一种高硬度、高透明性聚醚酰胺永久型抗静电剂的制备方法技术

一种高硬度、高透明性聚醚酰胺永久型抗静电剂的制备方法，属于抗静电剂领域。由以下质量份数组成：聚醚酰胺80～100份，碱金属盐1～6份，表面活性剂5～15份，填充油0.2～2份，无机填料1～5份。制备方法主要包括两步骤:(1)利用长碳链聚酰胺、尼龙66预聚物与聚醚聚合，制备得到聚醚酰胺；(2)利用聚醚酰胺、碱金属盐、表面活性剂、填充油与无机填料混合，通过挤出加工的方法制备即可。本发明专利技术方法简单，容易操作，制备得到的永久型抗静电剂硬度高、透明性高、表面电阻率较低，抗静电效果持久，可以与其它树脂混合制备抗静电材料，综合性能优异。

Preparation of a kind of permanent antistatic agent with high hardness and high transparency

【技术实现步骤摘要】
一种高硬度、高透明性聚醚酰胺永久型抗静电剂的制备方法
本专利技术涉及一种高硬度、高透明性聚醚酰胺永久型抗静电剂的制备方法，属于高性能材料合成与制备的领域。
技术介绍
由于高分子材料具备质轻、耐磨、耐腐蚀、力学性能优异、容易加工等的特性，近年来其市场占有率越来越高，逐渐被用于电子产品、建筑、包装、办公、汽车、军用设备、生活用品等领域。但绝大多数高分子材料属于电绝缘材料，电阻率相对较高，在其加工或使用过程中容易积聚电荷，难以去除，大量电荷的积累容易造成不利的影响。一旦高分子材料或成品产生静电，不仅会对材料的加工与性能、产品的使用及外观等产生不利的影响，同时在一些特殊行业存在着很大的安全隐患，如石油、化工、煤矿、地下空间作业等行业大量静电的积累会导致电击、火灾，甚至爆炸事故的发生，静电的存在限制了其应用。为解决高分子材料的静电问题，采用添加炭黑、石墨、金属基导电填料或传统小分子抗静电剂来达到相应的抗静电目的，但通常存在填料分布不均、相容性差、容易析出、色泽变差等问题，抗静电作用效果短暂，影响了材料的使用。基于有机高分子固体电解质的研究，碱金属盐在聚醚非晶区的极性醚氧原子的作用下离解，并借助聚合物分子链段运动在金属离子和醚氧原子之间发生反复的络合-解络合过程来实现离子传递过程，从而达到释放电荷、抗静电的目的；因此，对高分子永久型抗静电剂的研发逐渐成为热点。聚醚酰胺是一种高性能热塑性弹性体，其由聚酰胺硬段与聚醚软段组成，具有优良的耐磨耐溶剂性、低温特性、回弹性，尺寸稳定性好，吸水率低，易加工等，目前已经成为汽车、航空航天、体育用品、电子机械、渗透分离等领域不可或缺的高附加值材料。聚醚酰胺作为高分子材料的典型代表，其表面电阻率也相对较高，结合其相关应用，聚醚酰胺永久型抗静电剂的开发很有必要。目前市场上关于高分子永久型抗静电剂的产品基本上被国外垄断，主要有法国阿科玛PEBAX中的MF、MH、MV系列产品，德国巴斯夫IrgastatP系列抗静电剂及日本三洋化成的Pelestat、Pelectron系列抗静电剂等；对于这些产品的生产，国内尚处在发展阶段，其价格相对较高，同时产品的可调硬度范围有限，高硬度的抗静电产品相对较少等，这些因素限制了其发展与应用。现有技术中，聚醚酰胺弹性体的硬段多为单一的聚酰胺组成，这样基于此而开发的高分子永久型抗静电剂难以实现高的硬度需求；同时，借助聚醚与碱金属盐的配位络合来制备永久型抗静电剂的过程，若要达到很好的抗静电效果，碱金属盐多为结晶性盐，与聚醚酰胺简单熔融挤出加工过程中，存在由于盐类聚集严重或热氧化而导致产品颜色发黑发灰的现象，不利于制备出高透明性的永久型抗静电剂。综合以上分析，为满足市场对高性能高分子永久型抗静电剂的需求，开发出高硬度、高透明性聚醚酰胺永久型抗静电剂显得很有必要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述存在的问题，以弥补现有技术的不足，提供一种高硬度、高透明性聚醚酰胺永久型抗静电剂的制备方法。