本发明涉及抗静电，具体为一种持久抗静电聚氨酯弹性体及其制备方法。
背景技术：
1、聚氨酯弹性体以其优异的力学性能和广泛的应用，已成为重要的热塑性弹性体材料之一，但是其本身具有良好的绝缘性，在使用过程中易通过摩擦产生静电，而静电的积累易导致短路火灾，严重时产生爆炸等危害，因而限制了其在一些需要抗静电等领域中的应用；为了使聚氨酯弹性体满足不同性能、场合的要求，对聚氨酯弹性体抗静电的研究变得更加广泛且深入。
2、聚氨酯弹性体常见抗静电的方法为添加抗静电剂，这些抗静电剂有季铵盐型表面活性剂和复合添加型抗静电剂，其中专利cn105566685a公开了抗静电聚氨酯树脂及其应用，用导电炭黑、碳纳米管、分散剂和增塑剂制得导电色膏，加入到聚氨酯体系中，赋予聚氨酯材料均匀的黑色色调，解决了导电炭黑在聚氨酯体系中分散困难的问题，提高了聚氨酯弹性体的抗静电性，但是导电炭黑在聚氨酯体系中的分散属于物理分散，导电炭黑粒子之间较强的相互作用，导致导电炭黑粒子在聚氨酯体系中极易团聚，另外添加大量的碳纳米管在聚氨酯中具有较差的分散性，导致难以达到较好的导电效果，又会降低材料的强度、韧性等；本发明通过制备的咪唑型磺化甜菜碱抗静电剂与表面羧化的碳纳米管接枝，少量的改性碳纳米管与聚氨酯弹性体粒子共混塑炼，得到了电阻率低且力学性能优异的持久抗静电聚氨酯弹性体材料。
技术实现思路
1、本发明解决的技术问题是：
2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种持久抗静电聚氨酯弹性体及其制备方法，解决了聚氨酯弹性体使用过程中易产生静电的问题。
3、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
4、一种持久抗静电聚氨酯弹性体的制备方法，所述制备方法如下：
5、步骤s1：向反应瓶中加入羧基化碳纳米管和去离子水，超声分散10-30min，加入n-羟基丁二酰亚胺和1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，搅拌溶解，加入对氨基苄基咪唑甜菜碱，在20-35℃下反应24-36h后，离心，乙醇洗涤，干燥后得到咪唑甜菜碱修饰碳纳米管。
6、步骤s2：将聚氨酯弹性体粒料、抗氧化剂1010和咪唑甜菜碱修饰碳纳米管混合均匀，加入双辊塑炼机进行塑炼，在160-180℃下混炼10-20min，接着在平板硫化机上加压至14-16mpa热压10-30min，然后在10-12mpa下冷压5-10mim，待其冷却至室温后，得到持久抗静电聚氨酯弹性体。
7、进一步的，所述步骤s1中n-羟基丁二酰亚胺、1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和对氨基苄基咪唑甜菜碱的质量分别为羧基化碳纳米管质量的420-550％、520-710％和190-240％。
8、进一步的，所述步骤s2中咪唑甜菜碱修饰碳纳米管的质量为聚氨酯弹性体粒料质量的1-8％。
9、进一步的，所述对氨基苄基咪唑甜菜碱的制备方法如下：
10、步骤s3：向反应瓶中加入咪唑和去离子水，搅拌均匀，加入对硝基溴化苄，缓慢加入氢氧化钠，在20-35℃下反应12-24h，然后在90-110℃下回流5-12h，反应结束后，冷却至室温，过滤，去离子水洗涤，干燥后得到对硝基苄基咪唑。制备工艺如下：
11、
12、步骤s4：向反应瓶中加入对硝基苄基咪唑和乙酸乙酯，搅拌均匀，加入2-氯乙基磺酸钠，搅拌反应，反应结束后，过滤，乙酸乙酯和乙醚洗涤，浓缩后得到对硝基苄基咪唑甜菜碱。制备工艺如下：
13、
14、步骤s5：向反应瓶中加入对硝基苄基咪唑甜菜碱和乙醇，搅拌溶解，接着加入去离子水、铁粉和浓度为1.8-2.2mol/l的盐酸，反应结束后，加入乙酸乙酯和氢氧化钠，析出沉淀，过滤，乙酸乙酯和饱和氯化钠洗涤，干燥后得到对氨基苄基咪唑甜菜碱。制备工艺如下：
15、
16、进一步的，所述步骤s3中氢氧化钠和对硝基溴化苄的质量分别为咪唑质量的50-68％和330-390％。
17、进一步的，所述步骤s4中2-氯乙基磺酸钠的质量为对硝基苄基咪唑质量的85-120％。
