含有氟代磺酸**的抗静电树脂组合物制造技术

一种抗静电热塑性树脂组合物，其中包含９０－９９．９５％（重量）的热塑性树脂和相应地１０－０．０５％（重量）的多取代＊化合物的卤代碳磺酸盐，如氟代磺酸＊，其中所述热塑性树脂主要选自芳族聚碳酸酯、聚醚酰亚胺、聚酯、聚苯醚、聚苯醚／苯乙烯聚合物共混物、聚酰胺、聚酮、丙烯腈－丁二烯－苯乙烯三元共聚物、其共混物，或其与其它材料的共混物。最好，该热塑性树脂是透明芳族聚碳酸酯。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及含有热塑性聚合物和多取代鏻化合物的卤代碳磺酸盐的抗静电树脂组合物，尤其透明树脂组合物，并涉及多取代鏻化合物的卤代碳磺酸盐。很多聚合物或聚合物的共混物相对而言都是不导电的。因此，聚合物在加工和使用过程中会产生静电荷的聚集。带电的聚合物模制件会吸引细小尘粒，从而影响平滑表面的外观。被吸引到模制品表面的尘粒还可能使制品的透明度降低。此外，静电荷是生产这类聚合物工艺的一个严重障碍。过去，曾使用过诸如碳粒和金属粒子之类的导电剂或表面活性剂来试图减少合成高分子材料的静电荷，其方法是将这类材料与一种试剂从内部混合在一起，或者用一种试剂来涂布该材料。采用导电剂的这些方法通常是行不通的，其原因很多，例如通常必须使用大量导电剂，难以将导电剂加入到该材料中，难以得到透明产品或保持机械性能和流变学性能，以及，如果情况是这样的话，这类导电剂的价格很高。因此，这些试剂只能在有限的场合下使用。抗静电剂是用来加入到聚合物中以减少聚合物获得静电荷倾向的一些材料，或者当存在电荷时，这种抗静电剂能促进这种电荷的消失。抗静电剂在性质上通常是亲水性的或离子型的。当聚合物材料表面存在抗静电剂时，它们有利于电子转移，因而可消除静电荷的聚集。有两种施加抗静电剂的方法。一种方法使用外抗静电剂，即通过用抗静电剂喷涂或浸渍聚合物材料的方法来施加。另一种方法则使用内抗静电剂，即在加工前将其加入到聚合物中。对于用这种方法施加的抗静电剂而言，有一个要求是，这种抗静电剂必须是热稳定的，而且在加工时能迁移到表面上。由于有许多种含有表面活性剂作为其主要成分的抗静电剂，所以可根据具体情况从中选择适当的抗静电剂。实际上，已经研究过并试验过多种类型的可以从内部加入的抗静电剂。然而，当作为内部施加的抗静电剂使用时，阴离子表面活性剂难以处置，因为它们的可配伍和均匀分散性差，而且当加热时倾向于分解或变质。另一方面，在其分子中含有季氮的阳离子表面活性剂和两性表面活性剂尽管其抗静电特性良好，但因其热稳定性极差，所以只能用于有限的场合。至于非离子表面活性剂，就其与合成高分子材料的配伍性而言，它们相对来说优于前述的离子型表面活性剂，但是在抗静电特性方面倾向于较弱，而且在常温或高温下其效果会随着时间的推移而消失。此外，因为这类非离子表面活性剂抗静电剂的热稳定性有限，所以它们与工程热塑性树脂，如芳族聚碳酸酯一起使用也会由于这种树脂的加工温度而受到限制。因此，这些类型的表面活性剂对芳族聚碳酸酯的光学性能有不利的影响。虽然有机磺酸的金属盐已有报导，尤其作为要在高能下才能进行模塑的聚碳酸酯和聚酯的内施加抗静电剂，但是它们与树脂的配伍性或耐热性方面是不够好的。配伍性不够好的一个不良结果是使得某些高分子材料如聚碳酸酯的透明特性会由于这种抗静电剂的加入而受到损失。也已有报导说可用鏻盐或含有卤取代基的有机磺酸作为阻火剂(美国专利No.4,093,589)，但这些化合物也被预期作为抗静电剂而已。另一篇专利公开了减少聚碳酸酯上静电荷的方法，这是美国专利No4,943,380，该专利公开了一种抗静电组合物，其中包含90-99.9％重量的聚碳酸酯和0.1-10％重量的通式如下的耐热磺酸鏻 式中R是含1-18个碳原子的直链或支化链烷基；R1、R2和R3相同，各是含1-18个碳原子的脂族烃基或为芳族烃基；R4是含1-18个碳原子的烃基。这种在其分子中含有季氮原子的相应的阳离子表面活性剂尽管其抗静电特性良好，但也只能用在有限场合，因为它们的耐热性极差。(美国专利No.5,468,973)。