一種高分子抗靜電劑及其制備方法和應用技術

本發明專利技術涉及一種高分子抗靜電劑，包括由原料甲基丙烯酸和甲基丙烯酸聚乙二醇酯自由基聚合反應制備而成。共聚物所用甲基丙烯酸聚乙二醇酯中聚乙二醇聚合度為9~125，聚合物重均分子量為10000~150000。該高分子抗靜電劑具有優異的抗靜電能力，同時可提高抗靜電劑和高聚物的共混性，減輕產生相分離現象，提高了高聚物的整體力學性能，可在印刷版材、涂層材料、紡織纖維制造領域中應用。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于高分子材料
，具體涉及一種高分子抗靜電劑及其制備方法和應用。
技術介紹
酚醛樹脂、聚氨酯樹脂、丙烯酸樹脂、滌綸樹脂、聚酰胺樹脂、聚二烯烴樹脂等聚合物廣泛應用于印刷版材、涂層材料、紡織纖維等產品的制造，這些高分子材料導電常數和導電性都很低，體積電阻率一般高達上萬Ω·m，在制成產品的加工工程以及在產品的包裝、運輸以及使用過程中容易積蓄靜電而發生危險，帶來一系列不良的影響。目前改善高分子材料導電性的方法之一就是采用抗靜電劑，抗靜電劑使用方法有兩種，即外用的和內用的。外用的、或局部的抗靜電劑是通過噴撒、擦搽或浸漬而施于聚合物的表面，這種外用抗靜電劑雖然適用于多種聚合物，但它們的效力只是暫時的，事后與溶劑接觸或與它物磨擦很容易失掉。內用抗靜電劑則是在聚合物加工過程中摻合于其中，這樣的表面活性抗靜電劑能夠補充因搬運處理而被磨蝕的抗靜電功，內用抗靜電劑部分地向聚合物表面遷移，具有長期的抗靜電保護作用。抗靜電劑一般都具有表面活性劑的特征，結構上同時具有極性基團和非極性基團。表面活性抗靜電劑可分為陽離子型的、陰離子型的和非離子型的。陽離子抗靜電劑通常是些長鏈的烷基季銨、磷或鏻鹽，以氯化物作平衡離子，它們在極性基質中，如硬質聚氯乙烯和苯乙烯類聚合物中效果很好，但對其熱穩定性有不良影響；陰離子抗靜電劑通常是些烷基磺酸、磷酸或二硫代氨基甲酸的堿金屬鹽，也是主要用于聚氯乙烯和苯乙烯類樹脂中，它們在聚烯烴類樹脂中的應用效果與陽離子抗靜電劑相似。在陰離子抗靜電劑中，烷基磺酸鈉已廣泛應用于苯乙烯系樹脂、聚氯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚碳酸酯中；非離子型抗靜劑如乙氧基化脂肪族烷基胺、乙氧基月桂酷胺及甘油一硬脂酸酯（GMS）等等為代表的一類抗靜電劑。它們廣泛地應用于聚乙烯、聚丙烯、ABS和其他苯乙烯系聚合物中。美國通用電氣US2005039369公開了一種含磺酸鏻鹽的抗靜電劑；日本東麗（TORAY）中國有限公司CN103122139公開了一種復合抗靜電劑，它含有含有磺酸鹽抗靜電劑和聚酰類聚合物；日本住友化學JP2006167469、JP2006273642公開了一類通過羧基交聯、特定結構銨鹽的抗靜電劑組合物。上述描述的抗靜電劑都存在含有小分子抗靜電劑，在高聚物中易產生相分離現象，影響高聚物的整體力學性能，特別是在印刷版材、涂層材料、內混性耐洗長久防靜電紡織纖維等產品的應有上有嚴重的缺陷。
技術實現思路
