[发明专利]抗静电聚合物及其制备方法

说明书

本发明提供包含由下式表示的二价链段的抗静电聚合物其中R¹表示具有6至18个碳原子的烷基基团，R²和R³独立地表示具有1至4个碳原子的烷基基团，并且R⁴表示具有2至8个碳原子的亚烷基基团。本发明还公开了制备抗静电聚合物的方法。

技术领域

本发明广义地涉及抗静电聚合物及其制备方法。

背景技术

防静电剂或抗静电剂用于消除静电或静电荷。在许多工业产品和材料的加工和使用中，静电荷的积聚会带来诸多问题。携带静电会导致材料相互粘连或彼此排斥。此外，静电荷积聚可导致物体吸引污物和灰尘，这可导致制造或污染问题并且可损害产品性能。来自绝缘物体的突然静电放电也可为严重的问题。当存在易燃材料时，静电放电可作为着火源，导致火灾和/或爆炸。

由于现代电子装置对于静电放电导致的永久破坏极其敏感，因此静电荷在电子工业中尤其成问题。在低湿度条件下以及当液体或固体移动并彼此接触(摩擦带电)时，静电荷在绝缘物体上的积聚尤为常见并且是很大的问题。

可通过增大材料的导电性来控制静电荷积聚。这可通过增大离子或电子传导性来实现。目前控制静电积聚最常用的方法是通过水分吸附来增大导电率。一般通过增加周围空气的水分(增湿)或通过使用吸湿性抗静电剂来实现，这些抗静电剂通常被称为湿润剂，因为它们是依靠吸收空气水分来产生效力的。大多数抗静电剂通过耗散积聚的静电荷来发挥作用；因此，静电衰减率和表面导电性是抗静电剂有效性的常用量度。可将抗静电剂施用于表面(外用抗静电剂)或掺入大量其它绝缘材料中(内用抗静电剂)。内用抗静电剂通常用于诸如塑料的聚合物中。

一般来讲，内用抗静电剂分为以下几类：(1)在熔融加工期间直接混合到熔融聚合物中的抗静电剂；(2)混合到聚合物溶液中然后经过涂覆和干燥的抗静电剂；或(3)(用或不用溶剂)溶解到随后将发生聚合的单体中的抗静电剂。

抗静电剂已知并广泛用于多种化学类别，包括有机胺和酰胺、脂肪酸的酯、有机酸、聚氧乙烯衍生物、多羟基醇、金属、碳黑、半导体以及各种有机盐和无机盐。许多抗静电剂也是表面活性剂，并且本质上可为中性或离子性的。许多低分子量中性抗静电剂的蒸汽压足够高，因此不适于高温使用(例如，聚合物熔融加工)，因为材料通过蒸发而发生损耗。许多其它中性抗静电剂的热稳定性不足，无法经受聚合物熔融加工或其它高温加工条件。

大多数非金属抗静电剂一般为湿润剂，依靠水分的吸附和传导来耗散电荷。因此，其有效性在低环境湿度时通常被削弱。这些抗静电剂中的许多也是水溶性的，容易通过将材料暴露于水中(例如，洗涤)而容易地去除，因此非常不耐用。

在某些聚合物组合物中，无机、有机和有机氟阴离子的金属盐也可用作抗静电剂。出于成本和毒性方面的考虑以及由于碱金属阳离子(特别是锂)的高亲水性，碱金属盐最常用。然而，大多数金属盐不相容中等极性至低极性的聚合物，诸如聚丙烯、聚酯和聚碳酸酯。此不相容性可导致抗静电剂性能不足和/或成品聚合物制品的物理特性或透明度不可接受地下降。因此，金属盐用作内用抗静电剂一般限于高极性和/或亲水性聚合物基体。

发明内容

一直需要抗静电剂，尤其是可掺入涂料和聚合物熔融组合物中的抗静电剂。

本发明人发现，化学基团

在掺入各种具有亲水性基团的聚合物中时可赋予聚合物至少一定程度的抗静电特性。

在第一方面，本公开提供抗静电聚合物，其包含：

由下式表示的二价链段a)

其中

R¹表示具有6至18个碳原子的烷基基团，