CN105820373B - 一种用于塑料的抗静电剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于塑料技术领域，具体涉及一种用于塑料的抗静电剂及其制备方法。所述用于塑料的抗静电剂由三硬脂酸甘油酯和季戊四醇硬脂酸酯制备而成，所述三硬脂酸甘油酯和季戊四醇硬脂酸酯的重量比为(1～4)∶1。本发明抗静电剂的抗静电性能优异，且与树脂相容性好，可以与其他助剂配伍使用，同时原料成本低，制备方法简单。

Description

一种用于塑料的抗静电剂及其制备方法
技术领域
本发明属于塑料技术领域，具体涉及一种用于塑料的抗静电剂及其制备方法。
背景技术
任何物体都带有本身的静电荷，静电荷的聚集使到生活或者工业生产受到影响甚至危害，将聚集的有害电荷导引或消除使其不对生产和生活造成不便或危害的化学品称为抗静电剂。
根据使用方式的不同，抗静电剂可以分为外涂型和内混型两种。根据表面活性剂的离子性能，抗静电剂可分为阳离子型、阴离子型、两性离子型和非离子型。
外涂型抗静电剂是指涂在高分子材料表面所用的一类抗静电剂。一般用前用水或醇等将其调配成溶液，然后通过涂布、喷涂或浸渍等方法附着在高分子材料表面，再经过室温或热空气干燥而形成抗静电涂层。此种多为阳离子型抗静电剂，也有部分两性型或阴离子型抗静电剂。这种外用抗静电剂虽然适用于多种聚合物，但它们的效力只是暂时的，与溶剂接触或与受到磨擦后容易掉失而失效。
内混型抗静电剂是指在加工过程中添加到树脂内的一类抗静电剂。常将树脂和抗静电剂机械混合后再加工成型。此种以非离子型和高分子永久型抗静电剂为主，也有部分阴、阳离子型。内用抗静电剂是在聚合物加工过程中掺合于其中，这样的抗静电剂能够补充因搬运处理而被磨蚀的抗静电功能。这种内用抗静电剂的作用有赖于喷霜，喷霜的意思是指加入于树脂中的内用抗静电剂部分地向聚合物表面迁移的过程。因此，内用抗静电剂具有长期的抗静电保护作用。
各种抗静电剂分子除可赋予高分子材料表面一定的润滑性、降低摩擦系数、抑制和减少静电荷产生外，不同类型的抗静电剂不仅化学组成和使用方式不同，而且作用机理也不同。
中国专利CN 104497350 A公开了一种用于塑料加工的抗静电组合物，其由单元醇多元酸酯和季戊四醇酯组成，其中所述季戊四醇酯为季戊四醇三酯、季戊四醇四酯或其任意组合，其抗静电性能优异，而且具有耐高温且与树脂相容性好的优点，但是其原料成本较高，且制备方法需分步进行，不利于推广应用。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于塑料的抗静电剂，其抗静电性能优异，且与树脂相容性好，同时原料成本低，制备方法简单。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种用于塑料的抗静电剂，由三硬脂酸甘油酯和季戊四醇硬脂酸酯制备而成，所述三硬脂酸甘油酯和季戊四醇硬脂酸酯的重量比为(1～4)∶1。
优选的，所述三硬脂酸甘油酯和季戊四醇硬脂酸酯的重量比为(3～4)∶1。
再优选的，所述三硬脂酸甘油酯和季戊四醇硬脂酸酯的重量比为3∶1。
优选的，所述季戊四醇硬脂酸酯为季戊四醇单硬脂酸酯和季戊四醇双硬脂酸酯中的一种或两种。
再优选的，所述季戊四醇硬脂酸酯为季戊四醇单硬脂酸酯和季戊四醇双硬脂酸酯的组合物，所述为季戊四醇单硬脂酸酯和季戊四醇双硬脂酸酯的重量比为(2～3)∶1。
