本技术涉及脚垫材料领域，尤其涉及一种抗静电的环保汽车脚垫及其制备方法。
背景技术：
1、随着汽车工业的发展，汽车脚垫作为汽车内饰的重要组成部分，在提供驾驶者和乘客舒适脚感的同时，还具有保护车辆原有地毯不受磨损、防止污渍渗入车体以及提高车内清洁度的功能。
2、近年来，随着消费者对个性化和高品质生活追求的提升，市场上出现了越来越多的定制化汽车脚垫产品。这些脚垫依据特定车型进行精确测量和设计，能够更好地贴合车辆地板轮廓，从而提高了脚垫的稳定性和美观性。此外，为了进一步提升脚垫的功能性和耐用性，新材料的应用也成为了研发的重点。
3、目前，市面上常见的汽车脚垫材料包括橡胶、pvc(聚氯乙烯)、tpe(热塑性弹性体)等。其中，tpe作为一种新型环保材料，近年来在汽车脚垫领域崭露头角，其结合了塑料的易加工性和橡胶的弹性，且具有优异的耐磨、抗裂性等性能，且无毒无味等优点，符合现有消费者对于汽车脚垫材料的需求。
4、但同时，tpe材料在汽车脚垫的应用中依旧出现了一些问题，例如tpe材料汽车脚垫的抗静电性、防水性以及耐老化性需要大幅度的提升，以满足现有的汽车脚垫更高的消费需求。因此，为了解决上述问题，本技术提供了一种抗静电的环保汽车脚垫及其制备方法，其能够在保持优良的力学机械性能的同时，大幅提高汽车脚垫的抗静电、防水、耐老化和耐氧化等性能，具有优异的实用性能，满足了现有消费者对于汽车脚垫的性能需求，具有优异的市场应用价值。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本技术第一方面提供了一种抗静电的环保汽车脚垫，以质量份计，原料为：tpe 60～75份，改性树脂15～25份，功能树脂10～25份，油剂3～5份，抗静电剂8～15份，分散剂6～10份，偶联剂1～2份，助剂10～20份。
2、作为一种优选的方案，所述tpe，改性树脂和功能树脂的质量比为(6.5～7.5)：(2～2.5)：(1.5～2)。
3、作为一种优选的方案，所述tpe，改性树脂和功能树脂的质量比为(6.6～7)：(2.2～2.4)：(1.6～1.8)。
4、作为一种优选的方案，所述改性树脂和抗静电剂的质量比为(2～2.5)：(1～1.4)。
5、作为一种优选的方案，所述tpe为sebs。
6、作为一种优选的方案，所述sebs的重均分子量为60000～150000。
7、作为一种优选的方案，所述sebs为重均分子量70000～80000的sebs和重均分子量120000～140000的sebs的组合物。
8、作为一种优选的方案，所述重均分子量70000～80000的sebs和重均分子量120000～140000的sebs的质量比为(1.5～2)：(4～5)。
9、作为一种优选的方案，所述改性树脂的制备方法包括以下步骤：s1：将丙烯腈，甲基丙烯酸缩水甘油酯和二苯甲酮加入到反应容器中氮气下波长350～400nm辐照反应2～3h，得到预聚体；s2：将预聚体，丙烯酰胺，α-甲基苯乙烯和n-乙烯基己内酰胺混合均匀加入至丙酮溶剂中，之后加入过氧化苯甲酰，并升温至75～85℃密闭搅拌反应8～12h，加入三乙醇胺调节ph至8～8.5，之后过滤并将产物去离子水洗涤得到预产物；s3：将预产物与丁二酸酐和3-氨基丙基三乙氧基硅烷混合，保持温度60～65℃反应1.5～2h，完成后产物过滤洗涤，真空烘干后即得。
10、作为一种优选的方案，所述丙烯腈，甲基丙烯酸缩水甘油酯和二苯甲酮的质量比为(6～9)：(2～3.5)：(0.5～0.8)。
11、作为一种优选的方案，所述预聚体，丙烯酰胺，α-甲基苯乙烯和n-乙烯基己内酰胺的质量比为(8～11)：(20～35)：(2～4)：(1～3)。
12、作为一种优选的方案，所述预聚体，丙烯酰胺，α-甲基苯乙烯和n-乙烯基己内酰胺的质量比为(9～10)：(25～30)：(2.5～3)：(1～1.8)。