因此，本专利技术的一个目的是提供一种抗静电树脂组合物，其中包含聚合物例如聚碳酸酯、聚醚酰亚胺、聚酯、聚苯醚/聚苯乙烯共混物、聚酰胺、聚酮、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)或这些聚合物的共混物，或其与其它材料或聚合物的共混物，以及一种耐热抗静电材料，使用这种材料可以消除传统抗静电剂存在的上述问题。本专利技术的另一个目的是提供一种新型抗静电剂，这种新型抗静电剂能够从内部加入到较好是在模塑状态具有透明特性的合成树脂中，而不会对模制品的透明性和机械性能产生不利的影响。但是，本专利技术并不限于透明的热塑性塑料，因为抗静电要求也适用于加颜料的或半透明的模塑聚合物制品。简单地说，按照本专利技术，已经发现，相对少量的，即约0.05-10％(重量)，较好约0.2-1.5％(重量)，更好约0.5-1.5％(重量)的某些耐热的中、短链卤代碳氟烃磺酸的取代鏻盐可以用作约90-99.95％(重量)，较好约98.5-99.8％(重量)，更好约98.5-99.5％(重量)的聚碳酸酯、聚醚酰亚胺、聚酯、聚苯醚/聚苯乙烯共混物、聚酰胺、聚酮、ABS或这些聚合物树脂的共混物的内抗静电剂，所述重量％基于聚合物和添加剂的总重量，一般而言，这种中、短链磺酸的取代鏻盐的通式如下 式中X独立地选自卤素或氢，条件是至少有1个X是卤素；n、m和p是0-12的整数；以及Y是零或是原子环中除碳以外的1个杂环原子，而且是氮、氧、硫、硒、磷、砷等原子中之一个；R1、R2和R3相同，各是含1-8个碳原子的脂族烃基或含6-8个碳原子的芳族烃基，R4是含1-18个碳原子的烃基。卤素可以独立地选自溴、氯、氟和碘。最好，该卤素是氟。磺酸鏻最好是氟代磺酸鏻，而且是由含有有机磺酸盐阴离子的碳氟烃和有机鏻阳离子构成的。这种有机磺酸盐阴离子的例子包括全氟甲磺酸根、全氟丁磺酸根、全氟己磺酸根、全氟庚磺酸根和全氟辛磺酸根。上述鏻阳离子的例子包括脂族鏻，如四甲基鏻、四乙基鏻、四丁基鏻、三乙基甲基鏻、三丁基甲基鏻、三丁基乙基鏻、三辛基甲基鏻、三甲基丁基鏻、三甲基辛基鏻、三甲基月桂基鏻、三甲基硬脂基鏻、三乙基辛基鏻和芳族鏻，如四苯基鏻、三苯基甲基鏻、三苯基苄基鏻、三丁基苄基鏻。本专利技术的氟代磺酸鏻可通过这些有机磺酸根阴离子中的任何一种阴离子和有机阳离子的任何一种组合得到，但本专利技术不局限于上述给出的例子。氟代磺酸鏻可以以非常纯的形式制得，其方法是，将相对的磺酸和季鏻氢氧化物在溶剂混合物中进行混合，然后将该溶剂混合物蒸发。例如，全氟丁磺酸四丁基鏻可按如下方法以约95％收率制得将98.6g全氟丁磺酸、200ml 40％氢氧化四丁基鏻和500ml溶剂混合物加入到烧瓶中，然后在室温下将该混合物搅拌1小时，分离出以油层形式分离出来的磺酸鏻，用100ml水洗涤，接着用真空泵将溶剂蒸发。正如所说明的，这里所用的优选磺酸鏻是通式如下的氟代磺酸鏻 式中F是氟；n是1-12的整数，S是硫；R1、R2和R3相同，各是含1-8个碳原子的脂族烃基或含6-12个碳原子的芳族烃基，R4是1-18个碳原子的烃基。含有式(3)所示的氟代磺酸鏻作为其主要成分的抗静电组合物可以以多种不同方式使用，以利用其抗静电和可配伍特性及耐热性来使聚碳酸酯、聚醚酰亚胺、聚酯、聚苯醚/聚苯乙烯共混物、聚酰胺、聚酮、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)或这些聚合物的共混物，或其与其它材料或聚合物的共混物，具有这种抗静电特性。本专利技术的氟代烃基磺酸鏻盐是低熔点半固体材料，因此，它们可以作为熔融液体处理。本专利技术中的某些具体实例在室温下(15-20℃)是固体结晶状材料，因此容易称重、处置及加入到聚碳酸酯、聚醚酰亚胺、聚酯、聚苯醚/聚苯乙烯共混物、聚酰本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗静电热塑性树脂组合物，其中包含掺混的热塑性树脂和含有多取代＊化合物的卤代碳磺酸盐的抗静电剂，所述＊化合物以足以能使由所述热塑性树脂组合物模塑制得的制品具有抗静电性能的量存在。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JGH维勒姆斯，TL霍克斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]