[发明专利]一种长效抗静电聚丙烯嵌段共聚物及其合成方法和改性方法

说明书

技术领域

本发明涉及共聚物领域，具体地，涉及一种长效抗静电聚丙烯嵌段共聚物及其合成方法，以及利用该长效抗静电聚丙烯嵌段共聚物的改性方法。 

背景技术

自20世纪50年代中后期工业化生产以来，聚丙烯塑料（PP）已成为目前国内外应用较为广泛的一种热塑性通用塑料。聚丙烯具有密度小、加工成型性能优异、电绝缘性能好、机械性能和耐热性好等特点，在汽车、建筑、包装等领域有着广泛的应用。但由于聚丙烯的非极性结构和高电绝缘性能，其体积电阻率一般为10¹⁶～10¹⁸Ω·m，表面电阻率为10¹⁶～10¹⁷Ω，在摩擦、剥离或感应过程中，材料表面会产生静电荷。由于PP本身表面电阻率与体积电阻率较高，所以无法转移所产生的静电荷。所以，在工业生产及实际应用中，聚丙烯的表面极易产生静电积累而导致吸尘、电击、燃烧甚至爆炸，给工农业生产和日常生活带来了危害。因此，如何减少和消除聚丙烯塑料及其制品的静电危害，已成为当前急需解决的技术课题。 

目前，消除PP表面积累的静电荷的方法是添加抗静电剂，抗静电剂可包括银系、钛系、导电炭黑等无机抗静电剂，以及季铵盐、醇、醇醚等有机表面活性剂两种。其中无机抗静电剂虽然具有较好的抗静电效果，但存在价格偏高、添加量大、对PP基体树脂的力学性能影响较大等缺陷，对于透明制品无法使用；小分子有机表面活性剂容易挥发、流失，长效性差，甚至影响制品的表面效果。 

高分子抗静电剂是近年来研究开发的一类新型抗静电剂，将其与 聚丙烯共混可以改善材料的抗静电性能。这种技术的关键是：提高抗静电剂向聚丙烯制品表面的迁移富集及在树脂表面的分散程度，改善附着状态。根据电荷状态，高分子抗静电剂可分为阳离子型、阴离子型和非离子型，包括聚环氧乙烷（PEO）、聚季铵盐、聚醚酯胺及聚醚酯酰亚胺（PEEA）等。与小分子有机表面活性剂相比，高分子抗静电剂具有抗静电性能好、不挥发等优点，其抗静电持久性也有所提高。然而，目前工业上所使用的高分子抗静电剂大部分为均聚物，由于与基体树脂聚丙烯的结构差异较大，抗静电剂迁移到制品表面后极易因为摩擦或水及有机溶剂的腐蚀而脱落，改性材料抗静电的永久性受到很大的影响，添加量较大时容易影响基体材料的力学性能。 

基于工业和实际应用的需求，必须寻找一种合成工艺简便、抗静电性能高、持久性好，而又不影响基体材料的力学性能的聚丙烯表面抗静电方法，其相应的嵌段共聚物以及改性材料。 

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的之一在于，提供一种长效抗静电聚丙烯嵌段共聚物。 

本发明的另一目的在于，提供一种所述长效抗静电聚丙烯嵌段共聚物的合成方法。 

本发明的又一目的在于，提供一种利用所述长效抗静电聚丙烯嵌段共聚物的改性方法。 

本发明提供的长效抗静电聚丙烯嵌段共聚物，其通式为A-B-A，A为抗静电功能链段，B为亲基体聚丙烯链段；所述抗静电功能链段为：聚丙烯酸盐、聚对苯乙烯磺酸盐、聚马来酸盐、聚苯乙烯-马来酸盐、聚乙烯基吡咯烷酮或聚乙烯基吡啶季铵盐。 

进一步地，所述聚丙烯酸盐为聚丙烯酸钠或聚丙烯酸季铵盐，聚对苯乙烯磺酸盐为聚对苯乙烯磺酸钠盐，聚马来酸盐为聚马来酸钠盐或聚马来酸钾盐，聚苯乙烯-马来酸盐为聚苯乙烯-马来酸钠盐或聚苯 乙烯-马来酸钾盐。 

其中，所述亲基体聚丙烯链段和抗静电功能链段的分子量分别为1000～20000g/mol，均优选1000～8000g/mol。 

进一步地，所述亲基体聚丙烯链段的重复单元数为15～400，抗静电功能链段的重复单元数为30～750。 

也就是说，本发明提供的长效抗静电聚丙烯嵌段共聚物，具有下式所示的结构（当所述抗静电功能链段为：聚丙烯酸盐、聚对苯乙烯磺酸盐、聚马来酸盐、聚乙烯基吡咯烷酮或聚乙烯基吡啶季铵盐时）： 

其中，m为亲基体聚丙烯链段的重复单元数，m=15～400；n为抗静电功能链段的重复单元数，n=30～750。 

其中，R₁为H或甲基；R₂为H或-COONa； 

R₃为：COONa,-PhSO₃Na,COO^-N⁺(CH₂CH₃)₄,