一种嵌段型离子聚合物抗静电剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种嵌段型离子聚合物抗静电剂的制备方法，包括如下步骤：1)碳包覆纳米金属纤维的制备；2)聚合型单体A的制备；3)聚合型单体B的制备；4)碳包覆纳米金属纤维、聚合型单体A、聚合型单体B、聚吡咯管、2‑氰基‑3‑苯基‑2‑丁烯酸乙酯、丁二酸单‑2‑(2‑丙烯酰氧基)羟乙醇共聚物的制备；5)与十三烷醇聚醚‑12羧酸钠进行离子交换。本发明专利技术还公开了根据所述制备方法制备得到的抗静电剂。本发明专利技术还公开的嵌段型离子聚合物抗静电剂具有高效抗静电性、与塑料制品相容性更好，对环境湿度依赖性不高的优点。

Block type ionic polymer antistatic agent and preparation method thereof

The invention discloses a preparation method of block ionic polymer antistatic agent, which comprises the following steps: 1) preparation of carbon-coated nano-metal fiber; 2) preparation of polymeric monomer A; 3) preparation of polymeric monomer B; 4) preparation of carbon-coated nano-metal fiber, polymeric monomer A, polymeric monomer B, polypyrrole tube, 2_cyano_3. Preparation of phenyl_2_butyric acid ethyl ester, succinic acid mono (2_acryloxy) hydroxyethanol copolymer; 5) Ion exchange with tridecanol polyether 12 sodium carboxylate. The invention also discloses an antistatic agent prepared according to the preparation method. The block ionic polymer antistatic agent has the advantages of high antistatic performance, better compatibility with plastic products and low dependence on environmental humidity.