相应的，本发明还提供了上述用于塑料的抗静电剂的制备方法，具体包括以下步骤：将季戊四醇硬脂酸酯和三硬脂酸甘油酯投入反应釜中，充入氮气使负压控制在0.01～0.03MPa，升温至120～130℃，搅拌下反应30～40min后降温至110℃，制得用于塑料的抗静电剂。
与现有技术相比，本发明具有以下优势：
(1)本发明提供了一种新的用于塑料的抗静电剂，该抗静电剂是一种由三硬脂酸甘油酯和季戊四醇硬脂酸酯在负压为0.01～0.03MPa、温度为120～130℃下制备而成的复合物，属于非离子型抗静电剂，其抗静电性能优异，且与树脂相容性好，可以与其他助剂配伍使用，同时原料成本低。
(2)本发明用于塑料的抗静电剂的制备方法简单，无需考虑复杂的合成化学结构改变，在较短的时间内成一种均质的复合物，能耗极低，劳动生产率较高、综合生产成本下降，而且无环境污染、无三废排放。
具体实施方式
以下通过具体实施方式进一步描述本发明，但本发明不仅仅限于以下实施例。在本发明的范围内或者在不脱离本发明的内容、精神和范围内，对本发明进行适当改进、替换功效相同的组分，对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明范围内。
实施例1、本发明用于塑料的抗静电剂及其制备
配方：三硬脂酸甘油酯30kg、季戊四醇单硬脂酸酯10kg。
制备方法：将季戊四醇硬脂酸酯和三硬脂酸甘油酯投入反应釜中，充入氮气使负压控制在0.01MPa，升温至120℃，搅拌下反应30min后降温至110℃，制得用于塑料的抗静电剂。
实施例2、本发明用于塑料的抗静电剂及其制备
配方：三硬脂酸甘油酯30kg、季戊四醇双硬脂酸酯10kg。
制备方法：将季戊四醇硬脂酸酯和三硬脂酸甘油酯投入反应釜中，充入氮气使负压控制在0.03MPa，升温至130℃，搅拌下反应40min后降温至110℃，制得用于塑料的抗静电剂。
实施例3、本发明用于塑料的抗静电剂及其制备
配方：三硬脂酸甘油酯10kg、季戊四醇硬脂酸酯10kg；所述季戊四醇硬脂酸酯为季戊四醇单硬脂酸酯和季戊四醇双硬脂酸酯的组合物，所述为季戊四醇单硬脂酸酯和季戊四醇双硬脂酸酯的重量比为2∶1。
制备方法：将季戊四醇硬脂酸酯和三硬脂酸甘油酯投入反应釜中，充入氮气使负压控制在0.01MPa，升温至120℃，搅拌下反应30min后降温至110℃，制得用于塑料的抗静电剂。
实施例4、本发明用于塑料的抗静电剂及其制备
配方：三硬脂酸甘油酯20kg、季戊四醇硬脂酸酯10kg；所述季戊四醇硬脂酸酯为季戊四醇单硬脂酸酯和季戊四醇双硬脂酸酯的组合物，所述为季戊四醇单硬脂酸酯和季戊四醇双硬脂酸酯的重量比为3∶1。
制备方法：将季戊四醇硬脂酸酯和三硬脂酸甘油酯投入反应釜中，充入氮气使负压控制在0.03MPa，升温至130℃，搅拌下反应40min后降温至110℃，制得用于塑料的抗静电剂。
实施例5、本发明用于塑料的抗静电剂及其制备
配方：三硬脂酸甘油酯40kg、季戊四醇硬脂酸酯10kg；所述季戊四醇硬脂酸酯为季戊四醇单硬脂酸酯和季戊四醇双硬脂酸酯的组合物，所述为季戊四醇单硬脂酸酯和季戊四醇双硬脂酸酯的重量比为2∶1。
制备方法：将季戊四醇硬脂酸酯和三硬脂酸甘油酯投入反应釜中，充入氮气使负压控制在0.03MPa，升温至130℃，搅拌下反应40min后降温至110℃，制得用于塑料的抗静电剂。
实施例6、本发明用于塑料的抗静电剂及其制备
配方：三硬脂酸甘油酯30kg、季戊四醇硬脂酸酯10kg；所述季戊四醇硬脂酸酯为季戊四醇单硬脂酸酯和季戊四醇双硬脂酸酯的组合物，所述为季戊四醇单硬脂酸酯和季戊四醇双硬脂酸酯的重量比为3∶1。
