CN113185778B - 一种弹性体基的抗静电母粒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种弹性体基的抗静电母粒及其制备方法。本发明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107，且抗静电母粒便于高分子材料挤出加工，工艺简单，加工方便。

Description

一种弹性体基的抗静电母粒及其制备方法
技术领域
本发明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。
背景技术
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。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明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。
本发明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，本发明采用以下技术方案：
一种弹性体基的抗静电母粒，包括以下重量份数的组分：
Figure BDA0003023454750000011
所述高分子量亲水两性离子型抗静电剂的结构式如下：
Figure BDA0003023454750000021
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，本发明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
Figure BDA0003023454750000022
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：
Figure BDA0003023454750000023
Figure BDA0003023454750000031
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：
Figure BDA0003023454750000032
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，本发明具有以下有益效果：
本发明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。
本发明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；本发明以水作介质，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。
本发明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。这是因为本发明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。
本发明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。离子型抗静电剂的析出速度比自制高分子量的抗静电剂快，能够在材料表面快速形成导电层；自制的抗静电剂由于分子量大，与高分子材料相容性好，析出速度慢，耐候性好，因此抗静电效果持久。两种抗静电剂复配使用可以大大增强抗静电效果。
本发明采用密炼机和挤出机组合的方式制备抗静电母粒，方便生产。
综上所述，本发明制备的以弹性体为基体的抗静电母粒亲水的主链具有很强的吸湿性，使其对空气湿度依赖性小；采用的高分子量亲水两性离子型抗静电剂与高分子材料相容性良好，具有持久的抗静电效果。
具体实施方式
以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1-6提供了一种高分子量亲水两性离子型抗静电剂，由以下组分形成，所述组分包括重量份计的：
Figure BDA0003023454750000051
所述的溴代烷基酸为Br(CH2)ZCOOH，z≧10。
上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：
向三口烧瓶中加入甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和溴代烷基酸，以无水乙醇作溶剂、碘化钾作催化剂。向三口烧瓶中通氮气除去氧气，通入氮气的时间可以根据需要进行调整，本发明选择30min。在氮气保护下50℃～70℃恒温水浴并磁力搅拌反应24h～72h。产物溶液过滤，将粗产物烘干。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，得到两性单体白色粉末，具有如下所示结构的(2-甲基丙烯酰氧基)乙基二甲基烷基酸溴化铵：
Figure BDA0003023454750000052
其中z≧10；