13、作为一种优选的方案，所述预产物与丁二酸酐和3-氨基丙基三乙氧基硅烷的质量比为(10～15)：(2～3)：(0.4～0.6)。
14、本技术中加入的改性树脂能够有效提高汽车脚垫的力学机械性能的同时，大幅提高其抗静电、防水以及耐老化等性能。首先，加入的改性树脂其携带的多种活性基团能够大幅增强其与tpe基料的交联反应强度，从而在脚垫材料的制备过程中形成更加致密的三维交联网络结构，该结构的存在能够在材料混合固化后大幅度降低体系内的游离基团和水分子的游离速度，减少其之间的接触频率进而在长期使用过程中能够保持优异的内部体系极低反应活性和水分子渗透阻力；其次，加入的改性树脂其能够在脚垫材料制备过程中通过良好的分子间作用和氢键作用将本技术中加入的抗静电剂进行有效包裹，在整个制备过程中充当了抗静电剂粒子的高效相容性载体，进而大幅提高了抗静电粒子在脚垫材料体系中的均匀性增加电子通路的平均长度，且能够大幅增加抗静电剂粒子在脚垫表面的含量，从而大幅增加表面粗糙度和降低表面能，不仅具有良好的防滑效果，还能够大幅降低脚垫表面的水合层形成速度，大幅提高水分子渗透阻力，进而在长期使用过程中不仅有效协助增强抗静电性能还能够保有良好的力学以及防水性能。
15、作为一种优选的方案，所述功能树脂为pvc树脂、eva树脂、环氧嵌段树脂或pc树脂中的至少一种。
16、作为一种优选的方案，所述功能树脂为pvc树脂和环氧嵌段树脂的组合物。
17、作为一种优选的方案，所述pvc树脂和环氧嵌段树脂的质量比为(5～5.5)：(2～2.8)。
18、作为一种优选的方案，所述pvc树脂的重均分子量为60000～80000。
19、作为一种优选的方案，所述环氧嵌段树脂的重均分子量为5000～10000。
20、作为一种优选的方案，所述油剂为环烷油或环氧大豆油。
21、作为一种优选的方案，所述油剂为环氧大豆油。
22、作为一种优选的方案，所述抗静电剂为改性碳纤维。
23、作为一种优选的方案，所述改性碳纤维的制备方法包括以下步骤：s1：将二氧化钛，丁二酸酐和六水硝酸锌混合加入至dmf溶液中，升温至50～60℃保温40～60min，保温期间滴加加入2,5-二羟基对苯二甲酸的dmf溶液，滴加完成后升温至80～85℃保温反应5～6h；s2：将碳纤维混合加入至dmf溶剂中，加入丁二酸酐和三异硬脂酰基钛酸异丙酯并升温至60～70℃保温反应3～3.5h，完成后过滤洗涤取出，得到预处理碳纤维；s3：将预处理碳纤维加入至s1的反应容器中，升温至120～130℃，100～150rpm搅拌反应28～35h，反应完成后将产物过滤取出，加入至去离子水中升温至60～70℃并以300～400w功率超声震荡2～3h，之后自然冷却至室温，离心过滤，依次去离子水和甲醇洗涤产物循环2～3次，80～90℃真空烘干后，即得。
24、作为一种优选的方案，所述二氧化钛，丁二酸酐，六水硝酸锌和2,5-二羟基对苯二甲酸的质量比为(0.6～0.8)：(1.1～1.3)：(1.4～1.8)：(2.8～3.4)。
25、作为一种优选的方案，所述碳纤维，丁二酸酐和三异硬脂酰基钛酸异丙酯的质量比为(3～3.5)：(1～1.5)：(0.4～0.6)。
26、作为一种优选的方案，所述二氧化钛和预处理碳纤维的质量比为(0.6～0.8)：(5～5.5)。
27、作为一种优选的方案，所述二氧化钛的平均粒径为10～20nm。
28、作为一种优选的方案，所述碳纤维的平均直径为6.5～8μm；所述碳纤维的平均长度为4～6mm。
29、本技术中加入的改性碳纤维抗静电剂粒子能够有效提高汽车脚垫材料的力学、防水、耐老化和抗静电性能。首先，加入的改性碳纤维粒子表面具有的更多的活性位点和活性基团能够通过改性树脂的协助大幅增强其与体系之间的结合连接力，不仅能够加强其在体系中的分散和固化后的固定作用，还能够在外力作用时能够改性碳纤维和其表面负载的复合粒子形成有效的点线支撑和连接结构，从而在外力作用时不同于现有抗静电剂粒子，能够提高大幅度的力学和机械性能增强效果；其次，其形成的复合结构能够大幅增强电子在碳纤维上的流动通路长度，且能够通过电子和空穴的聚集作用大幅降低电子的回溯和逆流现象，且更好的分散效果形成了相互连接的更长的电子消散路径，能够将电子从材料内部直接高速运输至汽车脚垫材料的表面，大幅加快电子消散速度，避免静电积累，获得优异的抗静电性能。
