[发明专利]永久性聚烯烃抗静电剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及改性聚合物，具体涉及一种永久性聚烯烃抗静电剂及其制备方法。

背景技术

聚烯烃具有优良的绝缘性能，其体积电阻率一般在10¹⁶Ω·cm～10¹⁹Ω·cm，表面电阻为10¹⁴～10¹⁶Ω。聚烯烃自身或聚烯烃与其它物体表面相互摩擦时，表面间发生电子或离子的移动而产生电荷，两者分离后就会带上等量的异性电荷而产生静电。静电大多可以从材料表面泄漏。但由于聚烯烃的导电性差，电荷无法泄漏，致使静电现象越发严重，在很多场合会引发事故，甚至造成很大损失。如制造BOPP薄膜时，静电会吸附粉尘、毛发等异物；因摩擦极易产生静电积累并放电，特别是高达数万伏的静电放电极易引燃有机溶剂，发生火灾事故。除薄膜的加工过程以外，对于非薄膜的加工过程，静电会造成树脂易吸灰尘、产品涂层困难等。在聚丙烯制品的使用过程中，由塑料薄膜制作的包装材料对所包装的产品，特别是电子产品极易产生静电危害。与其它物体摩擦接触，易产生电火花。电火花会给仪器带来操作上的故障，严重的则会引起火灾或爆炸。因此，聚丙烯在很多使用场合，必须对其进行抗静电处理，消除静电危害。抗静电剂是BOPP薄膜助剂中需求最大的品种，基本上BOPP薄膜生产过程中都需要加入抗静电剂。

目前，赋予聚烯烃抗静电性能的方法主要有两种，一是表面涂覆法，即在聚烯烃制品表面涂覆一层抗静电剂。该方法的缺点是制品表面的抗静电剂容易脱落、流失，持久性差，不耐水洗。二是采用共混的方法，将抗静电剂与聚烯烃共混，可以得到既有一定抗静电性能，又有良好力学性能的材料。抗静电剂的种类很多，按照结构特征又分为表面活性剂类、无机盐类、导电填料、永久性高分子类等。表面活性剂类用量少，通过富集在表面，吸收水分，形成泄电网络而起作用，其缺点是无法降低体积电阻率，抗静电效果不持久，此外在比较干燥的情况下，由于表面吸收水分有限，该方法就会失效。而添加无机盐类、导电填料等，在加入量过少时由于难以克服足够的逾渗壁垒，所以几乎没有效果。加入量足够多时又会影响材料的外观性能及力学性能，因而不能广泛使用。

近年来，抗静电剂向着高分子永久性抗静电剂方向发展。

高分子抗静电剂的迁移性小，不易损耗，功效长久，被称为永久性抗静电剂。永久性抗静电剂一般为含-COONa，-SO₃Na，-OCH₂CH₃，-CONH₂，-SO₃H，-COOH等亲水性官能团的聚合物。用这类亲水性聚合物与聚丙烯等高分子共混，可获得永久抗静电性能。其主要特征是不影响材料本身的耐热性和机械性能，适用面广，且在基体中具有较好的分散效果。目前常用的永久性抗静电剂有聚氧化乙烯(PEO)的共聚物、聚乙二醇体系、聚酰胺、环氧乙烷/环氧丙烷共聚物以及含有季铵盐基团的甲基丙烯酸酯类共聚物等。永久性抗静电剂必须良好分散在基体中，形成导电网络才具有良好抗静电能力，因此用量较大。

专利CN 101463163A公开了一种永久性抗静电材料及其制备方法，其抗静电剂为十二烷基苯磺酸掺杂本征态聚苯胺制得的导电聚苯胺，取得的聚丙烯材料的体积电阻率和表面电阻率下降1～5个数量级，力学性能基本没有变化。但是聚苯胺颜色较深，必然使聚丙烯色泽受到影响，因而其应用受到限制。

专利CN101225200A公开了一种防静电、导电的聚丙烯粒料的制备方法，将导电炭黑经过偶联剂处理，然后按照不同比例与聚丙烯混合造粒，得到体积电阻在1×10¹⁰至1×10¹¹Ω·cm可调的聚丙烯制品。

专利CN101698727A介绍了一种适应于制造汽车内饰件的永久抗静电的改性聚丙烯复合材料，包括聚丙烯，矿物填料，抗静电剂，分散剂，抗静电浓缩母粒和稳定剂。得到的改性聚丙烯材料表面光泽度高，具有良好的耐冲击强度和抗张强度，表面电阻可以达到1×10⁸Ω。但该专利并未涉及抗静电剂的制备。

聚烯烃蜡包含聚乙烯蜡(PEW)和聚丙烯蜡(PPW)，分子量一般在1000～10000，属于低分子量的聚烯烃，熔点较低，与聚烯烃的相容性好，在聚烯烃材料加工中用作添加剂，可以改善材料的流动性，耐摩擦性能等。本发明通过对聚烯烃蜡进行改性，成为具有良好抗静电性能的抗静电剂。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述现有技术存在的问题，提供一种永久性聚烯烃抗静电剂及其制备方法。