称取两性单体(2-甲基丙烯酰氧基)乙基二甲基烷基酸溴化铵、丙烯酰胺和乳化剂置于盛有蒸馏水的三口烧瓶中，搅拌使之完全溶解，室温下通氮气鼓泡除氧，通入氮气的时间可以根据需要进行调整，本发明选择30min；加入水溶性偶氮类引发剂继续通氮气。升温至 40℃～80℃，置于恒温水浴中反应24h～80h。得到的产物浸入丙酮中以除去未反应完的单体，之后真空干燥，破碎研磨成粉末，即得亲水两性离子型抗静电剂，其结构式如下：
Figure BDA0003023454750000061
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。
根据上述方法制的的高分子量亲水两性离子型抗静电剂重均分子量
Figure BDA0003023454750000062
为1.0×104～ 8.0×104。
本发明通过分子结构设计，以甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和溴代烷基酸为原料合成了两性单体(2-甲基丙烯酰氧基)乙基二甲基烷基酸溴化铵，以水溶性偶氮类引发剂作为合成抗静电剂单体的引发剂，采用乳液法将两性单体与丙烯酰胺进行自由基共聚，制备出一种高分子量亲水两性离子型抗静电剂。由于阴阳离子同处在一个单体上，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。
一般的两性抗静电剂采用的是一种阴离子单体与一种阳离子单体共聚，引入到分子中的正负电荷数是随机的，整个分子会带有电荷，会发生团聚。本发明引入溴代烷基酸，可以同时提供长碳链和阴离子基团，使抗静电剂分子中的每一对阴阳离子处于同一侧链上，正负电荷数完全相等，导致整个分子呈现电中性，在后续使用过程中避免发生静电吸附导致的团聚问题。
在本发明中，甲基丙烯酸二甲氨基乙酯与溴代烷基酸的物质的量之比优选1:1.1～1:1.4，这个配比能使甲基丙烯酸二甲氨基乙酯正好完全反应。
本发明以丙烯酰胺为主链，使抗静电剂具有良好的亲水性能，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。
本发明在反应中加入引发剂为水溶性偶氮类引发剂，本实施例中优选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。这类引发剂易使反应生成线性分子，减少支化反应，从而提高分子量，且整个反应以水作介质，避免了使用昂贵溶剂以及回收溶剂的麻烦，具有环保性。
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。
加入引发剂后的反应温度控制在50℃～70℃，这个温度下最有利水溶性偶氮类引发剂发挥作用。
按照上述方法制得得抗静电剂的性能测试方法：取重量比8：100的本发明的亲水两性离子型抗静电剂与南京聚隆科技股份有限公司生产的87A硬度的TPV进行熔融共混制样，注塑成90mm×90mm×2mm样片，测试抗静电性能、力学性能、水洗4周后抗静电性能(每周洗一次，自然晾干后测电阻)。
实施例1
一种高分子量亲水两性离子型抗静电剂，包括以下重量份计的原料：
Figure BDA0003023454750000071
两性单体合成温度为50℃，反应时间为48h；抗静电剂合成温度为50℃，反应时间为72h。
通过GPC测得制得的抗静电剂分子量为7×104。
实施例2
一种高分子量亲水两性离子型抗静电剂，包括以下重量份计的原料：
Figure BDA0003023454750000072
两性单体合成温度为60℃，反应时间为48h；抗静电剂合成温度为70℃，反应时间为24h。
通过GPC测得制得的抗静电剂分子量为4×104。
实施例3
一种高分子量亲水两性离子型抗静电剂，包括以下重量份计的原料：
Figure BDA0003023454750000081
两性单体合成温度为60℃，反应时间为72h；抗静电剂合成温度为60℃，反应时间为72h。
通过GPC测得制得的抗静电剂分子量为3×104。
实施例4
一种高分子量亲水两性离子型抗静电剂，包括以下重量份计的原料：
Figure BDA0003023454750000082
两性单体合成温度为60℃，反应时间为72h；抗静电剂合成温度为60℃，反应时间为72h。
通过GPC测得制得的抗静电剂分子量为2×104。
实施例5
一种高分子量亲水两性离子型抗静电剂，包括以下重量份计的原料：
Figure BDA0003023454750000083
Figure BDA0003023454750000091
两性单体合成温度为60℃，反应时间为72h；抗静电剂合成温度为50℃，反应时间为72h。
通过GPC测得制得的抗静电剂分子量为4.5×104。
实施例6
一种高分子量亲水两性离子型抗静电剂，包括以下重量份计的原料：
Figure BDA0003023454750000092
两性单体合成温度为60℃，反应时间为72h；抗静电剂合成温度为50℃，反应时间为72h。
通过GPC测得制得的抗静电剂分子量为5×104。
实施例1-6的抗静电TPV和纯TPV的性能数据如下表所示：
Figure BDA0003023454750000093