【技术实现步骤摘要】
一种嵌段型离子聚合物抗静电剂及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料
，尤其涉及一种嵌段型离子聚合物抗静电剂及其制备方法。
技术介绍
近年来，随着我国社会经济的高速发展，塑料制品在日常生活中的应用越来越广泛，由于其具有重量轻、容易加工、电绝缘性高、可根据用途设计等优异的特性，成为电气制品的各种部件使用的重要材料。但由于绝缘性太高，故有摩檫等制品带电的问题，静电(摩擦电)电荷在绝缘塑料表面累积的电荷在制品表面很难移动而重新结合，给飞机、电子产品、发动机和涡轮带来极大的威胁，有造成爆炸的危险。因此，塑料制品的抗静电性引起了人们的广泛关注。防止塑料制品表面静电产生和积累的有效方法是在塑料制品中加入抗静电改性剂改变树脂的导电性能，特别是材料的表面导电性能，使静电荷能够很快地泄漏掉。目前，较为常见的抗静电剂有表面活性剂型和高分子型，表面活性剂型抗静电剂是通过吸收环境水分，降低表面电阻率达到抗静电目的，其对环境湿度的依赖性较大。高分子型抗静电性是一种永久型抗静电剂，成为近年来研究的热点。但现有技术中的高分子型抗静电剂或多或少存在与塑料基体材料相容性差、在加工过程中易出现喷霜和外渗现象，抗静电效果难以持久，并影响制品的外观的问题。因此，业内亟需一种抗静电性能更佳，与塑料制品相容性更好，对环境湿度依赖性不高的高性能抗静电剂。
技术实现思路
为了克服现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种嵌段型离子聚合物抗静电剂及其制备方法，该制备方法简单易行，原料易得，价格低廉，对反应条件和设备要求不高，适合大规模生产；通过所述制备方法制备得到的抗静电剂克服了现有技术中传统抗静电剂或多或少存在的价格昂贵、对环境湿度的依赖性较大、与塑料基体材料相容性差、在加工过程中易出现喷霜和外渗现象，抗静电效果难以持久，并影响制品的外观的问题，具有高效抗静电性、与塑料制品相容性更好，对环境湿度依赖性不高的优点。为达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是，一种嵌段型离子聚合物抗静电剂的制备方法，包括如下步骤：1)碳包覆纳米金属纤维的制备：将纳米金属纤维加入质量分数为30-40％的葡萄糖溶液中，并将其转移到聚氟乙烯内衬的水热反应釜中，在190-210℃反应7-8h。取出反应釜，待反应体系冷却后用去离子水洗4-7次、用无水乙醇洗涤4-7次，最后在80-90℃的真空干燥箱中烘10-15小时。最后得到的产品在550-650℃的氮气氛围下灼烧3-5h，得到碳包覆纳米金属纤维。2)聚合型单体A的制备：将4-乙烯基苄氯、N-三(羟甲基)甲基-2-氨基乙磺酸溶于乙酸乙酯中，在室温下搅拌反应4-6小时，后旋蒸除去溶剂，再用乙醚洗涤4-7次，再旋蒸除去乙醚备用；3)聚合型单体B的制备：将氯甲基三甲氧基硅烷、2,4-二氨基-6-二烯丙氨基-1,3,5-三嗪溶于乙酸乙酯中，在室温下搅拌反应4-6小时，后旋蒸除去溶剂，再用乙醚洗涤4-7次，再旋蒸除去乙醚备用；4)聚合物的制备：将经过步骤1)制备得到的碳包覆纳米金属纤维、经过步骤2)制备的得到的聚合型单体A、经过步骤3)制备的得到的聚合型单体B、聚吡咯管、2-氰基-3-苯基-2-丁烯酸乙酯、丁二酸单-2-(2-丙烯酰氧基)羟乙醇溶于高沸点溶剂中，后再向其中加入引发剂，在氮气或惰性气体氛围下60-70℃下搅拌聚合反应1-2小时，后在乙醇中沉出，并用乙酸乙酯洗涤产物5-7次，后置于85-95℃下的真空干燥箱中烘12-15小时；5)与十三烷醇聚醚-12羧酸钠进行离子交换：将经过步骤4)制备得到的聚合物浸泡在55-65℃的质量分数为10-20％的十三烷醇聚醚-12羧酸钠的水溶液中25-35小时，后取出置于55-65℃的水中浸泡10-15小时，最后置于真空干燥箱中95-105℃下烘10-13小时。优选地，步骤1)中所述纳米金属纤维、葡萄糖溶液的质量比为(2-3)：(5-10)。较佳地，所述纳米金属纤维选自氧化铁纳米纤维、Cu单晶纳米丝、纳米金属Ni纤维体、Fe纳米纤维中的一种或几种。优选地，步骤2)中所述4-乙烯基苄氯、N-三(羟甲基)甲基-2-氨基乙磺酸、乙酸乙酯的质量为1.5:1：(5-10)。优选地，步骤3)中所述氯甲基三甲氧基硅烷、2,4-二氨基-6-二烯丙氨基-1,3,5-三嗪溶于乙酸乙酯8:1：(15-20)。优选地，步骤4)中所述碳包覆纳米金属纤维、聚合型单体A、聚合型单体B、聚吡咯管、2-氰基-3-苯基-2-丁烯酸乙酯、丁二酸单-2-(2-丙烯酰氧基)羟乙醇、高沸点溶剂、引发剂的质量比为0.3:1:1:0.3:0.5:1：(5-10)：(0.01-0.03)。较佳地，所述高沸点溶剂选自二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种。较佳地，所述引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的一种或两种。较佳地，所述惰性气体选自氖气、氩气、氦气中的一种或几种。优选地，步骤5)中所述聚合物、十三烷醇聚醚-12羧酸钠的水溶液、水的质量比为1：(40-80)：(60-80)。一种嵌段型离子聚合物抗静电剂，采用所述嵌段型离子聚合物抗静电剂的制备方法制备得到。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1)本专利技术提供的嵌段型离子聚合物抗静电剂，制备方法简单易行，原料易得，价格低廉，对反应条件和设备要求不高，适合大规模生产。2)本专利技术提供的嵌段型离子聚合物抗静电剂，克服了现有技术中传统抗静电剂或多或少存在的价格昂贵、对环境湿度的依赖性较大、与塑料基体材料相容性差、在加工过程中易出现喷霜和外渗现象，抗静电效果难以持久，并影响制品的外观的问题，具有高效抗静电性、与塑料制品相容性更好，对环境湿度依赖性不高的优点。3)本专利技术提供的嵌段型离子聚合物抗静电剂，分子链上引入硅氧基，有利于碳包覆纳米金属纤维、聚吡咯管与聚合物分子的相容性，也能提高纳米材料的分散性；同多对纳米金属材料进行碳包覆，有利于提高金属的抗氧化性，碳包覆纳米金属纤维、聚吡咯管、离子基团和N-三(羟甲基)甲基-2-氨基乙磺酸结构协同作用，使得抗静电剂同时具有表面活性剂型和高分子型表面活性剂的优点，但其对环境湿度的依赖性不高，能长期保持抗静电稳定性。4)本专利技术提供的嵌段型离子聚合物抗静电剂，分链上引入2-氰基-3-苯基-2-丁烯酸乙酯结构，能增强导电性，从而进一步提高抗静电作用5)本专利技术提供的嵌段型离子聚合物抗静电剂，分链上引入2,4-二氨基-6-二烯丙氨基-1,3,5-三嗪，可以起到抗紫外老化性能的作用，同时起到交联剂的作用，使得分子结构呈现三维网络结构，有效提高抗静电剂的稳定性和稳定性、耐高温性能。具体实施方式为了使本
人员更好地理解本专利技术的技术方案，并使本专利技术的上述特征、目的以及优点更加清晰易懂，下面结合实施例对本专利技术做进一步的说明。实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。本专利技术下述实施例中所使用的纳米金属纤维(氧化铁纳米纤维、Cu单晶纳米丝、纳米金属Ni纤维体、Fe纳米纤维)为预先制备，制备方法参见：闵福贵，李涛，张立红，纳米金属纤维的湿化学法制备技术，洛阳理工学院学报(自然科学版)，第21卷，第2期。本专利技术下述实施例中所使用的聚吡咯管为预先制备，制备方法参见：中国专利技术专利CN105327626B；其他原料来自于上海泉昕进出口贸易有限公司。实施例1一种嵌段型本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种嵌段型离子聚合物抗静电剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)碳包覆纳米金属纤维的制备：将纳米金属纤维加入质量分数为30‑40％的葡萄糖溶液中，并将其转移到聚氟乙烯内衬的水热反应釜中，在190‑210℃反应7‑8h。取出反应釜，待反应体系冷却后用去离子水洗4‑7次、用无水乙醇洗涤4‑7次，最后在80‑90℃的真空干燥箱中烘10‑15小时，最后得到的产品在550‑650℃的氮气氛围下灼烧3‑5h，得到碳包覆纳米金属纤维；2)聚合型单体A的制备：将4‑乙烯基苄氯、N‑三(羟甲基)甲基‑2‑氨基乙磺酸溶于乙酸乙酯中，在室温下搅拌反应4‑6小时，后旋蒸除去溶剂，再用乙醚洗涤4‑7次，再旋蒸除去乙醚备用；3)聚合型单体B的制备：将氯甲基三甲氧基硅烷、2,4‑二氨基‑6‑二烯丙氨基‑1,3,5‑三嗪溶于乙酸乙酯中，在室温下搅拌反应4‑6小时，后旋蒸除去溶剂，再用乙醚洗涤4‑7次，再旋蒸除去乙醚备用；4)聚合物的制备：将经过步骤1)制备得到的碳包覆纳米金属纤维、经过步骤2)制备的得到的聚合型单体A、经过步骤3)制备的得到的聚合型单体B、聚吡咯管、2‑氰基‑3‑苯基‑2‑丁烯酸乙酯、丁二酸单‑2‑(2‑丙烯酰氧基)羟乙醇溶于高沸点溶剂中，后再向其中加入引发剂，在氮气或惰性气体氛围下60‑70℃下搅拌聚合反应1‑2小时，后在乙醇中沉出，并用乙酸乙酯洗涤产物5‑7次，后置于85‑95℃下的真空干燥箱中烘12‑15小时；5)与十三烷醇聚醚‑12羧酸钠进行离子交换：将经过步骤4)制备得到的聚合物浸泡在55‑65℃的质量分数为10‑20％的十三烷醇聚醚‑12羧酸钠的水溶液中25‑35小时，后取出置于55‑65℃的水中浸泡10‑15小时，最后置于真空干燥箱中95‑105℃下烘10‑13小时。...