針對現有技術中存在的缺陷而提供了一種高分子抗靜電劑及其制備方法，該產品減輕產生相分離現象，提高了高聚物的整體力學性能。為實現上述目的，本專利技術采用的技術方案如下：本專利技術提供一種高分子抗靜電劑，其特征在于包括由原料甲基丙烯酸和甲基丙烯酸聚乙二醇酯自由基聚合反應制備而成。根據上述的高分子抗靜電劑，包括由如下重量份原料甲基丙烯酸1~50和甲基丙烯酸聚乙二醇酯60~100進行自由基聚合反應制備而成。根據上述的高分子抗靜電劑，由如下重量份原料進行自由基聚合反應制備而成：甲基丙烯酸1~40、甲基丙烯酸聚乙二醇酯60~99、引發劑0.2~3、阻聚劑0.2~2和溶劑100~450。以下對本專利技術進一步詳細描述：高分子材料電常數和導電性都很低，使用過程中容易易積蓄靜電，改善高分子材料導電性的方法之一就是采用抗靜電劑。抗靜電劑一般都具有表面活性劑的特征，結構上同時具有極性基團和非極性基團。極性親水基團可使高分子表面親合水分，水是高介電常數的液體而形成導電層。常用的親水極性基團有酸或酸酐基團：羧基、磺酸基、磷酸基、羧酸酐、馬來酸酐等；堿性基團：氨基、季胺堿等；酯基、內酯基；羥基、酚羥基及其衍生物；聚醚基：聚乙二醇、聚丙二醇等；酸基鹽、堿金屬鹽、季胺鹽等等，這些基團都可以實現親水。本專利技術的高分子抗靜電劑選用羧基和聚醚基組合，它們的組合能保證抗靜電劑表面有效地親合水分而形成導電層；非極性基團設計為長鏈烷基高分子結構，抗靜電劑和高分子材料共混，長鏈烷基和高分子材料纏繞而緊密結合，親水基團可使高分子表面形成一層向外排列的親導電膜，同時內部的親水基能向表面滲透以補充膜層的缺損。本專利技術的高分子抗靜電劑，可提高抗靜電劑和高聚物的共混性，減輕產生相分離現象，提高高聚物的整體力學性能。本專利技術的抗靜電劑為高分子共聚物，采用含親水支鏈羧基和聚醚基結構單元的丙烯酸單體共聚制造。支鏈羧基丙烯酸單體采用丙烯酸或甲基丙烯酸，支鏈聚醚基的丙烯酸單體采用丙烯酸聚乙二醇酯或甲基丙烯酸聚乙二醇酯，其中，（甲基）丙烯酸聚乙二醇酯中聚乙二醇聚合度為9~125。制造本專利技術所述的高分子抗靜電劑采取化學聚合的方法。合成共聚物采用溶液共聚、乳液共聚或本體聚合的方法，共聚反應可選無規共聚或嵌段共聚。聚合的引發劑包括過氧化物如二叔丁基過氧化物、苯甲酰基過氧化物，過硫酸鹽如過硫酸鉀、過硫酸胺，偶氮化合物如偶氮二異丁腈等。選用的阻聚劑為對苯二酚。所采用的溶劑為水、甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、丁醇、丙酮、甲乙酮、環己酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、四氫呋喃、1，4-二氧六環、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺丙酮、甲基乙基酮、環己烷、二氯化乙烯、甲苯、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇二甲醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、乙酰丙酮、二丙酮醇、乙二醇甲醚乙酸酯、乙二醇乙醚乙酸酯、乙二醇異丙醚、乙二醇丁醚乙酸酯、3-甲氧基丙醇、甲氧基甲氧基乙醇、二乙二醇甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇乙醚乙酸酯、二甲亞砜、乳酸甲酯和乳酸乙酯中一種或一種以上。共聚方式優選溶液無規聚合，本專利技術所述的高分子抗靜電劑的重均分子量范圍為10000~150000之間。根據權上述的高分子抗靜電劑的制備方法，包括如下步驟：（1）保護氣體氛圍保護下，向反應容器中依次加入配方量的甲基丙烯酸、甲基丙烯酸聚乙二醇酯、引發劑和溶劑100~450，開啟攪拌，于轉速為150~250r/min，反應溫度為40℃~100℃條件下反應6~9h得到混合物a；（2）向步驟（1）混合物a中加入阻聚劑終止反應，停止攪拌得到混合物b；（3）將步驟（2）混合物經過減壓蒸餾、真空干燥得到產品。