一种长效耐水洗耐低温无色透明橡塑用液态抗静电剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及抗静电剂领域，公开了一种长效耐水洗耐低温无色透明橡塑用液态抗静电剂及其制备方法，本抗静电剂包含以下组分：聚氧乙烯型非离子表面活性剂20～55％，聚酯多元醇5～10％，离子化合物5～15％，分散剂30～45％，功能型助剂5～10％。本抗静电剂制备工艺及设备简单、易于操作，所得抗静电剂无色透明，具有优异的耐低温性能，与橡胶相容性良好，在配方中用量少，所得产品抗静电效果持久并且耐水洗性能佳。特别适用于橡胶体系，可大量运用于耐油胶管、输送带、密封产品及印刷印染等产品的抗静电。

A long-acting liquid antistatic agent for water-washable, low-temperature, colourless transparent rubber and plastics and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种长效耐水洗耐低温无色透明橡塑用液态抗静电剂及其制备方法
本专利技术涉及抗静电剂领域，尤其涉及一种长效耐水洗耐低温无色透明橡塑用液态抗静电剂及其制备方法。
技术介绍
橡胶和塑料是电绝缘材料，使用中电荷容易聚积产生静电积累，进而造成吸尘、电击，甚至生成电火花导致爆炸等严重事故。向高分子材料中添加抗静电剂可以有效防治橡塑材料的静电积累，是一种实用性强且简单有效的方法。目前，提高橡胶抗静电或导电性的主要方法包括向其中添加导电炭黑(橡胶工业词典编写组.橡胶工业词典抗静电橡胶[M].北京：化学工业出版社，1989)、离子型表面活性剂(吕百龄.实用橡胶手册抗静电剂[M].北京：化学工业出版社，214-215)或金属粉末等来改善其电学性能，但这些方法都存在一定的局限性。添加导电炭黑会明显改变制品的颜色且通常添加量较大，不适用于浅色以及对清洁卫生要求比较高的制品；对于离子型表面活性剂，需要选择与橡胶基体相容性适中的表面活性剂种类，当此类表面活性剂与橡胶相容性过好时会约束其在橡胶中的迁移扩散能力从而降低体系的导电能力，反之相容性太差则表面活性剂向橡胶制品表面迁移速率过快从而难以获得持久的抗静电性能；而金属粉末与橡胶的复合则容易影响橡胶的柔性和弹性，且成本较高，故在实际应用中较少。因此，研发出一种既不影响橡塑产品色泽，又可以赋予橡塑制品持久的抗静电性能和耐水洗性能，同时对于制品的加工性能和使用性能影响较小的抗静电剂，具有十分重要的现实意义。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种长效耐水洗耐低温无色透明橡塑用液态抗静电剂及其制备方法，本专利技术的液态抗静电剂及其制备方法简单，自身无色透明，粘度低，当少量添加至丁腈橡胶、PVC、聚氨酯等基体中后，不会影响产品本身的色泽，所得制品抗静电效果持久稳定，且耐水洗、耐低温性能优异。本专利技术的具体技术方案为：一种长效耐水洗耐低温无色透明橡塑用液态抗静电剂，包括以下质量百分数的组分：聚氧乙烯型非离子表面活性剂20～55％，聚酯多元醇5～10％，离子化合物5～15％，分散剂30～45％，功能型助剂5～10％。本专利技术的抗静电剂可应用于丁腈橡胶、PVC、聚氨酯等制品的长效抗静电，本专利技术的抗静电剂具有以下特点或优点：1、无色透明。现有技术中，橡胶用抗静电剂大多有色且添加量大。而本专利技术抗静电剂无色透明且添加量少，添加后不会影响制品本身的色泽，并且对于橡胶/塑料基体的力学性能和加工性能影响也很小。2、呈液态，在较宽温度范围内(-18～40℃)性质稳定，成分间互溶性良好，不分层。抗静电剂粘度较低，流动性良好，便于计量及添加分散操作。3、添加量少，所得制品抗静电效果好且持久，并且具有优异的耐水洗性能。本专利技术抗静电剂具有上述特点或优点的原因在于：在现有技术中，按照抗静电剂加入基体的方式可以分为外部涂敷型和内部添加型两类抗静电剂。通常来说，这两类抗静电剂的作用机理为涂布在基材表面或从基体内部迁移至表面的抗静电剂分子的亲水基团通过吸收环境水分，来传导和疏散基材内部的静电荷从而达到抗静电目的。但是这种作用机理也决定了常规的抗静电剂对于环境湿度的依赖性较大。当环境湿度比较低时，抗静电剂分子的吸水性变差，抗静电性能通常有所下降。在本专利技术中，选用聚氧乙烯型非离子表面活性剂和离子化合物作为主成分，可在橡塑基体中引入“离子导电性”机理，从而赋予体系更为优异的抗静电性能。对于本专利技术液态体系，添加与主成分互溶性良好的聚酯多元醇和功能性助剂等成分，还可大大增强体系的内聚力，赋予抗静电液良好的耐寒型和附着力。具体来说，当橡胶/塑料基体分子中含有能与金属阳离子(如锂离子、钠离子或钾离子)形成配位键的给电子基团时，将有利于提高聚合物基体的溶剂化能力，从而促进体系中盐的解离，使得体系的体积电阻率进一步降低，也即离子导电性机理。例如应用于丁腈橡胶基体中时，NBR分子的侧链含有极性氰基，氰基中的氮原子轨道上有一对孤对电子，能与具有空轨道的金属阳离子产生相互作用。在电场作用下，随着基体聚合物链段的热运动，金属离子与氰基上的氮原子发生解离，再与其他链段发生络合。这种络合-解离-再络合的过程实现了电荷的定向移动，也即提高了体系的导电能力；同样的，配方中聚氧乙烯型非离子表面活性剂中的长链聚醚结构与碱金属离子也会发生络合反应，可以促使离子化合物稳定分散在橡胶/塑料基体中，有效地提高了体系的长效抗静电效果。