【技术特征摘要】
1.一种嵌段型离子聚合物抗静电剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)碳包覆纳米金属纤维的制备：将纳米金属纤维加入质量分数为30-40％的葡萄糖溶液中，并将其转移到聚氟乙烯内衬的水热反应釜中，在190-210℃反应7-8h。取出反应釜，待反应体系冷却后用去离子水洗4-7次、用无水乙醇洗涤4-7次，最后在80-90℃的真空干燥箱中烘10-15小时，最后得到的产品在550-650℃的氮气氛围下灼烧3-5h，得到碳包覆纳米金属纤维；2)聚合型单体A的制备：将4-乙烯基苄氯、N-三(羟甲基)甲基-2-氨基乙磺酸溶于乙酸乙酯中，在室温下搅拌反应4-6小时，后旋蒸除去溶剂，再用乙醚洗涤4-7次，再旋蒸除去乙醚备用；3)聚合型单体B的制备：将氯甲基三甲氧基硅烷、2,4-二氨基-6-二烯丙氨基-1,3,5-三嗪溶于乙酸乙酯中，在室温下搅拌反应4-6小时，后旋蒸除去溶剂，再用乙醚洗涤4-7次，再旋蒸除去乙醚备用；4)聚合物的制备：将经过步骤1)制备得到的碳包覆纳米金属纤维、经过步骤2)制备的得到的聚合型单体A、经过步骤3)制备的得到的聚合型单体B、聚吡咯管、2-氰基-3-苯基-2-丁烯酸乙酯、丁二酸单-2-(2-丙烯酰氧基)羟乙醇溶于高沸点溶剂中，后再向其中加入引发剂，在氮气或惰性气体氛围下60-70℃下搅拌聚合反应1-2小时，后在乙醇中沉出，并用乙酸乙酯洗涤产物5-7次，后置于85-95℃下的真空干燥箱中烘12-15小时；5)与十三烷醇聚醚-12羧酸钠进行离子交换：将经过步骤4)制备得到的聚合物浸泡在55-65℃的质量分数为10-20％的十三烷醇聚醚-12羧酸钠的水溶液中25-35小时，后取出置于55-65℃的水中浸泡10-15小时，最后置于真空干燥箱中95-105℃下烘10-13小时。2.根据权利要求1所述的嵌...

【专利技术属性】
技术研发人员：余香兰，
申请(专利权)人：湖南辰砾新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43