18、进一步的，所述步骤s4中反应温度为80-100℃，回流时间为8-16h。
19、进一步的，所述步骤s5中铁粉的质量是对硝基苄基咪唑甜菜碱质量的105-140％。
20、进一步的，所述步骤s5中反应温度为20-35℃，反应时间为18-36h。
21、与现有技术相比，本发明具有以下优点：
22、咪唑和对硝基溴化苄在氢氧化钠的作用下，得到对硝基苄基咪唑，接着与2-氯乙基磺酸钠发生季铵化反应，得到对硝基苄基咪唑甜菜碱，然后在铁粉盐酸的还原体系中制备出对氨基苄基咪唑甜菜碱，接着利用对氨基苄基咪唑甜菜碱的氨基与羧基化碳纳米管的羧基，在n-羟基丁二酰亚胺和1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的参与下，得到咪唑甜菜碱修饰碳纳米管，最后与聚氨酯弹性体粒子在双辊塑炼机上进行塑炼，得到持久抗静电聚氨酯弹性体。
23、咪唑甜菜碱兼具有两性表面活性剂的优良特性，分子中带正电的季铵盐和带负电的磺酸基团，作为抗静电剂使用时，在材料表面形成一层亲水基向外的膜，可以吸附空气中的水分子，形成一层均匀导电层来消除静电，由于链段运动，内部的抗静电剂还能不断向外迁移补充，使聚集的静电荷易于扩散到大气中，减少材料表面的电荷数量，同时还可以发生自身离子化，传导电荷达到抗静电的目的；碳纳米管是一种极大的中空管状结构材料，碳原子之间是sp2杂化，每个碳原子有一个未成对电子，使其具有良好的导电性能，同时还可以改善材料的力学性能，将制备的对氨基苄基咪唑甜菜碱小分子键合到羧基化碳纳米管上，再与聚氨酯弹性体粒子混炼，接枝改性后的碳纳米管与弹性体形成良好的界面相容性，可以在弹性体中均匀分散，从而使材料保持抗静电持久性的同时提高了机械性能。
1.一种持久抗静电聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，所述制备方法如下：
2.根据权利要求1所述的持久抗静电聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中n-羟基丁二酰亚胺、1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和对氨基苄基咪唑甜菜碱的质量分别为羧基化碳纳米管质量的420-550％、520-710％和190-240％。
3.根据权利要求1所述的持久抗静电聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中咪唑甜菜碱修饰碳纳米管的质量分为聚氨酯弹性体粒料质量的1-8％。
4.根据权利要求1所述的持久抗静电聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，所述对氨基苄基咪唑甜菜碱的制备方法如下：
5.根据权利要求4所述的持久抗静电聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，所述步骤s3中氢氧化钠和对硝基溴化苄的质量分别为咪唑质量的50-68％和330-390％。
6.根据权利要求4所述的持久抗静电聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，所述步骤s4中2-氯乙基磺酸钠的质量为对硝基苄基咪唑质量的85-120％。
7.根据权利要求4所述的持久抗静电聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，所述步骤s4中反应温度为80-100℃，回流时间为8-16h。
8.根据权利要求4所述的持久抗静电聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，所述步骤s5中铁粉的质量是对硝基苄基咪唑甜菜碱质量的105-140％。
9.根据权利要求4所述的持久抗静电聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，所述步骤s5中反应温度为20-35℃，反应时间为18-36h。
