永久性聚烯烴抗靜電劑及其制備方法技術

一種永久性聚烯烴抗靜電劑，其化學結構式如(1)式或(2)式所示：式中，R代表H或CH3，R’代表H或CH3或CH2COOM，M代表H或Na或K或Li，n為1-30的整數，m為0-30的整數。本發明專利技術中的抗靜電劑可以采用溶液接枝法或乳液接枝法得到。所制備的抗靜電劑耐熱耐化學性優良，抗靜電性能顯著，與聚烯烴相容性好，可使聚烯烴體積電阻下降3-6個數量級。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及改性聚合物，具體涉及一種。
技術介紹
聚烯烴具有優良的絕緣性能，其體積電阻率一般在1016Ω · Cm 1019Ω · cm，表面電阻為IO14 IO16 Ω。聚烯烴自身或聚烯烴與其它物體表面相互摩擦時，表面間發生電子或離子的移動而產生電荷，兩者分離后就會帶上等量的異性電荷而產生靜電。靜電大多可以從材料表面泄漏。但由于聚烯烴的導電性差，電荷無法泄漏，致使靜電現象越發嚴重，在很多場合會引發事故，甚至造成很大損失。如制造BOPP薄膜時，靜電會吸附粉塵、毛發等異物；因摩擦極易產生靜電積累并放電，特別是高達數萬伏的靜電放電極易引燃有機溶劑，發 生火災事故。除薄膜的加工過程以外，對于非薄膜的加工過程，靜電會造成樹脂易吸灰塵、產品涂層困難等。在聚丙烯制品的使用過程中，由塑料薄膜制作的包裝材料對所包裝的產品，特別是電子產品極易產生靜電危害。與其它物體摩擦接觸，易產生電火花。電火花會給儀器帶來操作上的故障，嚴重的則會引起火災或爆炸。因此，聚丙烯在很多使用場合，必須對其進行抗靜電處理，消除靜電危害。抗靜電劑是BOPP薄膜助劑中需求最大的品種，基本上BOPP薄膜生產過程中都需要加入抗靜電劑。目前，賦予聚烯烴抗靜電性能的方法主要有兩種，一是表面涂覆法，即在聚烯烴制品表面涂覆一層抗靜電劑。該方法的缺點是制品表面的抗靜電劑容易脫落、流失，持久性差，不耐水洗。二是采用共混的方法，將抗靜電劑與聚烯烴共混，可以得到既有一定抗靜電性能，又有良好力學性能的材料。抗靜電劑的種類很多，按照結構特征又分為表面活性劑類、無機鹽類、導電填料、永久性高分子類等。表面活性劑類用量少，通過富集在表面，吸收水分，形成泄電網絡而起作用，其缺點是無法降低體積電阻率，抗靜電效果不持久，此外在比較干燥的情況下，由于表面吸收水分有限，該方法就會失效。而添加無機鹽類、導電填料等，在加入量過少時由于難以克服足夠的逾滲壁壘，所以幾乎沒有效果。加入量足夠多時又會影響材料的外觀性能及力學性能，因而不能廣泛使用。近年來，抗靜電劑向著高分子永久性抗靜電劑方向發展。高分子抗靜電劑的遷移性小，不易損耗，功效長久，被稱為永久性抗靜電劑。永久性抗靜電劑一般為含-COONa，-SO3Na, -OCH2CH3, -CONH2, -SO3H, -C00H等親水性官能團的聚合物。用這類親水性聚合物與聚丙烯等高分子共混，可獲得永久抗靜電性能。其主要特征是不影響材料本身的耐熱性和機械性能，適用面廣，且在基體中具有較好的分散效果。目前常用的永久性抗靜電劑有聚氧化乙烯(PEO)的共聚物、聚乙二醇體系、聚酰胺、環氧乙烷/環氧丙烷共聚物以及含有季銨鹽基團的甲基丙烯酸酯類共聚物等。永久性抗靜電劑必須良好分散在基體中，形成導電網絡才具有良好抗靜電能力，因此用量較大。專利CN 101463163A公開了一種永久性抗靜電材料及其制備方法，其抗靜電劑為十二烷基苯磺酸摻雜本征態聚苯胺制得的導電聚苯胺，取得的聚丙烯材料的體積電阻率和表面電阻率下降I 5個數量級，力學性能基本沒有變化。但是聚苯胺顏色較深，必然使聚丙烯色澤受到影響，因而其應用受到限制。專利CN101225200A公開了一種防靜電、導電的聚丙烯粒料的制備方法，將導電炭黑經過偶聯劑處理，然后按照不同比例與聚丙烯混合造粒，得到體積電阻在IXIO10至I X IO11 Ω · cm可調的聚丙纟布制品。專利CN101698727A介紹了一種適應于制造汽車內飾件的永久抗靜電的改性聚丙烯復合材料，包括聚丙烯，礦物填料，抗靜電劑，分散劑，抗靜電濃縮母粒和穩定劑。得到的改性聚丙烯材料表面光澤度高，具有良好的耐沖擊強度和抗張強度，表面電阻可以達到1Χ108Ω。但該專利并未涉及抗靜電劑的制備。聚烯烴蠟包含聚乙烯蠟(PEW)和聚丙烯蠟(PPW)，分子量一般在1000 10000，屬于低分子量的聚烯烴，熔點較低，與聚烯烴的相容性好，在聚烯烴材料加工中用作添加劑，可以改善材料的流動性，耐摩擦性能等。本專利技術通過對聚烯烴蠟進行改性，成為具有良好抗靜電性能的抗靜電劑。