30、作为一种优选的方案，所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠和羧甲基纤维素的组合物。
31、作为一种优选的方案，所述十二烷基苯磺酸钠和羧甲基纤维素的质量比为(4～5)：(1～1.5)。
32、作为一种优选的方案，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂。
33、作为一种优选的方案，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
34、作为一种优选的方案，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
35、作为一种优选的方案，所述助剂至少包括阻燃剂，光亮剂和抗氧化剂。
36、作为一种优选的方案，所述阻燃剂，光亮剂和抗氧化剂的质量比为(6～8)：(2～3)：(1～2)。
37、作为一种优选的方案，所述阻燃剂为磷酸酯类阻燃剂中的至少一种。
38、作为一种优选的方案，所述阻燃剂为磷酸三甲苯酯。
39、作为一种优选的方案，所述光亮剂为聚乙烯蜡或聚丙烯蜡。
40、作为一种优选的方案，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168、抗氧剂330中的至少一种。
41、本技术第二方面提供了一种上述抗静电的环保汽车脚垫的制备方法，具体包括以下步骤：s1：将tpe，改性树脂，功能树脂，抗静电剂，分散剂，助剂加入至高速搅拌机中300～400rpm转速搅拌40～60min混合均匀，得预混料；s2：将预混料加入至双螺杆挤出机中，并加入油剂和偶联剂，控制加热温度为190～220℃，熔融混合挤出并50～60℃水冷造粒，得到混合粒；s3：将混合粒送入注塑机，以180～200℃注入到汽车脚垫模具成型，注塑完成后取出成型制品冷却至30～40℃，成型制品经过修边、清洗和尺寸修剪后，即得。
42、本技术具有的有益效果：
43、1、本技术中提供的一种抗静电的环保汽车脚垫，其能够在保持优良的力学机械性能的同时，大幅提高汽车脚垫的抗静电、防水、耐老化和耐氧化等性能，具有优异的实用性能，满足了现有消费者对于汽车脚垫的性能需求，具有优异的市场应用价值。
44、2、本技术中提供的一种抗静电的环保汽车脚垫，其加入的改性树脂携带的多种活性基团能够大幅增强其与tpe基料的交联反应强度，从而在脚垫材料的制备过程中形成更加致密的三维交联网络结构，该结构的存在能够在材料混合固化后大幅度降低体系内的游离基团和水分子的游离速度，减少其之间的接触频率进而在长期使用过程中能够保持优异的内部体系极低反应活性和水分子渗透阻力。
45、3、本技术中提供的一种抗静电的环保汽车脚垫，其加入的改性树脂能够在脚垫材料制备过程中通过良好的分子间作用和氢键作用将本技术中加入的抗静电剂进行有效包裹，在整个制备过程中充当了抗静电剂粒子的高效相容性载体，进而大幅提高了抗静电粒子在脚垫材料体系中的均匀性增加电子通路的平均长度，且能够大幅增加抗静电剂粒子在脚垫表面的含量，从而大幅增加表面粗糙度和降低表面能，不仅具有良好的防滑效果，还能够大幅降低脚垫表面的水合层形成速度，大幅提高水分子渗透阻力，获得优异防水性能。