为实现上述专利技术的目的，采取如下的技术方案：一种高硬度、高透明性聚醚酰胺永久型抗静电剂，按照质量份数计，包含以下组分：聚醚酰胺80～100份，碱金属盐1～6份，表面活性剂5～15份，填充油0.2～2份，无机填料1～5份。制备方法主要包括两步骤:(1)利用长碳链聚酰胺、尼龙66预聚物与聚醚聚合，制备得到聚醚酰胺；(2)利用聚醚酰胺、碱金属盐、表面活性剂、填充油与无机填料混合，通过挤出加工的方法制备得到高硬度、高透明性聚醚酰胺永久型抗静电剂。具体地，所述聚醚酰胺的制备可以利用一步法、两步法，作为优选，优先选自两步法。具体地，所述长碳链聚酰胺是由碳原子数为10～18的二胺、碳原子数为10～18的二酸组合而成的聚酰胺盐聚合而成，作为优选，优先选自聚酰胺1010盐、聚酰胺1012盐、聚酰胺1211盐、聚酰胺1212盐等。具体地，所述聚醚选自聚乙二醇、聚丙二醇、氨基封端的聚氧化乙烯醚、氨基封端的聚氧化丙烯醚、聚四氢呋喃醚二醇等羟基封端或氨基封端的聚醚，其分子量优选为1000～5000g/mol。具体地，所述碱金属盐选自高氯酸、乙二酸硼酸、四氟硼酸、三氟甲磺酸、三氟磺酸、四氟硼酸、四氟硼酸、三氟甲磺酸的锂、钠、钾金属盐中的一种或多种，，作为优选，优先选自高氯酸锂、三氟甲磺酸锂。具体地，所述表面活性剂选自碳链长度在10～20的烷基磺酸盐，作为优选，优先选自十二烷基磺酸钠、十四烷基磺酸钠。具体地，所述填充油选自白油、硅油等。具体地，所述无机填料选自纳米碳酸钙、纳米蒙脱土、滑石粉等，优先选自纳米碳酸钙，其粒度为1～100nm。本专利技术所述的一种高硬度、高透明性聚醚酰胺永久型抗静电剂的制备方法，具体包含如下步骤：(1)聚醚酰胺的制备：在反应釜中加入20～40份长碳链聚酰胺盐与10～60份尼龙66盐，然后加入占聚酰胺盐总重5～15％封端剂，通氮气置换釜内的空气，升温到200～220℃，待压力达到1.5～2.5MPa后保压1～2h，然后泄压至常压，再升温至220～240℃反应1～2h，得到聚酰胺预聚物；利用上述得到的聚酰胺预聚物，再加入20～50份聚醚，加入占总重0.5～3％的抗氧剂及催化剂，通氮气置换釜内的空气，先升温至210～230℃反应1～2h，然后再升温至240～260℃并抽真空，在压力为0.05～5KPa下反应2～3h后，充氮气并出料，拉条、切粒，得到聚醚酰胺弹性体。(2)高硬度、高透明性聚醚酰胺永久型抗静电剂的制备：利用上述得到的聚醚酰胺弹性体，再加入碱金属盐、表面活性剂，填充油及无机填料，通过高速搅拌机混合均匀后，再通过双螺杆挤出加工的方法，拉条、切粒，得到高硬度、高透明性聚醚酰胺永久型抗静电剂。具体地，步骤(1)中所述的封端剂选自癸二酸、十一碳二元酸、己二酸等二元羧酸。具体地，步骤(1)所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂1098等，所述催化剂选自钛酸四丁酯、锆酸四丁酯等。具体地，步骤(2)所述双螺杆加工温度为170～220℃，螺杆转速为200～300r/min。本专利技术所述的制备方法，工艺简单，易操作；制备聚醚酰胺弹性体的原料来源广，硬段采取长碳链聚酰胺与尼龙66结合，最终合成的弹性体弹性好、硬度高，硬度可以根据硬段与软段的含量而调节；制备得到的聚醚酰胺永久型抗静电剂硬度高、透明性好，抗静电性持久，不会出现析出等问题，对湿度要求低；通过加入表面活性剂可以起到浸透、分散碱金属盐的作用，解决色度的问题，加入少量无机填料可以起到增强的作用。本专利技术所制备的高硬度、高透明性聚醚酰胺永久型抗静电剂邵氏硬度为50～90D，表面电阻率为106～108Ω/sq。