永久性高分子抗静电剂的制备方法与应用与流程

本发明涉及抗静电高分子材料，尤其涉及一种永久性高分子抗静电剂的制备方法与应用。

背景技术：

1、近年来，因塑料、橡胶等高分子材料静电导致的火灾、爆炸、电击等事故时有发生。一般的高分子材料在使用过程中，表面很容易因摩擦产生静电聚积，导致静电事故发生。高分子材料易产生静电的根本原因在于这类高分子材料都是由有机化合物组成，分子中是共价键，不会电离，也不能传递电子或离子，所以具有很高的体积电阻和表面电阻，当它们之间互相摩擦时就会产生很大的静电电荷。添加抗静电剂会使高分子材料迅速放电，可有效防止静电聚积，目前市场上抗静电剂的种类繁多。

2、现有技术中，抗静电高分子材料多为表面复合导电层或者填充导电性填料的复合材料，导电层的原料或导电性填料包括阴离子型、阳离子型有机盐、非离子型多元醇、金属及炭黑填充剂等；这些通过物理复合使得材料具有抗静电性能的方式，容易出现抗静电性能的衰减。

3、发明专利(申请号为cn 202111136856.8)公开了一种抗静电弹性防滑胶带及其制备方法，包括基膜，防滑层，弹性泡棉层，底涂层，压敏胶层与离型层，弹性泡棉层包括：聚四亚甲基醚二醇环氧丙烷-环氧乙烷共聚醚三醇，聚己二酸乙二醇丁二醇酯，1，4-双(异氰酸酯基甲基)环已烷，一缩二乙二醇，hdi三聚体，催化剂，发泡剂与阻燃剂；虽然该方法得到了兼具抗静电性能和防滑性能的胶带，但是，该抗静电弹性防滑胶的静电功能为多种抗静电高分子材料物理复合之后的结果，其在应用时通过静电分子的迁移产生抗静电作用，存在着抗静电功能容易衰减，随着时间的流逝而逐渐降低的问题，不适合长期使用。

4、有鉴于此，有必要设计一种改进的永久性高分子抗静电剂的制备方法与应用，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种永久性高分子抗静电剂的制备方法与应用，先制备聚酯预聚体，然后与环氧化合物进行共聚，得到高分子抗静电剂；该高分抗静电剂分子量高，聚醚结构分子链运动能力强，可以通过离子导电来传导和释放产生静电荷，抗干扰性强，具有永久抗静电的特性。

2、为实现上述发明目的，本发明提供了一种永久性高分子抗静电剂的制备方法，包括以下步骤：

3、s1、将二酸单体、二醇单体、催化剂按特定比例进行混合酯化，所述酯化的温度为230～260℃，酯化时间为120～300min，得到聚酯预聚体；

4、s2、将步骤s1得到的聚酯预聚体与环氧化合物按比例进行真空共聚，所述共聚温度为265～275℃，时间为150～200min，真空度小于100pa，制得永久性高分子抗静电剂。

5、作为本发明的进一步改进，所述特定比例为所述二酸单体、二醇单体、催化剂的摩尔比为1:(0.9～1.5):(0.02～0.05)；在步骤s2中，所述聚酯预聚体与环氧烷单体的摩尔比为1:(0.02～0.2)。

6、作为本发明的进一步改进，在步骤s1中，所述二酸单体包括对苯二甲酸、己二酸、顺丁烯二酸、戊二酸、丁二酸中的一种。

7、作为本发明的进一步改进，在步骤s1中，所述二醇单体包括乙二醇、1，3-丙二醇、2，3-丁二醇的一种。

8、作为本发明的进一步改进，在步骤s2中，所述环氧化合物包括环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷中的一种。

9、作为本发明的进一步改进，所述催化剂包括乙二醇锑、三氧化二锑、醋酸锑、钛酸四异丙酯、钛酸四异丁酯、乙二醇钛、草酸亚锡、辛酸亚锡中的一种。

10、一种由上述任一项所述的制备方法制备的永久性高分子抗静电剂，所述永久性高分子抗静电剂的分子链由聚醚与聚酯构成，所述聚醚以共价键的方式，连接至聚酯的分子链中。

11、作为本发明的进一步改进，所述永久性高分子抗静电剂的数均分子量为20000～100000，所述永久性高分子抗静电剂的表面电阻率为106～108ω。

12、一种由上述中任一项所述的制备方法制备的或上述任一项所述的永久性高分子抗静电剂的应用，将所述永久性高分子抗静电剂与聚酯材料或聚烯烃材料按照设定比例进行混合、干燥，共混改性后即得一种永久性抗静电的聚酯材料或永久性抗静电的聚烯烃材料。

13、作为本发明的进一步改进，永久性抗静电的聚酯材料中，所述永久性高分子抗静电剂与聚酯材料的质量百分比为(60％～95％):(5％～40％)；永久性抗静电的聚烯烃材料中，还包括相容剂，所述永久性高分子抗静电剂、聚烯烃材料与相容剂的质量百分比为(50％～85％):(5％～40％):10％，所述相容剂为聚酯与聚烯烃的共聚物。

