一种弹性体基的抗静电母粒及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种弹性体基的抗静电母粒及其制备方法。本发明专利技术以高分子量亲水两性离子型抗静电剂为原料与其他抗静电剂进行复配，采用合成橡胶为基体，通过密炼机制备出一种弹性体基的抗静电母粒。本发明专利技术制备出的抗静电母粒具有优秀的抗静电性能和分散性能，可使高分子材料的表面电阻达到10

【技术实现步骤摘要】
一种弹性体基的抗静电母粒及其制备方法
本专利技术属于抗静电材料领域，具体涉及一种以弹性体为基体的抗静电母粒及其制备方法。
技术介绍
高分子材料的分子一般是通过稳定的共价键结合，自身不能电离，因此分子链间存在很大的禁带能级而使载流子无法运动，导致其表面电阻率高，作为非绝缘材料时，其表面摩擦容易产生静电，且很难消除，易导致吸尘、电子器件击穿、放电和燃烧等现象，存在严重的安全隐患。在材料中添加抗静电剂的方法由于比较简便有效，因此被广泛采用。然而大多数有机抗静电剂本身具有润滑作用，直接加入到高分子材料中加工时，会导致螺杆打滑。若加工过程局部存在静电，就会导致抗静电剂被吸附导致分布不均。尤其高分子抗静电剂，由于分子量大，亲油链长，会导致分子链缠结团聚，在材料中不能分布均匀，影响抗静电效果。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种弹性体基的抗静电母粒，该母粒的表面电阻率低，抗静电剂析出少，抗静电效果持久。本专利技术的另一目的还在于提供上述以弹性体为基体的抗静电母粒的制备方法，通过密炼机和挤出机，能够改善抗静电剂和橡胶的相容性，降低制备过程中的抗静电剂析出，且该方法原理可靠，操作简单，具有广阔的市场前景。为达到以上技术目的，本专利技术采用以下技术方案：一种弹性体基的抗静电母粒，包括以下重量份数的组分：所述高分子量亲水两性离子型抗静电剂的结构式如下：式中x、y为结构单元百分数，z为碳原子个数，x为60～95％，y为5～40％，z≧10。如上结构所示，本专利技术抗静电剂的阴阳离子是在同一侧链上均匀分布，分子呈电中性，几乎不会团聚，同时具有各种类型抗静电剂的优点。优选地，所述高分子量亲水两性离子型抗静电剂的重均分子量为1.0×104～8.0×104。优选地，所述的充油橡胶为充油丁苯橡胶、充油氢化苯乙烯橡胶、充油三元乙丙橡胶中的一种或多种。优选地，所述的充油橡胶充的油为分子量为2×104～8×108的全精炼石蜡油。优选地，所述的填料是大于800目的超细碳酸钙、1000～1250目的滑石粉、有机蒙脱土中的一种或多种。优选地，所述的离子型抗静电剂是季胺盐型抗静电剂、季磷盐型抗静电剂、磷酸盐型抗静电剂、烷基磺酸盐型抗静电剂中的一种。优选地，所述的抗氧化剂包括质量比1：1的主抗氧化剂和辅抗氧化剂。优选地，所述的主抗氧化剂为受阻酚抗氧化剂或受阻胺抗氧化剂。优选地，所述的辅抗氧化剂为亚磷酸酯抗氧化剂、硫醇类抗氧化剂、硫代二丙酸酯抗氧化剂中的一种。优选地，所述的分散剂为硬脂酸锌或硬脂酸钙。优选地，所述组分中，高分子量亲水两性离子型抗静电剂的质量份数为5％～20％。优选地，所述的高分子量亲水两性离子型抗静电剂与离子型抗静电剂质量比为1：0.05～1：0.3。所述高分子量亲水两性离子型抗静电剂的制备方法，所使用的原料包括重量份计的：所述的溴代烷基酸化学式为Br(CH2)ZCOOH，z≧10。优选地，所述的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯与溴代烷基酸的物质的量之比为1:1.1～1:1.4。优选地，碘化钾为0.05份。优选地，所述的水溶性偶氮类引发剂为偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐(VA-044引发剂)、偶氮二异丁基脒盐酸盐(V-50引发剂)、偶氮二氰基戊酸(V-501引发剂)中的一种。优选地，所述的乳化剂为十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种。优选地，所述高分子量亲水两性离子型抗静电剂的制备方法，包括以下步骤：(1)按比例称取原料，向反应器中加入甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和溴代烷基酸，加入无水乙醇、碘化钾，向反应器中通入氮气除去氧气；(2)在氮气保护下，50℃～70℃恒温水浴并磁力搅拌反应24h～72h；(3)将步骤(2)的产物过滤、烘干，干燥后的粗产物加水溶解，用乙醚萃取，得到的水相进行冷冻干燥，得到两性单体(2-甲基丙烯酰氧基)乙基二甲基烷基酸溴化铵；(4)按比例称取所述两性单体、丙烯酰胺和乳化剂，加入蒸馏水搅拌使之完全溶解，室温下通氮气除氧后，加入水溶性偶氮类引发剂，继续通氮气除氧；恒温水浴反应，反应温度为40℃～80℃，反应时间为24h～48h；(5)将产物浸入丙酮中除去未反应完的单体，然后真空干燥，破碎研磨成粉末，即得亲水两性离子型抗静电剂。优选地，步骤(4)的反应温度为50℃～70℃。这最有利水溶性偶氮类引发剂发挥作用。这类引发剂价格便宜，易使反应生成线性分子，减少支化反应，从而提高分子量。而其他类的引发剂，像有机过氧类、氧化还原剂，要么使用温度过高要么发生支化反应导致分子量偏小。优选地，所述的(2-甲基丙烯酰氧基)乙基二甲基烷基酸溴化铵结构式如下：其中z≧10。所述的弹性体基的抗静电母粒制备方法，包括如下步骤：第一步，按比例称取各组分；第二步，将充油橡胶放入密炼机密炼2～8分钟，温度100℃～150℃；第三步，向橡胶中依次加入高分子量亲水两性离子型抗静电剂、离子型抗静电剂、分散剂、抗氧化剂，密炼2～7分钟；第四步，加入填料，密炼2～7分钟后，挤出造粒，即得。优选地，所述的挤出造粒采用双螺杆挤出机，加热区温度从下料口至机头分别为：140℃、190℃、190℃、180℃、180℃、170℃、170℃、170℃、170℃、150℃、150℃，转速300～500rpm。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术抗静电剂通过分子结构设计，采用乳液聚合方法制备出以聚丙烯酰胺为主链的抗静电剂，其具有良好的亲水性，相对分子质量大，通过引入长碳链和增大抗静电剂分子量，可以改善抗静电剂与高分子材料的相容性，使高分子材料的表面电阻率大幅降低，且降低抗静电剂析出，改善抗静电效果的持久性，抗静电性能优异，可用作抗静电剂或抗静电材料。亲水的主链具有很强的吸湿性，具有永久抗静电性，不管在干燥或潮湿的环境都有良好的抗静电性，它克服了表面活性剂类抗静电剂的耐久性差、对空气湿度依赖性大和生效滞后等缺点。本专利技术抗静电剂在制备过程中，由于每一对阴阳离子同处在一个侧链上，使得抗静电剂分子中的阴离子和阳离子数目完全相等，呈电中性，在加工过程中不易发生团聚，且分子量大，抗静电效果持久；本专利技术以水作介质，避免了使用昂贵溶剂以及回收溶剂的麻烦，具有环保性；且该方法操作简单，易于大规模生产，具有广阔的市场前景。本专利技术制备的以弹性体为基体的抗静电母粒抗静电效果优异，可使材料表面电阻达到107Ω。这是因为本专利技术的高分子量亲水两性抗静电剂的碳碳长链和弹性体的橡胶基分子链相互缠结在一起，具有良好相容性；亲水聚合物不仅能释放材料表面的电荷，还能释放材料内部的电荷，因此能同时降低材料的表面电阻和体积电阻。本专利技术制备的以弹性体为基体的抗静电母粒将所述的高分子量亲水两性离子型抗静电剂与离子型抗静电剂进行复配。离子型抗静电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种弹性体基的抗静电母粒，其特征在于，包括以下重量份数的组分：/n