制备方法：将季戊四醇硬脂酸酯和三硬脂酸甘油酯投入反应釜中，充入氮气使负压控制在0.01MPa，升温至120℃，搅拌下反应30min后降温至110℃，制得用于塑料的抗静电剂。
对比例1、
配方：三硬脂酸甘油酯30kg、季戊四醇硬脂酸酯10kg；所述季戊四醇硬脂酸酯为季戊四醇三硬脂酸酯和季戊四醇四硬脂酸酯的组合物，所述为季戊四醇三硬脂酸酯和季戊四醇四硬脂酸酯的重量比为3∶1。
制备方法：将季戊四醇硬脂酸酯和三硬脂酸甘油酯投入反应釜中，充入氮气使负压控制在0.01MPa，升温至120℃，搅拌下反应30min后降温至110℃，制得用于塑料的抗静电剂。
对比例2、
配方：三硬脂酸甘油酯30kg、季戊四醇硬脂酸酯10kg；所述季戊四醇硬脂酸酯为季戊四醇单硬脂酸酯和季戊四醇双硬脂酸酯的组合物，所述为季戊四醇单硬脂酸酯和季戊四醇双硬脂酸酯的重量比为3∶1。
制备方法：将季戊四醇硬脂酸酯和三硬脂酸甘油酯投入反应釜中，充入氮气使负压控制在0.01MPa，升温至140℃，搅拌下反应30min后降温至110℃，制得用于塑料的抗静电剂。
试验例一、含有本发明抗静剂的塑料制品的电阻率测试
将按实施例1～6、对比例1～2制得的抗静电剂在聚苯乙烯成型加工时按质量比为0.05％的比例加入聚苯乙烯中，热熔，混匀，挤塑成型，即得抗静电塑料制品。将上述塑料制品进行抗静性能电测试，测试标准采用ASTM D257。在温度21.5℃，相对湿度60％的条件下，测得样品的表面电阻率如下所示：
表1含有本发明抗静电剂的塑料制品的表面电阻率测试
由上表1可知，本发明抗静电剂可显著降低塑料制品的表面电阻率，抗静电性能优异；实施例1～6的塑料制品中，以实施例6塑料制品的表面电阻率最低，因此，实施例6为本发明的最佳实施例。
对比例1使用季戊四醇三硬脂酸酯和季戊四醇四硬脂酸酯的组合物，对比例2改变制备方法的反应温度，其塑料制品的表面电阻率比实施例1～6均有明显提高，抗静电性能欠佳。
同时，将本发明实施例6的抗静电剂分别与本领域常用的热稳定剂、增塑剂、脱模剂、抗收缩剂、发泡剂、阻燃剂和润滑剂复配后溶于有机溶剂中，长期存放观察其稳定性。实验结果表明本发明抗静电剂与本领域常用助剂的配伍效果好，长期存放稳定，未出现分层现象，固形物均在5％以下，且体系粘度基本不变。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于塑料的抗静电剂，其特征在于，由三硬脂酸甘油酯和季戊四醇硬脂酸酯制备而成，所述三硬脂酸甘油酯和季戊四醇硬脂酸酯的重量比为（3~4）: 1；
所述季戊四醇硬脂酸酯为季戊四醇单硬脂酸酯和季戊四醇双硬脂酸酯中的一种或两种。
2.如权利要求1所述的用于塑料的抗静电剂，其特征在于，所述三硬脂酸甘油酯和季戊四醇硬脂酸酯的重量比为3 : 1。
3.如权利要求1所述的用于塑料的抗静电剂，其特征在于，所述季戊四醇硬脂酸酯为季戊四醇单硬脂酸酯和季戊四醇双硬脂酸酯的组合物，所述为季戊四醇单硬脂酸酯和季戊四醇双硬脂酸酯的重量比为（2~3）: 1。
4.一种制备如权利要求1或2所述的用于塑料的抗静电剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：将季戊四醇硬脂酸酯和三硬脂酸甘油酯投入反应釜中，充入氮气使负压控制在0.01~0.03MPa，升温至120~130℃，搅拌下反应30~40min后降温至110℃，制得用于塑料的抗静电剂。
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