无卤素聚合物共混物制造技术

本发明专利技术涉及能够离子导电的无卤素聚合物共混物，其包含具有促进聚合物链段运动和离子跳跃环境的有利结构的一种或更多种基于聚醚的聚合物或共聚物，选自聚醚-嵌段-聚合物和基于聚醚的聚氨酯，或包含所述基基聚醚的聚合物或共聚物连同一种或更多种由乙烯和酸的共聚物中和而形成的离聚物，以及包含一种或更多种包含弱配位阴离子和碱金属或碱土金属的阳离子的特定的无卤素离子络合物或盐。此外，本发明专利技术涉及所述共混物的用途以及含有该共混物作为添加剂的塑料材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及能够离子导电的无卤素聚合物共混物，其包含具有促进聚合物链段运动和离子跳跃环境的有利结构的一种或更多种基于聚醚的聚合物或共聚物，选自聚醚-嵌段-聚合物和基于聚醚的聚氨酯，或包含所述基基聚醚的聚合物或共聚物连同一种或更多种由乙烯和酸的共聚物中和而形成的离聚物，以及包含一种或更多种包含弱配位阴离子和碱金属或碱土金属的阳离子的特定的无卤素离子络合物或盐。此外，本专利技术涉及所述共混物的用途以及含有该共混物作为添加剂的塑料材料。【专利说明】无卤素聚合物共混物专利
本专利技术涉及能够离子导电但具有热塑性塑料的典型性能的无卤素静电耗散性聚合物共混物。相关技术的描述 随着电子工业产品的使用和制造增加，静电放电(ESD)的防止和塑料中静电的控制已经变得越来越重要。基于各种研究，已估计仅仅在电子制造工业中静电相关的事件每年就造成超过250亿美元的损失。该数字正随着构件出于多种原因而对ESD变得更敏感而增加。在化学和食品工业散货(bulk)包装和处理中也存在着大的风险，其中ESD可以在装货和卸货过程中引发货物的爆炸。由于与ESD相关的爆炸，已经出现多起其中人类生命丧失的事件。静电耗散性聚合物的另一个应用领域是例如在消费电器中和在汽车工业中(主要在轿车内饰中)的防尘。可以通过在基础塑料中添加细碎的导电炭黑、导电碳纤维或其他导电颗粒来制造导电塑料。妨碍聚合物和导电颗粒的复合材料的使用的重要因素之一是导电颗粒从该材料中排出(extraction)。这例如阻止了含有炭黑的材料在清洁房间环境中和食物包装中的使用。这些导电颗粒或纤维必须连接并均匀分散在聚合物基体中，以便提供导电性。非常难以制造在所谓的静电耗散范围内(即，1E6-1E11欧姆表面电阻(IEC61340))的这种复合材料，因为电导率的阈值水平是急剧的(sharp)(渗流曲线)。在导电聚合物中的另一个挑战是对于ESD安全性而言，该材料必须总是接地的。如果丧失接地连接，该材料将变得十分不安全。也已经试图通过使用抗静电材料(B卩，吸湿性双极性低聚物)来使塑料导电。与这些材料相关的问题包括在加工期间和在产品本身中的渗移(migration)、非耐久性、导电性对相对湿度的高灵敏性和不稳定性。也已经试图基于例如聚苯胺来制造本征导电聚合物(ICP)。已知的导电聚合物由于其结构而在混合成热塑性塑料时具有差的机械性能、具有毒性，并且另外它们的热稳定性非常有限。还称为本征耗散性聚合物(IDP)的离子导电聚合物代表一个不同类型组的静电控制聚合物。降低的电阻率基于在特定聚合物环境中的离子电荷移动。通常，离子导电是复杂现象，需要存在某种类型的离子络合物和聚合物结构。所使用的聚合物骨架由例如聚醚构成。在该主题领域中已经发表了大量专利。在这些(专利)中，通常通过在聚合物中添加锂盐(例如LiClO4)来产生离子导电性。其他可能的添加剂包括可以被电离的各种化合物，例如酸。根据美国专利出版物5 928 565，通过将有机磺酸与聚苯胺混合来获得导电聚合物。然而，这样的添加剂使聚合物共混物变得非常暗，这限制了它们的应用。 进而在美国专利出版物6 149 840中声明，可以通过向通常的聚合物中混入约50%的量的氟代磺化聚苯胺，并通过借助于路易斯酸或有机钛酸酯(盐)将通常的聚合物并入其他聚合物中来使该通常的聚合物导电。聚电解质的典型缺点包括差的机械性能和差的化学品耐性。此外，阴离子和阳离子可以从材料中排出(extract)，这限制它们的使用，尤其是在通常使用的卤素或卤化离子的情况下导致环境问题。锂离子变得排出在食品包装应用中引起问题。其他选择包括使用离聚物。美国专利出版物5 369 179描述了聚醚酰胺和合适的共混聚合物(例如离聚物)的抗静电混合物。