專(zhuān)利名稱(chēng)：一種抗靜電劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抗靜電劑及其制備方法，具體涉及一種用于ABS樹(shù)脂的抗靜電劑 及其制備方法。
背景技術(shù)：
ABS樹(shù)脂是一種工程塑料，為丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物。其具有優(yōu) 良的綜合性能，有極好的沖擊強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性好、電性能、耐磨性，成型加工和機(jī)械加工較 好，是目前產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣泛的聚合物。但是由于其良好的電絕緣性導(dǎo)致其易產(chǎn)生靜 電，尤其當(dāng)靜電電荷積累到一定程度，可能產(chǎn)生靜電火花放電，引起化工產(chǎn)品庫(kù)等爆炸起 火，造成重大人身事故，故在一定程度上限制了其更深入的運(yùn)用，因此，如何解決其表面靜 電荷，或者是降低其表面電阻已經(jīng)成為目下熱門(mén)的研究重點(diǎn)。 抗靜電劑按使用方法可分為外涂型和內(nèi)添加型，按分子結(jié)構(gòu)分可分為表面活性劑 型和高分子型。高分子類(lèi)抗靜電劑由于具有永久抗靜電能力，是近年來(lái)的抗靜研究熱點(diǎn)。而 針對(duì)ABS樹(shù)脂適用的高分子抗靜電主要包括聚醚酯酰胺、甲氧基乙二醇(甲基)丙烯酸共 聚物等的聚醚類(lèi)，以及含季銨鹽的(甲基)丙烯酸共聚物、含季銨鹽的馬來(lái)酰亞胺共聚物和 對(duì)苯乙烯磺酸鹽中的聚苯乙烯磺酸鈉。對(duì)于聚醚類(lèi)，由于其是非離子型的，抗靜電主要靠吸 濕作用構(gòu)成表層導(dǎo)電層來(lái)疏導(dǎo)靜電，故有很強(qiáng)的空氣濕度的依賴(lài)性；對(duì)于季銨鹽類(lèi)，通過(guò)離 子導(dǎo)電機(jī)理來(lái)傳導(dǎo)靜電荷，無(wú)疑沒(méi)有大的空氣濕度依賴(lài)性，但是考慮到與ABS相溶性的問(wèn) 題，故也有一定的運(yùn)用局限；對(duì)苯乙烯磺酸鹽型與季銨鹽類(lèi)類(lèi)似，也是以離子導(dǎo)電為其主要 疏導(dǎo)靜電荷的機(jī)理，而且與ABS的結(jié)構(gòu)類(lèi)似又可以獲取較好的相溶性，可以說(shuō)是一專(zhuān)門(mén)針 對(duì)ABS的高分子抗靜電劑。但是，對(duì)苯乙烯磺酸鹽其聚合物極高的熔點(diǎn)，使得其在ABS成型 加工溫度范圍內(nèi)并不能融熔，因此，不能在ABS中形成有效的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，此抗靜電能力亦會(huì) 有很大的影響。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供一種具有優(yōu)良抗靜電功能的聚對(duì)苯乙烯磺酸鹽型 抗靜電劑。 本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 —種抗靜電劑，其特征在于，所述抗靜電劑配方的重量百分比為 對(duì)苯乙烯磺酸鹽 20% 30% 甲基丙烯酸酯 40% 60% 引發(fā)劑 0. 5% 1%。 進(jìn)一步優(yōu)化的技術(shù)方案 對(duì)苯乙烯磺酸鹽 25% 甲基丙烯酸酯 45% 引發(fā)劑 0. 5% 1%。
本發(fā)明還提供上述新型抗靜電劑的制備方法 —種抗靜電劑的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟 1)將對(duì)苯乙烯磺酸鹽分散在去離子水中，構(gòu)成質(zhì)量濃度為20% 40%水溶液，同
時(shí)通入^ ;調(diào)節(jié)反應(yīng)所需的溫度為6(TC 8(TC，將甲基丙烯酸酯溶于0 100ml溶劑后，與
對(duì)苯乙烯磺酸鹽水溶液混合，攪拌；然后，以滴定的方式加入引發(fā)劑，對(duì)苯乙烯磺酸鹽、甲基 丙烯酸酯和引發(fā)劑的質(zhì)量分別占抗靜電劑的20% 30%、40% 60%、0. 5% 1% ;反應(yīng) 8 10小時(shí)，用無(wú)水甲醇或者無(wú)水乙醇沉淀反應(yīng)物，用水過(guò)濾，反復(fù)操作3-4次后取出沉淀 物，于5(TC真空干燥12小時(shí)后，獲得所需的抗靜電劑； 其中，所述的甲基丙烯酸酯為選自甲基丙烯酸甲酯，甲酯丙烯酸乙酯，甲酯丙烯酸 丙酯，甲基丙烯酸正丁酯，甲基丙烯酸異丁酯，甲基丙烯酸聚乙二醇單甲醚酯中的一種，
