CN103289226A - 一种抗静电剂组合物及其制备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种抗静电剂组合物及其制备方法,含有一种或多种通式为CH2R1CHR2CH2OH的组分A、一种或多种通式为R3CON(C2H2OH)2的组分B和无机或有机盐(组分C)组成,式中R1、R2为各自独立的C1~C20的脂肪羧基或羟基,至少有1个是C1~C20的脂肪羧基,R3为C1~C20的脂肪羧。其中组分A占质量百分比为1%~99%,组分B占质量百分比为0%~99%,组分C占质量百分比为1~50%。本发明提出抗静电剂组合物制备工艺简单,耐热性能好,作为塑料添加剂能有效起到抗静电的作用。

Description

一种抗静电剂组合物及其制备
技术领域
本发明涉及一种抗静电剂组合物及制备方法,特别涉及一种塑胶领域使用的抗静电剂组合物方法。
背景技术
众所周知,聚氯乙烯是绝缘的,在使用过程中由于摩擦会产生静电,如果不及时去除,会带来爆炸等危险。因此,在很多使用场合,都需要加入抗静电剂,以消除静电。抗静电剂按结构可分为阴离子型、阳离子型、非离子型、两性离子型和高分子型等。按使用方法有外涂型和内添加型两大类。
外涂型抗静电剂由于需要使用溶剂及另外需要增加外涂工序,因此,在聚氯乙烯加工过程中,越来越多倾向于采用内添加型抗静电剂。目前常用的有阳离子型的季铵盐(如抗静电剂SN(硬脂酰胺丙基二甲基-β-羟乙基铵硝酸盐)、抗静电剂LS[(3-月桂酰胺丙基)三甲基铵硫酸甲酯盐]、抗静电剂609[(N,N'-双(2-羟基乙基)-N-(3'-十二烷氧基-2'-羟基丙基)甲胺硫酸甲酯盐)、抗静电剂SP(硬脂酰胺丙基二甲基-β-羟乙基铵二氢磷酸盐)和非离子型的酯类(如硬脂酸单甘酯、油酸单甘酯、月桂酸单甘酯)。这两类抗静电剂都有其缺点,阳离子抗静电耐热性能较差,高温下容易分解,从而影响其抗静电性能及塑料制品颜色;非离子抗静电剂性能较差,很多情况下不能达到抗静电要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐热性能好、抗静电性能优异的抗静电剂。为达到发明目的,本发明采用了以下技术方案:
一种抗静电剂组合物,其特征在于:该抗静电剂组合物由组分A、组分B和组分C(无机或有机盐)组成。
所述的抗静电剂组合物,其特征在于:所述的组分A和组分B是具有下述通式(I)和(II)的一种或多种组合物。
所述的抗静电剂组合物,其特征在于:该抗静电剂组合物包括如下组分:A占质量百分比为1%~99%,组分B占质量百分比为0%~99%,组分C占质量百分比为1~50%。
所述的抗静电剂组合物,其特征在于:组分A的重量百分比为50%~95%,组分B的重量百分比为0~40%,组分C的重量百分比为5~25%。
所述的抗静电剂组合物,其特征在于:所述组分A中的R1、R2为各自独立的C6~C18的脂肪羧基或羟基,至少有1个是C6~C18的脂肪羧基。
所述的抗静电剂组合物,其特征在于:所述组分B中的R3为C6~C18的脂肪羧基。
所述的抗静电剂组合物,其特征在于:所述组分C为LiClO4、LiCF3SO3、NaClO4、LiBF4、NaBF4、KBF4、NaCF3SO3、KClO4、KPF6、KCF3SO3、KC4F9SO3、Ca(ClO4)2、Ca(PF6)2、Mg(ClO4)2、Mg(CF3SO3)2、Zn(ClO4)2、Zn(PF6)2、Ca(CF3SO3)2、磷酸的Na或K盐中的一种或几种组合物。
所述的抗静电剂组合物,其特征在于:所述组分C为LiClO4、NaClO4
所述的抗静电剂组合物采用以下方式制备:将组分A和组分B抗静电剂按照前述配比进行混合,如有必要,则可升温到60~100℃溶解,然后加入组分C,在60~100℃搅拌完全溶解,直到形成透明溶液即得产物。所述溶液在使用之前进行微加热处理。
具体实施方式
以下通过具体实施例来对本发明作进一步描述。
配制本发明组合物所述的组分A和组分B,可以按本领域技术人员熟知的方法合成或采用市售,组分C采用市售。组分A采用相应的脂肪酸和甘油在酸性催化剂(对甲苯磺酸)或碱性催化剂(KOH)合成,组分B可以采用相应的脂肪酸和二乙醇胺在碱性催化剂(甲醇钠、KOH)条件下合成。
实施例1:
组分A的合成:在烧瓶中,加入100g辛癸酸(酸值为360mgKOH/g),59g甘油及1g对甲苯磺酸、1g次磷酸,升温到110℃~160℃在-0.096~-0.1MPa的减压状态下反应3小时,得到组分A。
组分B的合成:在烧瓶中,加入136g硬脂酸,51g二乙醇胺及1g甲醇钠,升温到130℃~150℃在-0.096~-0.1MPa的减压状态下反应3小时,得到组分B。
在烧瓶中,加入100g组分A,50g组分B,升温到70℃,搅拌溶解完全后,加入15g无水高氯酸钠,维持温度,搅拌直至完全溶解,形成透明溶液即可。
实施例2:
组分A的合成:在烧瓶中,加入100g月桂酸(酸值为272mgKOH/g),48g甘油及1g对甲苯磺酸、1g次磷酸,升温到110℃~160℃在-0.096~-0.1MPa的减压状态下反应3小时,得到组分A。
组分B的合成:在烧瓶中,加入100g月桂酸,50g二乙醇胺及1g甲醇钠,升温到130℃~150℃在-0.096~-0.1MPa的减压状态下反应3小时,得到组分B。
在烧瓶中,加入100g组分A,30g组分B,升温到70℃,搅拌溶解完全后,加入20g无水高氯酸锂,维持温度,搅拌直至完全溶解,形成透明溶液即可。
实施例3:
组分A的合成:在烧瓶中,加入100g辛癸酸(酸值为360mgKOH/g),59g甘油及1g对甲苯磺酸、1g次磷酸,升温到110℃~160℃在-0.096~-0.1MPa的减压状态下反应3小时,得到组分A。
组分B的合成:在烧瓶中,加入136g硬脂酸,51g二乙醇胺及1g甲醇钠,升温到130℃~150℃在-0.096~-0.1MPa的减压状态下反应3小时,得到组分B。
在烧瓶中,加入75g组分A,50g组分B,升温到70℃,搅拌溶解完全后,加入15g无水高氯酸钠,维持温度,搅拌直至完全溶解,形成透明溶液即可。
实施例4:
组分A的合成:在烧瓶中,加入100g月桂酸(酸值为272mgKOH/g),48g甘油及1g对甲苯磺酸、1g次磷酸,升温到110℃~160℃在-0.096~-0.1MPa的减压状态下反应3小时,得到组分A。
组分B的合成:在烧瓶中,加入100g月桂酸,50g二乙醇胺及1g甲醇钠,升温到130℃~150℃g在-0.096~-0.1MPa的减压状态下反应3小时,得到组分B。
在烧瓶中,加入75g组分A,30g组分B,升温到70℃,搅拌溶解完全后,加入20g无水高氯酸锂,维持温度,搅拌直至完全溶解,形成透明溶液即可。
实施例5:PVC片应用实例
①PVC糊的制备。将PVC(型号S-3)100份、DOP50份、三氧化二锑5份、二盐基亚磷酸铅2份、三盐基硫酸铅3份、石腊1份、碳酸钙8份、硬脂酸铅1份,加入高速搅拌机中,先低速搅2min,后高速搅5次,每次搅2分钟,每次间隔15秒。
②PVC抗静电糊的制备。将实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、对比例1(硬脂酸单甘脂)、对比例2(抗静电剂硬脂酰胺丙基二甲基-β-羟乙基铵二氢磷酸盐)中的六种抗静电剂按照抗静电剂:PVC糊=2:100比例配制,加入高速搅拌机中,按照第1步混合方法进行混合均匀。
③PVC片的制备:将制备好的PVC抗静电糊加入同向双螺杆挤出机中,进行挤出、压片,挤出螺杆各段温度如下:加料段,135~145℃,输送段,145~155℃,熔融段,155~165℃,机头段,165~170℃,压片机转速为1转/分。
④表面电阻的测试。取制备好的PVC片中的6片放入EST121型数字超高电阻、微电流测量仪中按照《GBT1410-2006材料体积电阻率和表面电阻率的试验方法》测试,测试结果见表1。
表1:不同抗静电剂的表面电阻率(测试温度20℃,湿度50%)
Figure BDA00003156276600061