根据美国专利出版物5 179 168，Du Pont，从两种不同的离聚物制备的共混物可以通过将大量碱金属阳离子与含有大量羧酸基团的离聚物的混合而具有抗静电性能。离聚物的吸水性随着中和度的增加而增加，高的中和度例如使加工复杂化。在过去，大量的离子导电聚合物共混物或组合物已经获得专利。然而，由于已知含氯或氟的盐改善导电性，因此卤素已经成为这些组合物的必需部分。EP 0829520 (Ciba Speciality Chemicals)描述了含有离子导电聚合物、另一种相容性聚合物和卤素盐(即，高氯酸钠)的共混物。EP出版物O 613 919 Al (US 5 652326), Sanyo Chemicals进一步描述了当将0.01 - 2.00质量％碱金属卤化物或碱土金属卤化物引入混合物中时如何从聚醚酯酰胺和碱金属获得导电塑料。根据实例，金属盐的推荐量为所制备的材料的至多5 - 30质量％。US 2004171752描述了不利用任何增强导电性的盐的聚合物共混物。类似地，EP出版物O 915 506 Al, Tejin Ltd公开了如何从聚酯和聚醚酯酰胺(其中添加10-2500 ppm碱金属)制备另外具有O - 40重量％的被环氧基团改性的聚烯烃的导电聚合物共混物。该出版物没有提及如何将碱金属或碱土金属引入聚合物中。此外，DE申请32 42 827 Al,Ato Chimie声明，有可能从聚醚酯酰胺和聚烯烃制备导电共混物，该导电共混物足够坚固并满足根据所谓的烟灰试验(cigarette ash test)的抗静电要求。该出版物没有提及使用碱金属或碱土金属离子。而且，JP申请出版物58 015 554, Toray Industries描述了聚醚酯酰胺和离聚物的耐热共混物。在该出版物中提及通过在α-烯烃和β-不饱和羧酸的聚合物中添加一价、二价或三价金属离子来制备所述离聚物。没有提及所述共混物的导电性。另一方面,EP 1934235 (Chemetall)描述了使用双(草酸根合)硼酸碱金属盐络合物作为添加剂来改善导电性等等。然而，在该申请中没有提及离子导电聚合物。由于已知含卤素产品对环境有害，而且对处理这些产品的人类健康有害，因此开发无卤素替代品变得日益重要。此外，由于很多已知的组合物和共混物在制成之后吸收相对高的水含量，因此所测量的导电性至少部分来源于水的导电性。这意味着干燥环境将导致导电性的显著降低。因此，还对提供稳定的导电性的组合物和共混物存在着需要。专利技术概沭 本专利技术的一个目的是消除或至少降低与本领域现有技术状况相关的缺点的显著性，并提供新颖的离子导电性零卤素聚合物共混物。尤其，本专利技术的一个目的是提供聚合物共混物，其离子导电性(即，离子性导电性)已经得到改善并使用无卤素盐来稳定化。此外，本专利技术的一个目的是提供耐热性的、可再循环的聚合物共混物，其离子导电性基本上是与湿度无关的。本专利技术基于以下观念:零卤素盐络合物可以用于改善聚合物(尤其聚合物共混物)的离子导电性。本专利技术涉及这样的能够离子导电的聚合物共混物。所选择的的盐使所述共混物无卤素。更尤其，本专利技术的共混物的特征在于在权利要求1的特征部分所声明的内容。此外，所述共混物的用途的特征在于权利要求10中所声明的内容，并且包含所述共混物的无卤素离子导电塑料材料的特征在于权利要求11的特征部分所声明的内容。借助于本专利技术获得相当多的优点。因此，本专利技术提供了的聚合物共混物，其可以例如在塑料产品中用作添加本文档来自技高网...

【技术保护点】
能够离子电荷导电的无卤素聚合物共混物，其包含选自聚醚‑嵌段‑聚合物和基于聚醚的聚氨酯的一种或更多种基于聚醚的聚合物或共聚物；其特征在于进一步包含一种或更多种包含弱配位阴离子和碱金属阳离子的特定无卤素离子络合物或盐，其中所述弱配位阴离子选自以硼为中心的络合物，其中二齿配体选自含有至少两个反应性基团的C2‑C8脂族或芳族有机化合物，所述反应性基团选自‑COOH和–OH，并且其中所述阳离子选自Na 和K。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J希尔伯格，J梅基，
申请(专利权)人：艾恩费斯公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI