料材料具有积聚静电电荷的显著趋势。静电电荷的这种形成和保留可能很有问题。例如在热塑性膜的片材上静电电荷的存在可能造成片材彼此粘结，由此使得进一步加工时对它们的分离更困难。此外，静电电荷的存在造成灰尘粘结在例如塑料袋中包装的物品上，这可能不利于任何销售吸引力。微电子器件渐增的复杂性和敏感性使得电子工业特别关注静电放电的控制。即使低电压放电也可能对敏感的器件造成严重损坏。控制静电电荷积累和消散的需求通常需要用于这些器件的整个组装环境由部分导电的材料和/或静电放电(ESD)材料构成。也可以要求静电保护包装、工具箱、外壳和罩由导电聚合材料制成以储存、运输、保护或支承电器件和设备。防止在制造或使用期间积聚在塑料上的静电电荷积累已经通过使用各种ESD添加剂例如抗静电剂和ESD组分完成。这些添加剂可以作为涂料施涂，所述涂料可以在制造后喷涂或浸涂在制品上，尽管该方法通常导致暂时的解决方案。作为选择，在加工期间可以将这些材料引入用于制备制品的聚合物，由此提供更大的持久性措施。然而，这类ESD材料(ESD和/或抗静电剂)的引入表现出严重的问题。例如，大多数聚合物的传统加工所需的高温将通常损坏或破坏抗静电剂。此外，许多ESD试剂不与基质或者其中使用它们的基质聚合物混溶。这些问题可以导致聚合物或者包含聚合物的共混物的模塑性降低，因为在加工期间抗静电剂可以迁移或扩散到表面并且使涂料沉积在模塑面上，这可能破坏被模塑的制造部件上的表面修饰。在严重的情形下，制品表面变得油性并且有大理石花纹。大量抗静电剂也是阳离子或阴离子性质的。这些试剂容易造成塑料， 特别是PVC分解，并且导致脱色或者物理性能损失。使用ESD试剂可能出现的另外问题包括由于蒸发、磨损和清洗使它们的ESD能力损失，显现不希望的气味，和促进在与制造制品接触的制品表面上的应力裂化或龟裂。ESD试剂还可能对湿气非常敏感，导致在试剂暴露于水中的应用中减少的效力。在现有技术中有几种高分子量ESD试剂的例子。一般而言，这些添加剂是环氧乙烷或类似材料，比如环氧丙烷、表氯醇、缩水甘油醚等的高分子量聚合物。已经要求这些添加剂是高分子量材料以克服与ESD添加剂的迁移、蒸发和/或热稳定性相关的问题。然而， 这些现有技术ESD添加剂在导电性与可接受的可提取阴离子，特别是氯化物、硝酸盐、磷酸盐和硫酸盐的低水平之间不具有希望的平衡，这反过来可能造成包含这些ESD添加剂的任何制造制品对于一些最终应用而言具有不可接受的性能。另外，在现有技术中有在使用和不使用抗静电剂的情况下，具有好的ESD性能的某些聚醚热塑性聚氨酯的例子。然而，聚醚TPU组合物通常具有差的性能，包括差的相分离特性，实现高分子量的困难，与许多其他类型的主体聚合物不足的相容性，导致差的物理性能，和差的热性能，使得它们不适合于许多应用。聚酯TPU组合物通常具有较好的物理性能，但有差的ESD性能。需要具有聚醚TPU组合物的ESD性能和聚酯TPU组合物的物理性能的TPU组合物。
技术实现思路
本专利技术提供一种通过使(a)至少一种聚酯多醇中间体与(b)至少一种二异氰酸酯和(c)至少一种增链剂反应制备的静电消散的热塑性聚氨酯(ESD-TPU)组合物。所述聚酯多醇中间体可以衍生自至少一种二亚烷基二醇和至少一种二羧酸，或者其酯或酐。本专利技术还提供一种制备这类ESD-TPU聚合物和其组合物的方法。本专利技术的组合物可以进一步包含有效量的含金属的盐用于可接受的静电消散性倉泛。本专利技术的组合物可以是包含与至少一种聚合物基质混合的本文所述的ESD-TPU 组合物的聚合物共混物。本专利技术还提供成型聚合物制品，其中所述制品包含本文所述的ESD-TPU组合物。