專利名稱：一種可熱塑加工全天候持久抗靜電母料及抗靜電復(fù)合材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子復(fù)合材料的制備領(lǐng)域，尤其涉及一種可熱塑加工全天候持久抗 靜電母料及抗靜電復(fù)合材料。
背景技術(shù)：
絕大部分高分子的表面電阻高達(dá)IOw 1017ohm/Sq，為絕緣性能優(yōu)異的輕質(zhì)材料。 因此，高分子材料在加工及運(yùn)輸過程中會(huì)由于摩擦而打破材料表面的電荷平衡，使其表面 產(chǎn)生電荷得失而帶有一定電量的靜電。但高的表面電阻往往給高分子材料在使用過程中帶 來較大的靜電危害，常常導(dǎo)致制品表面吸塵、靜電擊穿及線路板短路。甚至?xí)捎陟o電釋放 而引發(fā)火災(zāi)或爆炸，對(duì)人民的生命財(cái)產(chǎn)及特殊行業(yè)工作人員的人身安全造成極大危害。因 此，研究開發(fā)抗靜電甚至導(dǎo)電高分子材料，特別是對(duì)周圍環(huán)境不敏感的淺色(或可染色)持 久抗靜電復(fù)合材料已成為功能高分子復(fù)合材料的一個(gè)重要研究領(lǐng)域。目前，國(guó)際上通常采用如下3種方法來改善高分子材料的抗靜電性能(1)添加導(dǎo)電炭黑、本征導(dǎo)電聚合物(如聚苯胺、聚噻吩等)或金屬粉末；(2)添加外遷型小分子抗靜電劑(表面活性劑)；(3)納米導(dǎo)電高分子溶液或乳液的涂覆。上述3種方法中，前者雖然可制得具有持久抗靜電能力的高分子復(fù)合材料，但其 制品的顏色相對(duì)單一(黑色)，且在運(yùn)輸和使用過程中容易發(fā)生導(dǎo)電顆粒的脫落而損壞線 路，因此該類制品仍不能滿足煤礦及精密電子元器件等相關(guān)領(lǐng)域?qū)轨o電性能的要求。而 添加小分子抗靜電劑耗散靜電的方法，主要是依靠遷移到制品表面小分子的親水基吸收空 氣中的水而形成導(dǎo)電通路，因此其抗靜電性能極不穩(wěn)定，且當(dāng)環(huán)境濕度較低時(shí)，材料將失去 抗靜電能力。第三種方法為近期較流行的一種消除高分子材料表面積累靜電的方法，其相 關(guān)制品也具備淺色持久抗靜電能力，但該類納米材料往往價(jià)格昂貴，且制品表面所涂覆的 導(dǎo)電膜在制品運(yùn)輸和使用過程中仍然容易發(fā)生脫落而使制品失去抗靜電能力。申請(qǐng)人:申請(qǐng)的中國(guó)發(fā)明專利(申請(qǐng)?zhí)?200510060341.9申請(qǐng)日=2005-08-09)公 開了一種無碳黑永久性抗靜電塑料片材及其制備方法，該無碳黑永久性抗靜電塑料片材， 由抗靜電塑料層、聚苯乙烯層、抗靜電塑料層三層復(fù)合構(gòu)成，其中抗靜電塑料層按重量百分 比含有以下的成份聚酰胺13% 32%、聚醚受阻胺15% 35%、聚苯乙烯40% 70%、 抗氧化劑0.3% 1%、抗老化劑0.3% 1%、偶聯(lián)劑0.2% 0.8%。該發(fā)明抗靜電塑料 層在聚苯乙烯的基材上摻入了聚酰胺、聚醚受阻胺組成的本征靜電擴(kuò)散型高分子材料，具 有永久性，不易脫落。申請(qǐng)人:申請(qǐng)的中國(guó)發(fā)明專利(申請(qǐng)?zhí)?00710156303. 2申請(qǐng)日2007-10-19)公 開了一種抗靜電聚苯乙烯組合物及制備方法和片材，該抗靜電聚苯乙烯組合物按重量百分 比計(jì)該組合物由包括以下配方的組份混煉制得=HIPS聚苯乙烯65. 0 85. 0%，甲基丙烯 酸聚乙二醇單甲醚酯8. 0 觀.0%，甲基丙烯酸羥乙酯3. 