技術實現思路
本專利技術的目的就是為了解決上述現有技術存在的問題，提供一種。為了達到上述目的，本專利技術采用了以下技術方案一種永久性聚烯烴抗靜電劑，其化學結構式如(I)式或(2)式所示R RR-CH2一C-CI^-CH—CH2-CH- ^ CH2-CH-^-Q R'(叫知H COOM(1) RrrIII—CH2-C-CH2-CH-CH2-CH- r I , COOM I /I H \ I [CH2-CH-CH一CH--H\ I / m Jn OCOOM(2)式中，R代表H或CH3, R’代表H或CH3或CH2COOM, M代表H或Na或K或Li，η為1-30的整數，m為0-30的整數。上述永久性聚烯烴抗靜電劑的一種制備方法是，采用溶液接枝法制備，所用原料及重量配比如下聚烯烴蠟100.0份；單體1.0-60. O 份；苯乙烯0-60.0份；引發劑0.05份-10.0份；中和試劑1.0-40. O 份；溶劑100-600份；將聚烯烴蠟溶解到溶劑中，加入單體、苯乙烯和引發劑進行接枝反應，然后用中和試劑的乙醇溶液中和，即得到永久性聚烯烴抗靜電劑。上述永久性聚烯烴抗靜電劑的另一種制備方法是，采用乳液接枝法制備，所用原料及重量配比如下聚烯烴蠟100.0份；乳化劑5·0-30. O 份；單體2·0-60. O 份；苯乙烯0-60.0份；引發劑0. 05份-10份;中和試劑I.0-40. O 份；水200-800份；將聚烯烴蠟加入乳化劑制成乳液；將苯乙烯、引發劑和單體滴加到乳液中進行接枝反應；然后用中和試劑的水溶液進行中和，即得到永久性聚烯烴抗靜電劑。上述永久性聚烯烴抗靜電劑的制備方法，其中，所述的聚烯烴蠟為聚乙烯蠟或聚丙烯蠟，分子量為1000-10000。上述永久性聚烯烴抗靜電劑的制備方法，其中，所述的單體為丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸酐或衣康酸。上述永久性聚烯烴抗靜電劑的制備方法，其中，所述的引發劑為過氧化苯甲酰、氧化二異丙苯、過氧化十二酰、二叔丁基過氧化物、叔丁基過氧化氫、叔丁基過氧化苯甲酸酯、1，4_雙(叔丁基過氧化異丙基)苯、偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈中的一種或幾種。上述永久性聚烯烴抗靜電劑的制備方法，其中，所述的中和試劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀或氫氧化鋰。上述永久性聚烯烴抗靜電劑的制備方法，其中，所述的乳化劑為吐溫-40、吐溫-60、斯盤-40、斯盤-60中的一種或幾種。上述永久性聚烯烴抗靜電劑的制備方法，其中，所述的溶劑為甲苯或二甲苯。與現有技術相比，本專利技術具有如下優點I、抗靜電劑的制備簡單，抗靜電劑體積電阻率低。2、抗靜電劑與聚烯烴有良好的相容性，添加5 20質量份時材料色澤及透明性好，力學性能基本不變。3、抗靜電劑屬于兩親高分子，不溶于水，用作抗靜電劑具有良好的耐水性。4、制備的接枝聚烯烴蠟也可用作極性改性劑。具體實施例方式本專利技術的抗靜電劑采用溶液接枝法制備時，具體步驟如下將聚烯烴蠟(WAX)溶解于90_140°C的溶劑中，加入單體、苯乙烯和引發劑進行接枝反應。1-4小時后，將中和試劑的乙醇溶液或中和試劑的乙醇-水(I 1，v/v)溶液加入到反應體系，中和10-60分鐘，將混合液倒入過量丙本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種永久性聚烯烴抗靜電劑，其化學結構式如(1)式或(2)式所示：式中，R代表H或CH3，R’代表H或CH3或CH2COOM，M代表H或Na或K或Li，n為1？30的整數，m為0？30的整數。FDA00002302162600011.jpg

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄭安吶，楊俊，危大福，許祥，管涌，李書召，胡福增，王書忠，
申請(專利權)人：華東理工大學，
類型：發明
國別省市：