[发明专利]超支化聚合物在阻燃输送带抗静电剂中的应用

说明书

技术领域    

本发明涉及阻燃输送带技术领域，特别涉及一种超支化聚合物在PVC输送带抗静电剂中的应用。

背景技术   

阻燃型输送带分为PVC输送带和PVG输送带，PVC型上下覆盖层均为PVC盖胶， PVG型上下覆盖层均为丁腈橡胶和PVC并用。

阻燃阻燃输送带以其重量轻、寿命长、阻燃性较好、不易产生摩擦等优点，被广泛应用于煤矿、矿山和各类工厂企业，尤其是煤矿井下的重要运输工具，它是由涤/棉整体带芯浸渍PVC糊塑化后,贴合PVC覆盖胶片或橡胶经平板塑化成型而成。但是塑料和橡胶具有优良的电绝缘性，在使用过程中会因摩擦使带体上的正、负电荷失去平衡而造成静电荷的积累，造成吸尘、电击甚至产生火花，从而引发火灾和瓦斯爆炸等恶性事故，造成重大人员伤亡和经济损失。所以，阻燃输送带的抗静电性能成为煤矿安全生产中需要考查的重要指标之一。根据我国的国家标准MT 914-2008《煤矿用织物整芯阻燃输送带》，煤矿用阻燃输送带的表面电阻不得大于3*10⁸欧姆(Ω)。目前，防止聚合物表面产生静电的方法主要有加湿法、空气离子化法、表面形成吸湿膜法、辐射线法、金属接触放电法、化学处理变性法、导电物质导入法及应用抗静电剂等。其中，主要应用于塑料制品使用过程中的是掺入导电物质和添加抗静电剂。 

加入的导电物质一般为导电炭黑、金属粉或金属短纤维、导电聚合物等，能使制品具有良好的导电性（表面电阻率＜10⁶Ω）或抗静电性（表面电阻率在10⁶~10⁸Ω之间）。金属化合物的抗静电效果较好，但是价格较高，难以承受。目前应用最多的抗静电方式是添加抗静电剂。 

抗静电剂是能防止静电荷产生，或能有效地消散静电荷的一种特殊的表面活性剂，分为阴离子型（主要有烷基磺酸盐、烷基硫酸盐、烷基磷酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸盐等）、阳离子型（主要有季铵盐类、烷基咪唑啉阳离子等）、非离子型（主要有甜菜碱、烷基咪唑啉盐和烷基氨基酸等）、两性型（主要有脂肪酸多元醇酯、烷醇胺、烷醇酰胺以及脂肪酸、脂肪醇和烷基酚的环氧乙烷的加成物等）和高分子型。其作用机理：一是在表面形成导电层，降低表面电阻率，从而有效加速静电荷泄露，防止静电积累；二是降低材料表面的摩擦系数，从而减少或抑制静电荷的产生。目前已经有很多应用于阻燃输送带的抗静电剂产品，如季铵盐类阳离子抗静电剂。但此类抗静电剂本身的耐热性较差，也会降低输送带本身的热稳定性，加速塑料或橡胶的老化，而且与其它添加剂的相容性也较差。其他类型的抗静电剂一般都存在抗静电效果不理想等不足。因此，有必要寻求一种更加高效的抗静电剂，使其在较低涂覆量下便能有效降低PVC阻燃输送带的表面电阻至3*10⁸Ω或以下。 

发明内容   

为了解决以上现有技术中PVC输送带抗静电剂存在的耐热性较差、降低输送带表面材料本身的热稳定性，加速其老化，而且与其它添加剂的相容性也较差、抗静电效果不理想的问题，本发明提供了一种用于阻燃输送带抗静电剂的超支化聚合物。

一种超支化聚合物在阻燃输送带抗静电剂中的应用，所述超支化聚合物分子式为： 

，

其中m为9到17的自然数，表示核分子烷基链中CH₂的数目；

n=，表示核分子的一个分支上的重复单元数目；

g为1到4的自然数，表示超支化聚合物的代数；

p=2^g，表示核分子的一个分支上的端羟基中H原子数目，即该分支上的端羟基数目。

所述的应用，将超支化聚合物配制成质量分数为0.1-3%的水溶液，涂覆到阻燃输送带的表面。 

所述的应用， m=11。 

所述的应用，所述超支化聚合物是通过以下步骤得到的： 

（1）制备N,N-二羟乙基十二烷基胺：氯代十二烷和二乙醇胺在乙醇中加热回流下发生反应，得到产物N,N-二羟乙基十二烷基胺，

（2）AB₂单体的制备：二乙醇胺和丁二酸酐在DMAc溶剂中常温下发生反应得到AB₂单体，

（3）超支化聚合物的合成：N,N-二羟乙基十二烷基胺和AB₂单体在对甲苯磺酸为催化剂和甲苯为带水剂下回流发生酯化反应，即得。