14 6. 78%，高氯酸鈉1. 72 3. 97%，偶氮二異丁腈0. 0963 0. 145%，偶聯(lián)劑0. 92 2. 4%。該發(fā)明所制備得到的抗靜電聚苯乙烯片材節(jié)省了抗靜電聚苯乙烯組合物的使用量、降低成本、表面三層復(fù)合永不 脫落，具有持久長(zhǎng)效、濕度敏感性小的特點(diǎn)，提高了電子產(chǎn)品包裝檔次和先進(jìn)性。申請(qǐng)人:申請(qǐng)的中國(guó)發(fā)明專利(申請(qǐng)?zhí)?00910095623.0申請(qǐng)日2009-01-13)公 開了用于SMT載帶的防靜電塑料及其制備方法和應(yīng)用，該防靜電塑料由以下重量百分比 的成份混煉組成導(dǎo)電碳黑5 % 45 %，聚苯乙烯30 % 90 %，苯乙烯丁二烯共聚物彈性 SBS5% 45%，增韌劑13%，抗氧劑0. 1 % 2. 8%，偶聯(lián)劑0. 3% 3. 8%。該專利 所提供的防靜電塑料具有良好的鋼性，韌性，抗老化性能，易成型，表面抗靜電指數(shù)在IO4 瑞士汽巴精化公司近期開發(fā)了一款商品名為P-18的淺色持久抗靜電母料，該母 料能與HIPS及PP制得綜合性能較優(yōu)異的淺色持久抗靜電復(fù)合材料，且該類復(fù)合材料已成 功用于精密電子元器件的包裝領(lǐng)域。但該產(chǎn)品的價(jià)格較昂貴(約20萬(wàn)/噸)，且相關(guān)技術(shù) 一直保密。而我國(guó)在此方面的研究開發(fā)幾乎處于空白狀態(tài)，這與國(guó)內(nèi)巨大的市場(chǎng)需求間形 成矛盾。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種可熱塑加工全天候持久抗靜 電母料，本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供采用上述的抗靜電母料制備得到的抗靜電復(fù)合材料。 本發(fā)明的抗靜電復(fù)合材料具有抗靜電性能持久的特點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)上述的第一個(gè)目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案一種可熱塑加工全天候持久抗靜電母料，該抗靜電母料由具有低離解能的配合 劑、加工助劑與含有極性基團(tuán)的熱塑性高分子樹脂經(jīng)過高分子熱塑加工設(shè)備于25 300°C 成型后制得，按質(zhì)量比配合劑熱塑性高分子樹脂=1 10 1 50。優(yōu)選的溫度為100 300 "C。作為優(yōu)選，所述的加工助劑包括抗氧劑、潤(rùn)滑劑和增塑劑，按重量百分比計(jì)所述的 抗靜電母料包括以下的組份含有極性基團(tuán)的熱塑性高分子樹脂 80% 95% ；低離解能的配合劑1.5% 10%;抗氧劑0.3% 2.0%;潤(rùn)滑劑0.05% 0.5%;增塑劑1.0% 5.0%。作為一種改進(jìn)方式，所述的加工助劑還包括緩沖劑EDTA_4Na，緩沖劑EDTA_4Na的 含量為0. 20% 1. 0%o作為優(yōu)選，上述的低離解能配合劑為高氯酸堿金屬鹽、硫氰酸堿金屬鹽、氟硼酸堿 金屬鹽、六氟磷酸堿金屬鹽、三氟甲基磺酸堿金屬鹽、咪唑型離子液體鹽、吡啶型離子液體 鹽中的至少一種。作為再優(yōu)選，上述的高氯酸堿金屬鹽、硫氰酸堿金屬鹽、氟硼酸堿金屬鹽、六氟磷 酸堿金屬鹽、三氟甲基磺酸堿金屬鹽中的堿金屬為鋰、鈉、鉀中的任何一種或多種。