Claims (9)

1.一种抗静电剂组合物,其特征在于:该抗静电剂组合物由组分A、组分B和组分C(无机或有机盐)组成。 
2.根据权利要求1所述的所述的抗静电剂组合物,其特征在于:所述的组分A和组分B是具有下述通式(I)和(II)的一种或多种组合物。 
Figure FDA00003156276500011
3.根据权利要求1所述的抗静电剂组合物,其特征在于:该抗静电剂组合物包括如下组分:A占质量百分比为1%~99%,组分B占质量百分比为0%~99%,组分C占质量百分比为1~50%。 
4.根据权利要求3所述的抗静电剂组合物,其特征在于:组分A的重量百分比为50%~95%,组分B的重量百分比为0~40%,组分C的重量百分比为5~25%。 
5.根据权利要求1所述的抗静电剂组合物,其特征在于:所述组分A中的R1、R2为各自独立的C6~C18的脂肪羧基或羟基,至少有1个是C6~C18的脂肪羧基。 
6.根据权利要求1所述的抗静电剂组合物,其特征在于:所述组分B中的R3为C6~C18的脂肪羧基。 
7.根据权利要求1所述的抗静电剂组合物,其特征在于:所述组分C为LiClO4、LiCF3SO3、NaClO4、LiBF4、NaBF4、KBF4、NaCF3SO3、KClO4、KPF6、KCF3SO3、KC4F9SO3、Ca(ClO4)2、Ca(PF6)2、Mg(ClO4)2、Mg(CF3SO3)2、Zn(ClO4)2、Zn(PF6)2、Ca(CF3SO3)2、磷酸的Na或K盐中的一种或几种组合物。 
8.根据权利要求8所述的抗静电剂组合物,其特征在于:所述组分C为LiClO4、NaClO4中的一种或几种组合物。 
9.一种抗静电剂组合物,其特征在于:采用以下方式制备:将组分A和组分B抗静电剂按照前述配比进行混合,如有必要,则可升温到60~100℃溶解,然后加入组分C,在60~100℃搅拌完全溶解,直到形成透明溶液即得产物。所述溶液在使用之前进行微加热处理。 
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