【技术特征摘要】
1.一种弹性体基的抗静电母粒，其特征在于，包括以下重量份数的组分：



所述高分子量亲水两性离子型抗静电剂的结构式如下：



式中x、y为结构单元百分数，z为碳原子个数，x为60％～95％，y为5％～40％，z≧10。


2.根据权利要求1所述的弹性体基的抗静电母粒，其特征在于，所述的充油橡胶为充油丁苯橡胶、充油氢化苯乙烯橡胶、充油三元乙丙橡胶中的一种或多种。


3.根据权利要求1所述的弹性体基的抗静电母粒，其特征在于，所述的充油橡胶充的油为分子量为2×104～8×108的全精炼石蜡油。


4.根据权利要求1所述的弹性体基的抗静电母粒，其特征在于，所述的填料是大于800目的超细碳酸钙、1000～1250目的滑石粉、有机蒙脱土中的一种或多种。


5.根据权利要求1所述的弹性体基的抗静电母粒，其特征在于，所述的离子型抗静电剂是季胺盐型抗静电剂、季磷盐型抗静电剂、磷酸盐型抗静电剂、烷基磺酸盐型抗静电剂中的一种。


6.根据权利要求1所述的弹性体基的抗静电母粒，其特征在于，所述的抗氧化剂包括质量比1：1的主抗氧化剂和辅抗氧化剂，所述的主抗氧化剂为受阻酚抗氧化剂或受阻胺抗氧化剂，所述的辅抗氧化剂为亚磷酸酯抗氧化剂、硫醇类抗氧化剂、硫代二丙酸酯抗氧化剂中的一种。


7.根据权利要求1所述的弹性体基的抗静电母粒，其特征在于，所述的分散剂为硬脂酸锌或硬脂酸钙。


8.根据权利要求1所述的弹性体基的抗静电母粒，其特征在于，所述的高分子...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩宇豪，刘曙阳，陆体超，周小梅，姚伟，
申请(专利权)人：南京聚隆科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32