CN106117887B - 一种复配型pvc抗静电剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复配型PVC抗静电剂，以重量百分比计，包括以下组分：脂肪酸PEG单酯65‑95％，离子化合物3‑30％，矿物油2‑5％。本发明所得抗静电剂具有耐热性能好，与PVC相容性好、易于焊接、高温不黄变、抗静电效果持久、成本低廉等优点，可大量运用于PVC轻型输送带，风筒布，橡胶垫等产品的抗静电。
Description
技术领域：
本发明涉及抗静电技术领域，具体的涉及一种复配型PVC抗静电剂。
背景技术：
聚氯乙烯由于价格低，加工方便等优点在工业中有着广泛的应用。然而未经改性的PVC由于其表面电阻高于E12，限制了其在电子，煤矿等行业的运用。
为了降低聚氯乙烯材料的表面电阻通常会在PVC制品中加入脂肪酸单甘油酯类表面活性剂(如申请号为201510449581.1的专利)或者季铵盐类抗静电剂(如申请号为201510813314.8)也有加入导电炭黑或石墨的。
脂肪酸单甘油酯类表面活性剂与PVC相容性有限导致析出严重，不仅影响PVC表面外观而且会导致PVC接口焊接不牢易撕裂。季铵盐类抗静电剂虽然抗静电性能较好但是耐热性较差，易导致PVC制品颜色改变。而导电炭黑则限制了PVC制品的颜色只能为黑色。
因而研发一种既可以降低PVC表面电阻，又不影响PVC制品焊接及色泽的抗静电剂具有重大的现实意义。
发明内容：
本发明的目的是提供一种复配型PVC抗静电剂，其与PVC相容性好、易于焊接，抗静电效果持久，且成本低廉。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种复配型PVC抗静电剂，以重量百分比计，包括以下组分：
脂肪酸PEG单酯 65-95％，
离子化合物 3-30％，
矿物油 2-5％。
作为上述技术方案的优选，所述脂肪酸PEG单酯的结构如下：
其中，R为C16-C18的长链烷基，n为3-10的整数。
作为上述技术方案的优选，所述离子化合物为碱金属或碱土金属与有机酸或无机酸的盐、离子液体中的一种。
作为上述技术方案的优选，所述离子化合物为醋酸钾、醋酸锂、氯化锂、溴化钠、高氯酸锂、高氯酸钠、磷酸钾、硫氰酸钾中的一种，优选为氯化锂、醋酸钾、高氯酸钠中的一种。
作为上述技术方案的优选，所述离子液体为阳离子为咪唑基团的离子液体，优选为1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯盐。
作为上述技术方案的优选，所述脂肪酸PEG单酯可以通过长链烷基酸与羟基封端的PEG在路易斯酸或路易斯碱的催化下，通过真空酯化反应制得。
作为上述技术方案的优选，所述长链烷基酸为辛癸酸、油酸、月桂酸、蓖麻油酸、椰油酸中的一种。
作为上述技术方案的优选，所述矿物油为凝固点在-10℃以下，初馏点在190℃以上的工业白油，优选为15#白油。
作为上述技术方案的优选，该抗静电剂可以应用于PVC压延膜中。
作为上述技术方案的优选，该复配型PVC抗静电剂的制备方法主要包括以下步骤：
(1)将脂肪酸PEG单酯加热升温至75-105℃；
(2)在搅拌的情况下加入离子化合物，搅拌至离子化合物完全溶解；
(3)降温至60℃，加入矿物油，然后搅拌3-5min至物料澄清，即得。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)与普通脂肪酸单甘油酯为主体的抗静电剂配方相比，脂肪酸PEG单酯的分子量更大，与PVC分子链间的缠绕作用更强，不易脱落，从而保证了该抗静电剂配方的抗静电效果的持久性；
(2)脂肪酸PEG单酯中长链的聚醚结构与碱金属离子如锂离子、钠离子以及离子液体中的阳离子基团(如咪唑基团)具有一定的类似于络合作用的力，可以使离子化合物稳定分散在PVC体系中，达到良好的协同作用而不会分层，从而有效提高了其抗静电效果；
(3)与普通季铵盐类抗静电剂相比，脂肪酸PEG单酯毒性更小，更易在自然条件下降解，从而更加环保；
(4)矿物油的加入降低了体系的粘度，使得该复配型抗静电剂分散更加均一，并且降低了复配型PVC抗静电剂的凝固点，从而保证了低温条件下的流动性，添加计量更加方便；
(5)与其他PVC抗静电组合物相比，本发明抗静电剂加工方便，成本低廉，原料利用效率高，所得制品抗静电效果好，抗静电性能更加持久，且该抗静电剂与PVC有良好的相容性，易于焊接，加工不黄变。
具体实施方式：
为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
一种复配型PVC抗静电剂，以重量百分比计，包括以下组分：
油酸PEG单酯 77％，
高氯酸钠 20％，
15#白油 3％；
其制备方法包括以下步骤：
(1)首先将油酸PEG单酯，加热至105℃；
(2)然后向油酸PEG单酯中加入无水高氯酸钠，搅拌约2-3小时，直至无水高氯酸钠完全溶解；
(3)降温至60℃，向体系中加入15#白油，继续搅拌约10-15min至整个体系变得澄清透明即得，记为抗静电剂1。
实施例2
一种复配型PVC抗静电剂，以重量百分比计，包括以下组分：
椰油酸PEG单酯 77％，
高氯酸钠 20％，
15#白油 3％；
其制备方法包括以下步骤：
(1)首先将椰油酸PEG单酯，加热至105℃；
(2)然后向椰油酸PEG单酯中加入无水高氯酸钠，搅拌约2-3小时，直至无水高氯酸钠完全溶解；