所述的溶劑為選自四氫呋喃、乙醇、N，N-二甲基乙酰胺中的一種，
所述的引發(fā)劑為過(guò)硫酸鹽與亞硫酸鹽的復(fù)合體系或水溶性偶氮類(lèi)引發(fā)劑，過(guò)硫酸
鹽與亞硫酸鹽的復(fù)合體系，其質(zhì)量比為過(guò)硫酸鹽亞硫酸鹽為5 : 1 3 : i，水溶性偶氮
類(lèi)引發(fā)劑為選自2，2'-偶氮二異丁基脒二鹽酸鹽(AIBA， V-50)，2，2'-偶氮[2-(2_咪 唑啉-2-基)丙烷]二鹽酸鹽(簡(jiǎn)稱(chēng)AIBA，VA-044)，4，4'-偶氮雙(4-氰基戊酸)(簡(jiǎn)稱(chēng) ACVA， V-501)，偶氮二異丙基咪唑啉(簡(jiǎn)稱(chēng)AIP， VA-061)中的一種。
本發(fā)明所用甲醇、乙醇是為了沉淀最后的反應(yīng)產(chǎn)物，用量視有沉淀物析出而定。
有益效果 本發(fā)明主要通過(guò)對(duì)常規(guī)的對(duì)苯乙烯磺酸鈉的單體加入甲基丙烯酸酯，構(gòu)成二嵌段 聚合物，以此來(lái)調(diào)節(jié)聚對(duì)苯乙烯磺酸鈉均聚物熔點(diǎn)高的弱點(diǎn)，達(dá)到適宜的共聚物熔點(diǎn)以滿 足ABS成型加工的需要。使用本發(fā)明的抗靜電劑，能夠使ABS既具有優(yōu)異的抗靜電能力，又 不影響ABS的主要力學(xué)性能。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。
[實(shí)施實(shí)例1] 將20g的對(duì)苯乙烯磺酸鈉溶于去離子水中，其質(zhì)量濃度為30%，并裝入帶攪拌裝 置和回流裝置的四口燒瓶中，同時(shí)通入^，設(shè)定溫度為6(rC，將60ml的甲基丙烯酸正丁 酯去阻聚劑后溶于四氫呋喃并倒入反應(yīng)體系中，開(kāi)始攪拌，約30min后，將引發(fā)劑過(guò)硫酸 鉀_亞硫酸氫鈉溶液(取0. 5g過(guò)硫酸鉀和0. 2g亞硫酸鈉溶于50ml去離子水中)，裝入恒 壓滴液漏斗中，以每3秒1滴或每5秒2滴的滴速，滴入對(duì)苯乙烯磺酸鹽和甲基丙烯酸正丁 酯的混合溶液中，溶液由淺黃色或者無(wú)色變成微白，最后成為乳白色，反應(yīng)總計(jì)約10小時(shí)， 停止反應(yīng)。用乙醇沉定產(chǎn)物，同時(shí)用水過(guò)濾，反復(fù)3-4次后取出產(chǎn)物于真空5(TC真空干燥 12小時(shí)，即獲得所需抗靜電劑。
[實(shí)施實(shí)例2] 將10g的對(duì)苯乙烯磺酸鈉溶于去離子水中，其質(zhì)量濃度為35%，并裝入帶攪拌裝 置的四口燒瓶中，設(shè)定溫度為7(TC，將25ml的甲基丙烯酸聚乙二醇單甲醚酯溶于對(duì)苯乙烯 磺酸鹽溶液中，同時(shí)通入N2，加引發(fā)劑偶氮二異丙基咪唑啉，加入量為0.3g。反應(yīng)約10個(gè) 小時(shí)后停止反應(yīng)，用甲醇沉淀產(chǎn)物，同時(shí)用水過(guò)濾，反復(fù)3次后取出產(chǎn)物于真空5(TC真空干
4燥12小時(shí)后得到所需抗靜電劑，此反應(yīng)的最大特點(diǎn)就是反應(yīng)過(guò)程有明顯的顏色變化，由淺
黃色變成深紅色再變成棕黃色然后至淺黃色，最后顏色會(huì)變成乳白色。[實(shí)施實(shí)例3] 將25g的對(duì)苯乙烯磺酸鈉溶于去離子水中，配成濃度為25%，并裝入帶攪拌裝置的四口燒瓶中，將70ml的甲基丙烯酸乙酯去阻聚劑后加入此反應(yīng)體系中，然后通入N2，設(shè)定溫度為7(TC，同時(shí)將0.8g4，4' _偶氮雙(4-氰基戊酸)引發(fā)劑溶于70ml去離子水中配成溶液，并裝入恒壓滴溶液漏斗中。通N2半個(gè)小時(shí)后，開(kāi)始滴加引發(fā)劑，控制滴速每3秒一滴或每5秒2滴。約8個(gè)小時(shí)后停止反應(yīng)，產(chǎn)物用甲醇提純，最后用水過(guò)濾，反復(fù)幾次后取出產(chǎn)物于真空5(TC真空干燥12小時(shí)后可以獲取抗靜電劑。 將由上述實(shí)施實(shí)例獲得的抗靜電劑研磨成80至100目的粉，然后與ABS擠出機(jī)預(yù)造料后，在注塑機(jī)上注塑成型。改性后的ABS樹(shù)脂的質(zhì)量百分比為ABS樹(shù)脂85% 90%，新型抗靜電劑5% 15% ;注塑溫度為200。C 240°C 。 其抗靜電性能(所測(cè)試的濕度為55% )和主要力學(xué)性能對(duì)比可見(jiàn)表1[表l]ABS表面電阻和主要力學(xué)性能對(duì)比