作為再優(yōu)選，上述的咪唑型離子液體鹽、吡啶型離子液體鹽中的離子液體的陰離 子為Cl—1、Br—1、Γ1、高氯酸根、硫氰酸根、四氟硼酸根、六氟磷酸根、三氟甲基磺酸根中的任何一種或多種。作為優(yōu)選，上述的含有極性基團(tuán)的熱塑性高分子樹脂為丙烯酸酯類聚合物、聚乙 烯醇、聚乙烯醇縮醛類聚合物、聚丙烯酰胺、聚醋酸乙烯酯、聚氨酯類聚合物、聚酰胺類聚合 物、聚酯類聚合物中的至少一種。為了實(shí)現(xiàn)上述的第二個(gè)目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案—種可熱塑加工全天候持久抗靜電復(fù)合材料，該抗靜電復(fù)合材料由上述任意一個(gè) 技術(shù)方案所述的持久抗靜電母料與高分子基材按質(zhì)量比母料基材=10 90 60 40， 經(jīng)過熱塑加工設(shè)備成型后獲得全天候持久抗靜電高分子復(fù)合材料。所述的高分子基材為 PE、PP、PVC, HIPS、ABS、PET、PA、TPU、PMMA、SEBS, SBS 中的至少一種。上述的可熱塑加工全天候持久抗靜電復(fù)合材料用于煤礦用風(fēng)筒布、運(yùn)輸帶、瓦斯 抽排管、無塵計(jì)算機(jī)工作室或電子元器件包裝領(lǐng)域。上述的可熱塑加工全天候持久抗靜電復(fù)合材料具有的特點(diǎn)1、本發(fā)明所制備的抗靜電復(fù)合材料完全避免了炭黑及小分子抗靜電劑對(duì)制品綜 合性能的影響，制品具有淺色及可染色性。2、本發(fā)明所制備抗靜電復(fù)合材料的母料及配合劑選擇范圍較寬，價(jià)廉易得，生產(chǎn)
工藝簡(jiǎn)單，安全無毒害。3、本發(fā)明所制備抗靜電復(fù)合材料的抗靜電性能受周圍環(huán)境影響較小，抗靜電性能 持久。


圖1不同聚醚型聚氨酯母料含量時(shí)抗靜電HIPS復(fù)合材料的表面電阻測(cè)試曲線。圖2為不同溫度條件下HIPS/聚氨酯母料(80/20)復(fù)合材料的表面電阻測(cè)試曲線。圖3為不同濕度條件下HIPS/聚氨酯母料(80/20)復(fù)合材料的表面電阻測(cè)試曲線。
具體實(shí)施例下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體的描述，有必要在此指出的是本實(shí)施例只 用于對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的熟練技術(shù)人 員可以根據(jù)上述發(fā)明的內(nèi)容對(duì)本發(fā)明作出一些非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)和調(diào)整。實(shí)施例1將50g聚醚型熱塑性聚氨酯、5g高氯酸鈉、0.25g抗氧劑168、lg聚乙二醇800增塑 劑及0. Ig油酸酰胺于常溫下攪拌均勻后，采用雙輥開煉機(jī)在160°C條件下開煉6 8min， 制得抗靜電母料片材，所得母料片材經(jīng)切樣機(jī)切粒后得抗靜電母粒。將40gABS與IOg上 述母粒常溫混合均勻后，再次采用雙輥開煉機(jī)于160°C條件下開煉6 8min，制得ABS抗 靜電復(fù)合材料樣片。所得樣片經(jīng)壓力成型機(jī)在180°C加壓5min后即得ABS抗靜電復(fù)合材 料標(biāo)準(zhǔn)樣片，標(biāo)準(zhǔn)樣片在30°C、55%及12%相對(duì)濕度條件下的表面電阻分別為4X IO9及 2X10lclohm/sq。實(shí)施例2