所述步驟（1）中保護氣體為氮氣。所述步驟（1）中反應溫度為60℃~90℃。所述的高分子抗靜電劑在制備印刷版材、涂層材料、紡織纖維中應用。與現有技術相比，本專利技術的優點在于：本專利技術的優點是：1、抗靜電劑含外懸掛羧基和聚醚親水基團，聚合鏈為疏水基團，結構上具有極性基團和非極性基團的表面活性抗靜電劑的特征；2、設計為高分子型抗靜電劑，提高抗靜電劑和高聚物的共混性，減輕產生相分離現象，提高高聚物的整體力學性能；3、合成工藝簡單，成本低廉。具體實施方式以下實施例是對本專利技術的高分子抗靜電劑及制造方法和用途具體說明，但本專利技術的內容并不限定如此。在實施例中，本專利技術中的化學試劑為市售，丙烯酸或甲基丙烯酸均來自日本三菱麗陽；丙烯酸聚乙二醇酯或甲基丙烯酸聚乙二醇酯：均來自British-Sigma；過氧化苯甲酰、偶氮二異丁腈來自福森化學；乙二醇甲醚、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺來自聯碳化學；四氫呋喃來自埃克森美孚（中國）；丙酮、丁酮來自天津化學試劑一廠。實施例1：高分子抗靜電劑A1:向500ml燒瓶瓶中加入丙烯酸1.0g、甲基丙烯酸聚乙二醇酯(n=125)99.0g、過氧本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高分子抗靜電劑，其特征在于包括由原料甲基丙烯酸和甲基丙烯酸聚乙二醇酯自由基聚合反應制備而成。

【技術特征摘要】
1.一種高分子抗靜電劑，其特征在于包括由原料甲基丙烯酸和甲基丙烯酸聚乙二醇酯自由基聚合反應制備而成。2.根據權利要求1所述的高分子抗靜電劑，其特征在于包括由如下重量份原料甲基丙烯酸1~50和甲基丙烯酸聚乙二醇酯60~100進行自由基聚合反應制備而成。3.根據權利要求1所述的高分子抗靜電劑，其特征在于由如下重量份原料進行自由基聚合反應制備而成：甲基丙烯酸1~40、甲基丙烯酸聚乙二醇酯60~99、引發劑0.2~3、阻聚劑0.2~2和溶劑100~450。4.根據權利要求1所述的高分子抗靜電劑，其特征在于：所述甲基丙烯酸聚乙二醇酯的聚合度n=9~125。5.根據權利要求1所述的高分子抗靜電劑，其特征在于：所述引發劑為過氧化物、苯甲酰基過氧化物，過硫酸鹽如過硫酸鉀、過硫酸胺和偶氮化合物中任一種。6.根據權利要求1所述的高分子抗靜電劑，其特征在于：所述阻聚劑為對苯二酚。7.根據權利要求1所述的高分子抗靜電劑，其特征在于：所述溶劑為水、甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、丁醇、丙酮、甲乙酮、環己酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、四氫呋喃、1，4-二氧六環、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺丙酮、甲基乙基酮、環己烷、二氯化乙烯、甲苯、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇二甲醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、乙...

【專利技術屬性】
技術研發人員：宋小偉，楊青海，張濤，張剛，邵國安，劉松玲，李喜樂，
申請(專利權)人：樂凱華光印刷科技有限公司，
類型：發明
國別省市：河南;41