(3)降温至60℃，向体系中加入15#白油，继续搅拌约10-15min至整个体系变得澄清透明即得，记为抗静电剂2。
实施例3
一种复配型PVC抗静电剂，以重量百分比计，包括以下组分：
月桂酸PEG单酯 77％，
高氯酸钠 20％，
15#白油 3％；
其制备方法包括以下步骤：
(1)首先将月桂酸PEG单酯，加热至105℃；
(2)然后向月桂酸PEG单酯中加入无水高氯酸钠，搅拌约2-3小时，直至无水高氯酸钠完全溶解；
(3)降温至60℃，向体系中加入15#白油，继续搅拌约10-15min至整个体系变得澄清透明即得，记为抗静电剂3。
实施例4
一种复配型PVC抗静电剂，以重量百分比计，包括以下组分：
油酸PEG单酯 87％，
1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯盐 10％，
15#白油 3％；
其制备方法包括以下步骤：
(1)首先将油酸PEG单酯，加热至105℃；
(2)然后向油酸PEG单酯中加入1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯盐，搅拌约2-3小时，直至1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯盐完全溶解；
(3)降温至60℃，向体系中加入15#白油，继续搅拌约10-15min至整个体系变得澄清透明即得，记为抗静电剂4。
实施例5
一种复配型PVC抗静电剂，以重量百分比计，包括以下组分：
椰油酸PEG单酯 87％，
1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯盐 10％，
15#白油 3％；
其制备方法包括以下步骤：
(1)首先将椰油酸PEG单酯，加热至105℃；
(2)然后向椰油酸PEG单酯中加入1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯盐，搅拌约2-3小时，直至1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯盐完全溶解；
(3)降温至60℃，向体系中加入15#白油，继续搅拌约10-15min至整个体系变得澄清透明即得，记为抗静电剂5。
实施例6
一种复配型PVC抗静电剂，以重量百分比计，包括以下组分：
月桂酸PEG单酯 87％，
1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯盐 10％，
15#白油 3％；
其制备方法包括以下步骤：
(1)首先将月桂酸PEG单酯，加热至105℃；
(2)然后向月桂酸PEG单酯中加入1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯盐，搅拌约2-3小时，直至1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯盐完全溶解；
(3)降温至60℃，向体系中加入15#白油，继续搅拌约10-15min至整个体系变得澄清透明即得，记为抗静电剂6。
一、应用实施例
分别将上述制得的抗静电剂与PVC粉、PVC专用钙粉、DOP、抗氧剂、环保阻燃剂在高速混合机上混合均匀，然后在开炼机上于180℃条件下反复开炼5-10min，获得PVC压延膜，样品编号为1-6，各样品组分和含量如表1所示；
表1
二、将上述制得的样品1-6在23℃，50RH，100V条件下按照表2所示条件检测，并记录24小时后、72小时后，6个月后、一年后的样品表面电阻，测试结果如表2所示；
表2
从以上实施例以及检测结果来看，本发明制得的复配型PVC抗静电剂应用于PVC压延膜中，使得PVC压延膜具有良好的抗静电效果，且抗静电性能持久，其与PVC具有良好的相容性，加工不黄变，可以满足电子行业的要求。
以上实施例只是本发明的较佳实施例，其只是对本发明的说明而不能限制本发明，在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都认为是包括在权利要求书的范围内。
Claims (5)
1.一种复配型PVC抗静电剂，其特征在于，以重量百分比计，包括以下组分：
脂肪酸PEG单酯 65-95％，
离子液体 3-30％，
矿物油 2-5％。
2.如权利要求1所述的一种复配型PVC抗静电剂，其特征在于，所述脂肪酸PEG单酯的结构如下：
其中，n为3-10的整数；
所述脂肪酸PEG单酯可以通过长链烷基酸与羟基封端的PEG在路易斯酸或路易斯碱的催化下，通过真空酯化反应制得；
所述长链烷基酸为辛癸酸、油酸、月桂酸、蓖麻油酸、椰油酸中的一种。
3.如权利要求1所述的一种复配型PVC抗静电剂，其特征在于，所述离子液体为阳离子为咪唑基团的离子液体，优选为1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯盐。
4.如权利要求1所述的一种复配型PVC抗静电剂，其特征在于，所述矿物油为凝固点在-10℃以下，初馏点在190℃以上的工业白油，优选为15#白油。
5.如权利要求1所述的一种复配型PVC抗静电剂的应用，其特征在于，该抗静电剂可以应用于PVC压延膜中。
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