46、4、本技术中提供的一种抗静电的环保汽车脚垫，加入的改性碳纤维抗静电剂粒子能够有效提高汽车脚垫材料的力学、防水、耐老化和抗静电性能；改性碳纤维粒子表面具有的更多的活性位点和活性基团能够通过改性树脂的协助大幅增强其与体系之间的结合连接力，不仅能够加强其在体系中的分散和固化后的固定作用，还能够提供固定的力学支撑和连接作用；另一方面，其形成的复合结构能够大幅增强电子在碳纤维上的流动通路长度，且能够通过电子和空穴的聚集作用大幅降低电子的回溯和逆流现象，且更好的分散效果形成了相互连接的更长的电子消散路径，能够将电子从材料内部直接高速运输至汽车脚垫材料的表面，大幅加快电子消散速度，避免静电积累，获得优异的抗静电性能。
1.一种抗静电的环保汽车脚垫，其特征在于：以质量份计，原料为：tpe 60～75份，改性树脂15～25份，功能树脂10～25份，油剂3～5份，抗静电剂8～15份，分散剂6～10份，偶联剂1～2份，助剂10～20份；
2.根据权利要求1所述的抗静电的环保汽车脚垫，其特征在于：所述tpe为sebs；所述sebs的重均分子量为60000～150000。
3.根据权利要求2所述的抗静电的环保汽车脚垫，其特征在于：所述sebs为重均分子量70000～80000的sebs和重均分子量120000～140000的sebs的组合物；所述重均分子量70000～80000的sebs和重均分子量120000～140000的sebs的质量比为(1.5～2)：(4～5)。
4.根据权利要求3所述的抗静电的环保汽车脚垫，其特征在于：所述功能树脂为pvc树脂和环氧嵌段树脂的组合物；所述pvc树脂和环氧嵌段树脂的质量比为(5～5.5)：(2～2.8)。
5.根据权利要求4所述的抗静电的环保汽车脚垫，其特征在于：所述pvc树脂的重均分子量为60000～80000。
6.根据权利要求5所述的抗静电的环保汽车脚垫，其特征在于：所述环氧嵌段树脂的重均分子量为5000～10000。
7.根据权利要求6所述的抗静电的环保汽车脚垫，其特征在于：所述改性碳纤维的制备方法包括以下步骤：s1：将二氧化钛，丁二酸酐和六水硝酸锌混合加入至dmf溶液中，升温至50～60℃保温40～60min，保温期间滴加加入2,5-二羟基对苯二甲酸的dmf溶液，滴加完成后升温至80～85℃保温反应5～6h；s2：将碳纤维混合加入至dmf溶剂中，加入丁二酸酐和三异硬脂酰基钛酸异丙酯并升温至60～70℃保温反应3～3.5h，完成后过滤洗涤取出，得到预处理碳纤维；s3：将预处理碳纤维加入至s1的反应容器中，升温至120～130℃，100～150rpm搅拌反应28～35h，反应完成后将产物过滤取出，加入至去离子水中升温至60～70℃并以300～400w功率超声震荡2～3h，之后自然冷却至室温，离心过滤，依次去离子水和甲醇洗涤产物循环2～3次，80～90℃真空烘干后，即得。
8.根据权利要求7所述的抗静电的环保汽车脚垫，其特征在于：所述二氧化钛，丁二酸酐，六水硝酸锌和2,5-二羟基对苯二甲酸的质量比为(0.6～0.8)：(1.1～1.3)：(1.4～1.8)：(2.8～3.4)；所述二氧化钛和预处理碳纤维的质量比为(0.6～0.8)：(5～5.5)。
9.根据权利要求8所述的抗静电的环保汽车脚垫，其特征在于：所述助剂至少包括阻燃剂，光亮剂和抗氧化剂；所述阻燃剂，光亮剂和抗氧化剂的质量比为(6～8)：(2～3)：(1～2)。
10.一种根据权利要求1～9任一项所述的抗静电的环保汽车脚垫的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：s1：将tpe，改性树脂，功能树脂，抗静电剂，分散剂，助剂加入至高速搅拌机中300～400rpm转速搅拌40～60min混合均匀，得预混料；s2：将预混料加入至双螺杆挤出机中，并加入油剂和偶联剂，控制加热温度为190～220℃，熔融混合挤出并50～60℃水冷造粒，得到混合粒；s3：将混合粒送入注塑机，以180～200℃注入到汽车脚垫模具成型，注塑完成后取出成型制品冷却至30～40℃，成型制品经过修边、清洗和尺寸修剪后，即得。
