一种聚烯烃抗静电剂及其组合物

本发明涉及抗静电剂，特别是涉及一种聚烯烃抗静电剂及其组合物。

背景技术：

1、聚合物材料已广泛应用于通信、电子、医疗、化工等行业，取得了显著的经济效益和社会效益。然而，由于聚合物材料易产生静电、绝缘性好、静电难以转移和释放，静电危害已成为其应用中的主要问题之一。为了解决静电引起的各种问题，人们设计和开发了许多抗静电方法和抗静电聚合物材料。

2、聚合物的抗静电性能可以用以下两种经典的复合机理来解释：亲水导电机理，即分布在聚合物表面的抗静电剂通过其分子结构中的亲水基团吸附空气中的水蒸气，在其表面形成一层薄薄的水分子膜，然后在水分子的诱导下发生大量电离，生成阴阳离子，提高导电性，并通过离子传导释放静电荷，从而达到抗静电的目的。抗静电剂吸附空气中可电离的杂质，增加表面离子浓度，增强导电性，通过离子传导释放静电荷，从而达到抗静电的目的。导电网络机理主要是三部分，第一是导电通道理论：分布在聚合物中的导电粒子相互接触，形成导电通道，使绝缘聚合物导电；第二是隧道效应理论，孤立的导电粒子或导电粒子的小聚集体相互靠近，仅有一薄层树脂隔开。由于热振动，活化电子可以越过树脂界面层形成的障碍，跃迁到相邻的导电粒子上，形成隧道电流；第三是场发射理论，导电颗粒之间的强大内部电场可能导致电子跳过树脂界面层势垒到达相邻的导电颗粒，产生场发射电流。

3、基于上述，亲水性抗静电添加剂不会显著改变聚合物基体的颜色。通常，亲水添加剂分子具有构建导电路径的亲水基团和浸入聚合物基质中的疏水基团。通过混合过程，亲水性添加剂形成网络，形成通过聚合物基体耗散累积静电荷的有效途径。此外，表面出现的亲水基团从周围空气中吸收了更多的水分，从而减少了表面的静电荷。当抗静电剂是极性的并且相应地是亲水性的时，分散在聚合物表面上的添加剂很容易被洗掉，所以抗静电剂的可持续性就成了重要的问题。

4、现有技术公开了利用自由基聚合法得到乙烯基醚-乙烯酯共聚物，包含来自含羟基的烯醚的重复单元。然而，该共聚物本身的疏水性表现出了温度相应性。这意味着该共聚物的亲水性并不能稳定地展现出且依赖于共聚物的分子链的聚集形态，这些性能不能满足工业上对于树脂组合物中所采用的亲水改性用聚合物的要求：能够稳定地实现赋予聚烯烃材料以亲水性。

5、因此，提供一种能够长久稳定的有效改善聚烯烃材料的抗静电性能的抗静电剂，对于抗静电塑料技术领域具有重要意义。

技术实现思路

1、基于上述内容，本发明提供一种聚烯烃抗静电剂及其组合物。本发明抗静电剂含羟基乙烯基醚/马来酸酯共聚物；本发明提供的该抗静电剂能很好的用于聚烯烃的抗静电，在显著改善聚烯烃的抗静电性能(尤其是表面电阻率)的同时，保证了其好的物理机械性能。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明技术方案之一，一种抗静电剂，包括一种或多种含羟基乙烯基醚/马来酸酯共聚物，所述含羟基乙烯基醚/马来酸酯共聚物的结构通式如式i所示；

4、

5、式i中，r1、r2、r3各自独立地为氢原子或碳数为1～4的烷基；r4为碳数为1～12的亚烷基；p为1～4的整数；r5为氢原子或碳原子数为1～8的烷基；x为1～100，y为1～100。

6、本发明技术方案之二，上述的抗静电剂在涂料、粘合剂、熔融共混成型品、表面改性等领域中的应用。

7、本发明技术方案之三，一种抗静电聚烯烃组合物，原料包括聚烯烃材料和上述的抗静电剂。

8、本发明技术方案之四，上述的抗静电聚烯烃组合物的制备方法，包括以下步骤：

9、将所述聚烯烃材料与所述抗静电剂共混得到所述抗静电聚烯烃组合物。

10、本发明技术方案之五，上述的抗静电聚烯烃组合物在包装、建筑、汽车、电子电器和航空航天领域中的应用。

11、本发明公开了以下技术效果：

12、(1)本发明含羟基乙烯基醚/马来酸酯共聚物具有优秀的抗静电性能，将其作为抗静电剂与聚烯烃混合，可以得到抗静电性能优异的塑料。本发明含羟基乙烯基醚/马来酸酯共聚物在显著地提高聚烯烃的长久抗静电性能的同时，保持了其聚烯烃的物理机械性能。

13、(2)本发明的抗静电聚烯烃组合物由于包含含羟基乙烯基醚/马来酸酯共聚物，具有优异的抗静电性能，适用于在制备包装、建筑、汽车、电子电器和航空航天制品中的应用。

技术特征：

1.一种抗静电剂，其特征在于，原料包括一种或多种含羟基乙烯基醚/马来酸酯共聚物，所述含羟基乙烯基醚/马来酸酯共聚物的结构通式如式i所示；

2.根据权利要求1所述的抗静电剂，其特征在于，所述含羟基乙烯基醚/马来酸酯共聚物的含羟基乙烯基醚单体和马来酸酯单体的摩尔比为(1～5):1。

3.根据权利要求1所述的抗静电剂，其特征在于，所述抗静电剂为heve/dmm共聚物、degv/dmm共聚物、heve/dbm共聚物和degv/dbm共聚物中的至少一种；

4.如权利要求1～3任一项所述的抗静电剂在涂料、粘合剂、熔融共混成型品、表面改性等领域中的应用。

5.一种抗静电聚烯烃组合物，其特征在于，原料包括聚烯烃材料和权利要求1～3任一项所述的抗静电剂。

6.根据权利要求5所述的抗静电聚烯烃组合物，其特征在于，所述聚烯烃材料与所述抗静电剂的质量比为(75-95):(5-25)。

7.根据权利要求5所述的抗静电聚烯烃组合物，其特征在于，所述聚烯烃材料包括α-烯烃聚合物或者环烯烃聚合物。

8.如权利要求5-7任一项所述的抗静电聚烯烃组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.如权利要求5-7任一项所述的抗静电聚烯烃组合物在包装、建筑、汽车、电子电器和航空航天领域中的应用。

技术总结
本发明涉及抗静电剂技术领域，特别是涉及一种聚烯烃抗静电剂及其组合物。该抗静电剂原料包括一种或多种含羟基乙烯基醚/马来酸酯共聚物，含羟基乙烯基醚/马来酸酯共聚物的结构通式如式I所示；式I中，R<subgt;1</subgt;、R<subgt;2</subgt;、R<subgt;3</subgt;各自独立地为氢原子或碳数为1～4的烷基；R<subgt;4</subgt;为碳数为1～12的亚烷基；p为1～4的整数；R<subgt;5</subgt;为氢原子或碳原子数为1～8的烷基。将上述含羟基乙烯基醚/马来酸酯共聚物与聚烯烃材料共混，可显著地提高聚烯烃材料的长久抗静电性能，同时保持了其聚烯烃的物理机械性能。

技术研发人员：马育红,沈玲,陈冬,张燕昕,宋长统,杨万泰
受保护的技术使用者：北京化工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24