表面電阻Q沖擊強(qiáng)度 K丄M八2拉伸強(qiáng)度 MPa
注塑后即時(shí)電阻6小時(shí)后水煮24小時(shí)后3.565
純ABSMore than 2eX 1012More than 2e X 1012More than 2e X 1012聚苯乙烯磺酸 鈉-ABS3.2X10118.2 X10105.3X10112.260
實(shí)施實(shí)例1-ABS2.5X10114.6 X1095.2 X10103.357
實(shí)施實(shí)例2-ABS3.3 X 10103.8 X1094.3 X10102.855
實(shí)施實(shí)例3-ABS1.8X10114.2 X1094.9X10103.662 如上所述，本發(fā)明的改性聚苯乙烯對(duì)苯乙烯磺酸鹽的抗靜電劑不僅具有優(yōu)良的抗靜電功能，且對(duì)ABS的沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度等主要力學(xué)性能無(wú)明顯影響。
權(quán)利要求
一種抗靜電劑，其特征在于，所述抗靜電劑配方的重量百分比為對(duì)苯乙烯磺酸鹽 20％～30％甲基丙烯酸酯40％～60％引發(fā)劑 0.5％～1％其中，所述的甲基丙烯酸酯為選自甲基丙烯酸甲酯，甲酯丙烯酸乙酯，甲酯丙烯酸丙酯，甲基丙烯酸正丁酯，甲基丙烯酸異丁酯，甲基丙烯酸聚乙二醇單甲醚酯中的一種，所述的引發(fā)劑為過(guò)硫酸鹽與亞硫酸鹽的復(fù)合體系，或水溶性偶氮類(lèi)引發(fā)劑；所述的過(guò)硫酸鹽與亞硫酸鹽的復(fù)合體系的質(zhì)量比為過(guò)硫酸鹽∶亞硫酸鹽＝5∶1～3∶1，水溶性偶氮類(lèi)引發(fā)劑為選自2，2′-偶氮二異丁基脒二鹽酸鹽，2，2′-偶氮[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二鹽酸鹽，4，4′-偶氮雙(4-氰基戊酸)，偶氮二異丙基咪唑啉中的一種。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種抗靜電劑，其特征在于，所述抗靜電劑配方的重量百分比為對(duì)苯乙烯磺酸鹽 25% 甲基丙烯酸酯 45% 引發(fā)劑 0. 5% 1%。
3. —種如權(quán)利要求1所述的抗靜電劑的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟將對(duì)苯乙烯磺酸鹽分散在去離子水中，構(gòu)成質(zhì)量濃度為20% 40%水溶液，同時(shí)通入 N2 ;調(diào)節(jié)反應(yīng)所需的溫度為60 8(TC，將甲基丙烯酸酯溶于0 100ml溶劑后，與對(duì)苯乙烯 磺酸鹽水溶液混合，攪拌；然后，以滴定的方式加入引發(fā)劑，對(duì)苯乙烯磺酸鹽、甲基丙烯酸酯 和引發(fā)劑的質(zhì)量分別占抗靜電劑的20% 30%、40% 60%、0. 5% 1%;反應(yīng)8 10小 時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后，用無(wú)水甲醇或者無(wú)水乙醇沉淀反應(yīng)物，用水過(guò)濾，反復(fù)操作3-4次后取出 沉淀物，于5(TC真空干燥12小時(shí)后，獲得所需的抗靜電劑；其中，所述的溶劑為選自四氫呋喃、乙醇、N， N-二甲基乙酰胺中的一種。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種用于ABS樹(shù)脂抗靜電劑及其制備方法，通過(guò)適宜的比例，在對(duì)苯乙烯磺酸鹽中加入甲基丙烯酸酯，在引發(fā)劑作用下生成抗靜電劑。本發(fā)明通過(guò)甲基丙烯酸酯與對(duì)苯乙烯磺酸鹽共聚生成二嵌段共聚物，此二嵌段聚合物調(diào)節(jié)了對(duì)苯乙烯磺酸鹽均聚物的高熔點(diǎn)，使抗靜電劑可以在ABS成型加工溫度范圍內(nèi)進(jìn)行加工，提高ABS抗靜電性能的的同時(shí)，又不影響ABS的主要力學(xué)性能。
文檔編號(hào)C08F212/14GK101747470SQ201010023010
公開(kāi)日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2010年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月20日
發(fā)明者付義術(shù), 朱旭東, 汪濟(jì)奎, 蔡國(guó)鋒, 趙光, 郭衛(wèi)紅 申請(qǐng)人:華東理工大學(xué)