综合所述，本专利技术所制备的聚醚酰胺永久型抗静电剂综合性能优异，可以广泛地应用到电子设备、精密仪器部件等要求防静电的领域。附图说明图1为实施例1制备的产品体现透明度的照片。图2为实施例2制备的产品体现透明度的照片。具体实施方式下面结合具体实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高硬度、高透明性聚醚酰胺永久型抗静电剂的制备方法，其特征在于，具体包含如下步骤：/n(1)聚醚酰胺的制备：在反应釜中加入长碳链聚酰胺盐与尼龙66盐，然后加入封端剂，通氮气置换釜内的空气，升温到200～220℃，待压力达到1.5～2.5MPa后保压1～2h，然后泄压至常压，再升温至220～240℃反应1～2h，得到聚酰胺预聚物；/n利用上述得到的聚酰胺预聚物，再加入聚醚，加入抗氧剂及催化剂，通氮气置换釜内的空气，先升温至210～230℃反应1～2h，然后再升温至240～260℃并抽真空，在压力为0.05～5KPa下反应2～3h后，充氮气并出料，拉条、切粒，得到聚醚酰胺弹性体；/n(2)高硬度、高透明性聚醚酰胺永久型抗静电剂的制备：利用上述得到的聚醚酰胺弹性体，再加入碱金属盐、表面活性剂，填充油及无机填料，通过高速搅拌机混合均匀后，再通过双螺杆挤出加工的方法，拉条、切粒，得到高硬度、高透明性聚醚酰胺永久型抗静电剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种高硬度、高透明性聚醚酰胺永久型抗静电剂的制备方法，其特征在于，具体包含如下步骤：
(1)聚醚酰胺的制备：在反应釜中加入长碳链聚酰胺盐与尼龙66盐，然后加入封端剂，通氮气置换釜内的空气，升温到200～220℃，待压力达到1.5～2.5MPa后保压1～2h，然后泄压至常压，再升温至220～240℃反应1～2h，得到聚酰胺预聚物；
利用上述得到的聚酰胺预聚物，再加入聚醚，加入抗氧剂及催化剂，通氮气置换釜内的空气，先升温至210～230℃反应1～2h，然后再升温至240～260℃并抽真空，在压力为0.05～5KPa下反应2～3h后，充氮气并出料，拉条、切粒，得到聚醚酰胺弹性体；
(2)高硬度、高透明性聚醚酰胺永久型抗静电剂的制备：利用上述得到的聚醚酰胺弹性体，再加入碱金属盐、表面活性剂，填充油及无机填料，通过高速搅拌机混合均匀后，再通过双螺杆挤出加工的方法，拉条、切粒，得到高硬度、高透明性聚醚酰胺永久型抗静电剂。


2.按照权利要求1所述的一种高硬度、高透明性聚醚酰胺永久型抗静电剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中20～40份长碳链聚酰胺盐对应10～60份尼龙66盐、占聚酰胺盐总重5～15％封端剂、20～50份聚醚、占总重0.5～3％的抗氧剂及催化剂，上述均为质量关系。


3.按照权利要求1所述的一种高硬度、高透明性聚醚酰胺永久型抗静电剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的封端剂选自癸二酸、十一碳二元酸、己二酸等二元羧酸；步骤(1)所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂1098等，所述催化剂选自钛酸四丁酯、锆酸四丁酯等。


4.按照权利要求1所述的一种高硬度、高透明性聚醚酰胺永久型抗静电剂的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘凯，许冬峰，陈向阳，曹雪媛，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11