將50g聚醚型熱塑性聚氨酯、Ig四氟硼酸鈉、Ig硫氰酸鈉、0.25g抗氧劑168、 0. 25g抗氧劑1010，0. 25g EDTA-4Na, Ig鄰苯二甲酸二丁酯增塑劑及0. Ig油酸酰胺于常溫 下攪拌均勻后，采用HAAKE密煉機(jī)在160°C，30rpm條件下密煉8min，制得塊狀抗靜電母料。 將30g聚丙烯與20g上述塊狀母料常溫混合均勻后，再次采用HAAKE密煉機(jī)在相同條件下 密煉6min，制得PP抗靜電復(fù)合材料樣塊。所得樣塊經(jīng)壓力成型機(jī)在180°C加壓5min后即 得PP抗靜電復(fù)合材料標(biāo)準(zhǔn)樣片，標(biāo)準(zhǔn)樣片在30°C、55%及12%相對(duì)濕度條件下的表面電阻 分別為 3 X IO7 及 lX108ohm/sq。實(shí)施例3將5000g聚醚酰胺共聚物、125g高氯酸鈉、125g硫氰酸鈉、25g抗氧劑168、IOOg聚 乙二醇400增塑劑、25g EDTA-4Na及IOg油酸酰胺于常溫下攪拌均勻后，采用密煉造粒機(jī)在 160°C條件下密煉6 8min后切粒，制得抗靜電母粒。將3500g高抗沖聚苯乙烯與1500g 上述母粒常溫混合均勻后，采用雙螺桿造粒機(jī)于180°C條件下制得顆粒狀持久抗靜電HIPS 復(fù)合材料。將該抗靜電復(fù)合材料(內(nèi)外層)與HIPS (芯層)在210°C條件下三層共擠后，即 得精密電子元器件包裝用吸塑片材，吸塑片材在30°C、55%及12%相對(duì)濕度條件下的表面 電阻分別為6 X IO7及4X 108ohm/sq。實(shí)施例4將5000g聚醚酯共聚物、125g咪唑型四氟硼酸鹽離子液體、125g硫氰酸鈉、15g抗 氧劑168、IOg抗氧劑IOlOUOOg聚乙二醇600增塑劑、25g EDTA_4Na及IOg油酸酰胺于常 溫下攪拌均勻后，采用密煉造粒機(jī)在200°C條件下密煉6 Smin后切粒，制得抗靜電母粒。 將4500g PET與500g上述母粒常溫混合均勻后，采用雙螺桿造粒機(jī)于240°C條件下制得顆 粒狀持久抗靜電PET復(fù)合材料，復(fù)合材料在3(TC、55%及12%相對(duì)濕度條件下的表面電阻 分別為 8X IO9 及 6X 1010ohm/sq。
權(quán)利要求
1.一種可熱塑加工全天候持久抗靜電母料，其特征在于該抗靜電母料由具有低離解 能的配合劑、加工助劑與含有極性基團(tuán)的熱塑性高分子樹脂經(jīng)過高分子熱塑加工設(shè)備于 25 300°C成型后制得，按質(zhì)量比配合劑熱塑性高分子樹脂=1 10 1 50。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可熱塑加工全天候持久抗靜電母料，其特征在于所述 的加工助劑包括抗氧劑、潤(rùn)滑劑和增塑劑，按重量百分比計(jì)所述的抗靜電母料包括以下的 組份含有極性基團(tuán)的熱塑性高分子樹脂80% 95% ；低離解能的配合劑1. 5%--10% ；抗氧劑0. 3%--2. 0% ；潤(rùn)滑劑0. 05% 0. 5%增塑劑1. 0%--5. 0%o
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可熱塑加工全天候持久抗靜電母料，其特征在于該加 工助劑還包括緩沖劑EDTA-4Na，緩沖劑EDTA_4Na的含量為0. 20% 1. 