14、本发明的有益效果是：

15、1、本发明提供了一种永久性高分子抗静电剂的制备方法与应用，将二酸单体、二醇单体、催化剂按特定比例进行混合酯化，得到聚酯预聚体；将聚酯预聚体与环氧化合物按比例进行真空共聚，制得永久性高分子抗静电剂。本发明通过先制备聚酯预聚体，然后与环氧化合物进行共聚，得到高分子抗静电剂；该高分抗静电剂的分子量高，材料表面富含大量的活性亲水基团，聚醚结构分子链运动能力强，可以通过离子导电来传导和释放产生静电荷，抗干扰性强，不会完全依赖表面吸水性，受环境的温湿度影响较小，具有永久抗静电的特性，可广泛应用于需要防止粉尘和气体爆炸，制造、使用精密电子仪器的领域。

16、2、本发明的永久性高分子抗静电剂的制备方法中，通过控制制备聚酯预聚体的温度和时间，来控制二酸单体与二醇单体的酯化过程，避免其继续发生缩聚或共聚，使其形成聚酯预聚体；将聚酯预聚体继续与环氧化合物进行共聚，得到的功能性聚醚结构会以共价键的形式，连接至聚酯分子链中，形成具有一体结构的永久性高分子抗静电剂。本发明的永久性高分子抗静电剂在应用时，由于其分子量大，分子链长、分子结构稳定，不容易受温度、湿度的影响从聚合物中迁出，所以不容易发生静电作用的衰减，制备的抗静电材料的使用性能好，应用寿命长。

17、3、本发明的永久性高分子抗静电剂本身为高分子材料，与聚酯材料的相容性好，使得到的抗静电材料效果稳定、持久、抗静电性能好。另外，本发明的制备方法简单易实施，通过选用特定的原料组分及含量，并限定工艺参数，使其与原料协同配合，即可实现永久性高分子抗静电剂的制备，具有良好的工业化应用前景。

技术特征：

1.一种永久性高分子抗静电剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的永久性高分子抗静电剂的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，所述特定比例为所述二酸单体、二醇单体、催化剂的摩尔比为1:(0.9～1.5):(0.02～0.05)；在步骤s2中，所述聚酯预聚体与环氧烷单体的摩尔比为1:(0.02～0.2)。

3.根据权利要求1所述的永久性高分子抗静电剂的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，所述二酸单体包括对苯二甲酸、己二酸、顺丁烯二酸、戊二酸、丁二酸中的一种。

4.根据权利要求1所述的永久性高分子抗静电剂的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，所述二醇单体包括乙二醇、1，3-丙二醇、2，3-丁二醇的一种。

5.根据权利要求1所述的永久性高分子抗静电剂的制备方法，其特征在于，在步骤s2中，所述环氧化合物包括环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷中的一种。

6.根据权利要求1所述的永久性高分子抗静电剂的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，所述催化剂包括乙二醇锑、三氧化二锑、醋酸锑、钛酸四异丙酯、钛酸四异丁酯、乙二醇钛、草酸亚锡、辛酸亚锡中的一种。

7.一种由权利要求1～6中任一项所述的制备方法制备的永久性高分子抗静电剂，其特征在于，所述永久性高分子抗静电剂的分子链由聚醚与聚酯构成，所述聚醚以共价键的方式，连接至聚酯的分子链中。

8.根据权利要求7所述的永久性高分子抗静电剂，其特征在于，所述永久性高分子抗静电剂的数均分子量为20000～100000，所述永久性高分子抗静电剂的表面电阻率为106～108ω。

9.一种由权利要求1～6中任一项所述的制备方法制备的或权利要求7～8中任一项所述的永久性高分子抗静电剂的应用，其特征在于，将所述永久性高分子抗静电剂与聚酯材料或聚烯烃材料按照设定比例进行混合、干燥，共混改性后即得一种永久性抗静电的聚酯材料或一种永久性抗静电的聚烯烃材料。

10.根据权利要求9所述的永久性高分子抗静电剂的应用，其特征在于，永久性抗静电的聚酯材料中，所述永久性高分子抗静电剂与聚酯材料的质量百分比为(60％～95％):(5％～40％)；永久性抗静电的聚烯烃材料中，还包括相容剂，所述永久性高分子抗静电剂、聚烯烃材料与相容剂的质量百分比为(50％～85％):(5％～40％):10％，所述相容剂为聚酯与聚烯烃的共聚物。

技术总结
本发明提供了一种永久性高分子抗静电剂的制备方法与应用，将二酸单体、二醇单体、催化剂按特定比例进行混合酯化，得到聚酯预聚体；将聚酯预聚体与环氧化合物按比例进行真空共聚，制得永久性高分子抗静电剂。本发明通过先制备聚酯预聚体，然后与环氧化合物进行共聚，功能性的聚醚结构以共价键的形式，连接至聚酯分子链中，形成结构一体化的永久性高分子抗静电剂。本发明的永久性高分子抗静电剂在应用时，由于其分子量大，分子链长、分子结构稳定，不容易受温度、湿度的影响，具有永久抗静电的特性，可广泛应用于需要防止粉尘和气体爆炸，制造、使用精密电子仪器的领域；且本发明的制备方法简单易实施，具有良好的工业化应用前景。

技术研发人员：朱志敏,刘开宇,赵青华,姚家局,许菲菲
受保护的技术使用者：湖北联利非织造布技术创新中心有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13