因此，本专利技术体系除了常规的抗静电作用机理外，离子导电性机理的应用使得两种静电传导作用叠加，产生协同作用，从而赋予体系更为优异的长效抗静电效果和耐水洗性能。作为优选，所述聚氧乙烯型非离子表面活性剂选自烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙二醇、聚丙二醇中的一种或几种。作为优选，所述聚酯多元醇为由二元羧酸与二元醇通过缩聚反应得到的常规型聚酯多元醇或聚碳酸酯二醇中的一种或几种。作为优选，所述常规型聚酯多元醇为聚己二酸己二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇、聚己二酸一缩二乙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇丁二醇酯二醇、聚己二酸丁二酸己二醇酯二醇、聚己二酸对苯二甲酸乙二醇酯二醇、聚己二酸丁二酸丁二醇酯二醇、聚己二酸邻苯二甲酸新戊二醇丁二醇二醇、聚对苯二甲酸邻苯二甲酸一缩二乙二醇酯二醇、聚己二酸邻苯二甲酸新戊二醇丁二醇酯二醇等中的一种或几种。作为优选，所述聚碳酸酯二醇的结构如下：其中，X、Y为烷基、芳基或卤素；m1、m2为正整数。作为优选，所述离子化合物为碱金属与有机酸或无机酸生成的盐。作为优选，所述离子化合物为醋酸锂、氯化锂、高氯酸锂、六氟磷酸锂、醋酸钾、磷酸钾、硫氰酸钾、溴化钠、高氯酸钠中的一种或几种。作为优选，所述分散剂选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯中的至少一种。作为优选，所述功能型助剂为醚酯型增塑剂。作为优选，所述功能型助剂为丙二醇醚乙二醇二异辛酸酯、二丙二醇单丁醚己二酸酯、聚(丙二醇醚)乙二醇油酸酯、聚(丙二醇)乙二醇硬脂酸酯、三乙二醇二异辛酸酯中的一种或几种。进一步优选为二丙二醇单丁醚己二酸酯、三乙二醇二异辛酸酯和丙二醇醚乙二醇二异辛酸酯中的一种或几种。一种液态抗静电剂的制备方法，包括以下步骤：1)向分散剂中加入聚氧乙烯型非离子表面活性剂和功能型助剂，直接分散均匀或加热促进溶解至分散均匀。2)将聚酯多元醇加热升温至30-80℃熔化后，逐步加入步骤1)所得液体中。3)在搅拌条件下加入离子化合物，搅拌至离子化合物完全溶解，即得成品。与现有技术对比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术提供的抗静电剂无色透明，不影响制品本身的颜色。同时，抗静电剂添加量少，对于橡胶/塑料基体的力学性能和加工性能影响较小。2、体系中离子化合物与长链聚醚结构和/或基体之间配位作用引入了离子导电性机理，有助于提高体系的导电能力和长效抗静电效果。3、本专利技术抗静电剂为液态，粘度较低，凝固点低，低温下流动性良好，便于计量及添加分散操作。4、本专利技术抗静电剂制备工艺简单，安全环保，原料利用率高，所得制品抗静电效果好且持久，并且具有优异的耐水洗性能。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的描述。总实施例一种长效耐水洗耐低温无色透明橡塑用液态抗静电剂，包括以下质量百分数的组分：聚氧乙烯型非离子表面活性剂20～55％，聚酯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种长效耐水洗耐低温无色透明橡塑用液态抗静电剂，其特征在于包括以下质量百分数的组分：聚氧乙烯型非离子表面活性剂20～55％，聚酯多元醇5～10％，离子化合物5～15％，分散剂30～45％，功能型助剂5～10％。

【技术特征摘要】
1.一种长效耐水洗耐低温无色透明橡塑用液态抗静电剂，其特征在于包括以下质量百分数的组分：聚氧乙烯型非离子表面活性剂20～55％，聚酯多元醇5～10％，离子化合物5～15％，分散剂30～45％，功能型助剂5～10％。2.如权利要求1所述的一种长效耐水洗耐低温无色透明橡塑用液态抗静电剂，其特征在于，所述聚氧乙烯型非离子表面活性剂选自烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙二醇、聚丙二醇中的一种或几种。3.如权利要求1所述的一种长效耐水洗耐低温无色透明橡塑用液态抗静电剂及其制备方法，其特征在于，所述聚酯多元醇为由二元羧酸与二元醇通过缩聚反应得到的常规型聚酯多元醇或聚碳酸酯二醇中的一种或几种。4.如权利要求3所述的一种长效耐水洗耐低温无色透明橡塑用液态抗静电剂及其制备方法，其特征在于，所述常规型聚酯多元醇为聚己二酸己二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇、聚己二酸一缩二乙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇丁二醇酯二醇、聚己二酸丁二酸己二醇酯二醇、聚己二酸对苯二甲酸乙二醇酯二醇、聚己二酸丁二酸丁二醇酯二醇、聚己二酸邻苯二甲酸新戊二醇丁二醇二醇、聚对苯二甲酸邻苯二甲酸一缩二乙二醇酯二醇、聚己二酸邻苯二甲酸新戊二醇丁二醇酯二醇中的一种或几种；所述聚碳酸酯二醇的结构如下：其中，X、Y为烷基、芳基或卤素；m1、m2为正整数。5.如权利要求1所述的一种长效耐水洗耐低温无色透明橡...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱月，刘慧珍，孙连强，朱艳，蒋杰，
申请(专利权)人：杭化塑友新材料杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33