专利技术详述下面通过非限定性说明描述本专利技术的各个特征和实施方案。静电消散的热塑性聚氨酯用于本专利技术的静电消散的热塑性聚氨酯(ESD-TPU)聚合物通过三种反应物反应制备。第一种反应物是聚酯多醇中间体，第二种反应物是二异氰酸酯，和第三种反应物是增链剂。下面论述三种反应物的每一种。本专利技术的ESD-TPU聚合物和/或其组合物具有与传统的聚酯多醇衍生的TPU聚合物相比显著改进的ESD性能，并且与传统的聚醚多醇衍生的TPU聚合物相比也可以具有改进的物理性能和/或改进的离子清洁性能。在一个实施方案中，本专利技术的ESD-TPU聚合物和 /或其组合物具有至少与传统的聚醚多醇衍生的TPU聚合物和/或其组合物可媲美的ESD 性能，同时还具有至少与传统的聚酯多醇衍生的TPU聚合物和/或其组合物可媲美的物理性能和/或离子清洁性能。在一些实施方案中，通过ASTM D-257测量，本专利技术的ESD-TPU聚合物组合物具有不超过或者低于I. OxlO13欧姆/平方(Ω / □)的表面电阻率，和/或不超过或者低于 I. OxlO12欧姆-厘米的体积电阻率。在另一些实施方案中，ESD-TPU聚合物组合物具有不超过或者低于I. OxlO11欧姆/平方的表面电阻率，和/或不超过或者低于I. OxlO11欧姆-厘米的体积电阻率。在50%相对湿度下使用带电板式监控器测量，ESD-TPU聚合物组合物还可以具有从1000V到100V小于约I秒或者约O. I秒的静态衰减率，和/或在12%相对湿度下通过 FTMS101C测量，具有从5000V到50V或者从-5000V到-50V小于约I秒或者约O. I秒的静态衰减率。ESD-TPU聚合物组合物还可以具有一种或多种下述的物理性能，包括与上述的一种或多种ESD性能组合的实施方案。通过ASTMD-2240测量，所述组合物可以具有至少60 或70Shore(肖氏)A单位的硬度。通过ASTMD-412测量，所述组合物可以具有至少10、15、 17或甚至17. 9MPa的拉伸强度和超过300%、500%或甚至600%的极限伸长率。通过ASTM D-624使用模具C测量，所述组合物可以具有至少5或5. 6kg/mm的Graves撕裂值。通过ASTMD-3389或D4060-95测量，所述组合物可以具有不超过或者小于100、50、40或甚至 35mg的Taber (泰氏)损耗，每CS-17/1000转。所述组合物可以具有60，000-500，000或者 80，000-300, 000的重均分子量。通过ASTMD-1238步骤A在190°C料桶温度和3. 8kg活塞负荷下测量，所述组合物可以具有小于50、40或甚至35克/10分钟的熔体流动指数。在一些实施方案中，本专利技术还解决了获得并不还具有不可接受的高水平的可提取阴离子，特别是氯化物、硝酸盐、磷酸盐、氟化物、溴化物和硫酸盐阴离子以及铵阳离子的 ESD聚合物的问题。在该实施方案中，ESD TPU聚合物和/或其组合物具有少于约8，000份 /十亿(PPb)测量的来自氯化物阴离子、硝酸盐阴离子、磷酸盐阴离子、氟化物阴离子、溴化物阴离子和硫酸盐阴离子全部六种的组的总可提取阴离子，和少于约1，OOOppb的所述氯化物阴离子、少于约IOOppb的所述硝酸盐阴离子、少于约6，OOOppb的所述磷酸盐阴离子， 和少于约1，OOOppb的所述硫酸盐阴离子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢启威，D·A·梅尔策，Y·埃克斯坦，
申请(专利权)人：路博润高级材料公司，
类型：发明
国别省市：