0%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的一種可熱塑加工全天候持久抗靜電母 料，其特征在于低離解能配合劑為高氯酸堿金屬鹽、硫氰酸堿金屬鹽、氟硼酸堿金屬鹽、六 氟磷酸堿金屬鹽、三氟甲基磺酸堿金屬鹽、咪唑型離子液體鹽、吡啶型離子液體鹽中的至少 一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種可熱塑加工全天候持久抗靜電母料，其特征在于高氯 酸堿金屬鹽、硫氰酸堿金屬鹽、氟硼酸堿金屬鹽、六氟磷酸堿金屬鹽、三氟甲基磺酸堿金屬 鹽中的堿金屬為鋰、鈉、鉀中的任何一種或多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種可熱塑加工全天候持久抗靜電母料，其特征在于咪唑 型離子液體鹽、吡啶型離子液體鹽中的離子液體的陰離子為Cl_\ Br—1、Γ1、高氯酸根、硫氰 酸根、四氟硼酸根、六氟磷酸根、三氟甲基磺酸根中的任何一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 3任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的一種可熱塑加工全天候持久抗靜電母 料，其特征在于含有極性基團(tuán)的熱塑性高分子樹脂為丙烯酸酯類聚合物、聚乙烯醇、聚乙 烯醇縮醛類聚合物、聚丙烯酰胺、聚醋酸乙烯酯、聚氨酯類聚合物、聚酰胺類聚合物、聚酯類 聚合物中的至少一種。
8.一種可熱塑加工全天候持久抗靜電復(fù)合材料，其特征在于該抗靜電復(fù)合材料由權(quán) 利要求1 3任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的持久抗靜電母料與高分子基材按質(zhì)量比母料基材 =10 90 60 40，經(jīng)過熱塑加工設(shè)備成型后獲得全天候持久抗靜電高分子復(fù)合材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種可熱塑加工全天候持久抗靜電復(fù)合材料，其特征在于 高分子基材為 ΡΕ、PP、PVC、HIPS、ABS、PET、PA、TPU, PMMA, SEBS, SBS 中的至少一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種可熱塑加工全天候持久抗靜電復(fù)合材料用于煤礦用風(fēng) 筒布、運(yùn)輸帶、瓦斯抽排管、無塵計(jì)算機(jī)工作室或電子元器件包裝領(lǐng)域。
全文摘要
本發(fā)明屬于高分子復(fù)合材料的制備領(lǐng)域，尤其涉及一種可熱塑加工全天候持久抗靜電母料及抗靜電復(fù)合材料。本發(fā)明抗靜電母料由具有低離解能的配合劑、加工助劑與含有極性基團(tuán)的熱塑性高分子樹脂經(jīng)過高分子熱塑加工設(shè)備于25～300℃成型后制得，按質(zhì)量比配合劑∶熱塑性高分子樹脂＝1∶10～1∶50。本發(fā)明還公開了抗靜電復(fù)合材料，該抗靜電復(fù)合材料由持久抗靜電母料與高分子基材經(jīng)過熱塑加工設(shè)備成型后獲得。本發(fā)明抗靜電復(fù)合材料具有的特點(diǎn)1、抗靜電復(fù)合材料具有淺色及可染色性。2、抗靜電復(fù)合材料的母料及配合劑選擇范圍較寬，價(jià)廉易得，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，安全無毒害。3、抗靜電復(fù)合材料的抗靜電性能受周圍環(huán)境影響較小，抗靜電性能持久。
文檔編號(hào)C08L67/02GK102061050SQ20101057503
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月2日
發(fā)明者吳中心, 張寶成 申請(qǐng)人:浙江三和塑料有限公司