备注：样品在23℃环境中放置24h后测试，测试环境为23℃、50％RH。
根据以上实施例可知，本发明的抗静电性能优异，且抗静电效果较持久。这是因为本发明的抗静电剂分子量大，与TPV弹性体共混时有足够的链长与橡胶分子链发生缠结，在水洗时不易流失；而且侧链越长，亲油的碳链越长，与TPV的相容性越好，迁移速度越慢。但两性单体添加过多，会导致力学性能显著下降，并导致抗静电效果减弱。
另外，通过长时间分子析出，试片喷霜，观测到本发明的抗静电剂与高分子材料相容性良好。
综上所述，本发明制备出的亲水两性离子型抗静电剂，相较于导电填料和阴离子型或阳离子型高分子抗静电剂，表面电阻率低，可达到107Ω；与高分子材料相容性好；抗静电性能持久；对力学性能影响较小。
上述的高分子量亲水两性离子型抗静电剂应用在抗静电材料中，其与高分子材料的相容性良好，在高分子中形成的网络结构更稳固，抗静电效果更好，是一种很有发展前途的新型功能材料。
实施例7-10以弹性体为基体，利用了上述的高分子量亲水两性离子型抗静电剂制造抗静电母粒，由于所述的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。该抗静电母粒能够获得更加优异的抗静电性能。
除特别说明外，以下组分均为重量份。
实施例7
弹性体基的抗静电母粒，包括以下原料：
Figure BDA0003023454750000101
所述抗氧化剂为质量比1：1的受阻酚抗氧剂和亚磷酸酯抗氧剂。
所述分散剂为硬脂酸锌。
所述高分子量亲水两性离子型抗静电剂为按照实施例1的方法制备得到的。
以弹性体为基体的抗静电母粒的制备方法，包括如下步骤：按比例称取各原料，在充油橡胶中加入高分子量亲水两性离子型抗静电剂、季胺盐型抗静电剂、分散剂、抗氧化剂，密炼3分钟，温度130℃。最后加入超细碳酸钙，密炼4分钟，挤出造粒，制得弹性体基的抗静电母粒。
所述充油三元乙丙橡胶的制备方法如下：将三元乙丙橡胶置于密炼机软化、充油，密炼 3分钟，温度120℃。
所述挤出机的加热区温度设定为：140℃、190℃、190℃、180℃、180℃、170℃、170℃、 170℃、170℃、150℃、150℃(顺序为从下料口至机头)，转速300～500rpm。
取10份抗静电剂母粒与100份南京聚隆科技股份有限公司生产的87A硬度的TPV进行熔融共混制样，取不同时段的样品粒子注塑成90mm×90mm×2mm样片，测试抗静电性能、力学性能、水洗4周后抗静电性能(每周洗一次，自然晾干后测电阻)。
所述样片1、2、3分别是在开机1分钟、10分钟、20分钟时测试，这三个时间分别对应刚开机的时候、稳定开机时间中段、开机快结束的时候。
实验数据如下表所示：
Figure BDA0003023454750000111
备注：样品在23℃环境中放置24h后测试，测试环境为23℃、50％RH。
实施例8
弹性体基的抗静电母粒，包括以下原料：
Figure BDA0003023454750000112
所述抗氧化剂为质量比1：1的受阻胺抗氧剂、硫醇类抗氧剂。
所述分散剂为硬脂酸锌。
所述高分子量亲水两性离子型抗静电剂为按照实施例2的方法制备得到的。
以弹性体为基体的抗静电母粒的制备方法，包括如下步骤：按比例称取各原料。在充油橡胶中加入高分子量亲水两性离子型抗静电剂、烷基磺酸盐型抗静电剂、分散剂、抗氧化剂，密炼3分钟，温度120℃。最后加入有机蒙脱土，密炼5分钟，挤出造粒，制得弹性体基的抗静电母粒。
所述挤出机的加热区温度设定为：140℃、190℃、190℃、180℃、180℃、170℃、170℃、 170℃、170℃、150℃、150℃(顺序为从下料口至机头)，转速300～500rpm。
取20份抗静电剂母粒与100份南京聚隆科技股份有限公司生产的87A硬度的TPV进行熔融共混制样，取不同时段的样品粒子注塑成90mm×90mm×2mm样片，测试抗静电性能、力学性能、水洗4周后抗静电性能(每周洗一次，自然晾干后测电阻)。
所述样片1、2、3分别是在开机1分钟、10分钟、20分钟时测试，这三个时间分别对应刚开机的时候、稳定开机时间中段、开机快结束的时候。
实验数据如下表所示：
Figure BDA0003023454750000121
备注：样品在23℃环境中放置24h后测试，测试环境为23℃、50％RH。
实施例9
弹性体基的抗静电母粒，包括以下原料：
Figure BDA0003023454750000122
所述抗氧化剂为质量比1：1的受阻酚抗氧剂、硫代二丙酸酯。
所述分散剂为硬脂酸钙。
所述高分子量亲水两性离子型抗静电剂为按照实施例3的方法制备得到的。
以弹性体为基体的抗静电母粒的制备方法，包括如下步骤：按比例称取各原料，在充油橡胶中加入高分子量亲水两性离子型抗静电剂、季磷盐抗静电剂、分散剂、抗氧化剂，密炼 4分钟，温度120℃。最后加入超细碳酸钙，密炼6分钟，挤出造粒，制得弹性体基的抗静电母粒。
所述挤出机的加热区温度设定为：140℃、190℃、190℃、180℃、180℃、170℃、170℃、 170℃、170℃、150℃、150℃(顺序为从下料口至机头)，转速300～500rpm。
取15份抗静电剂母粒与100份南京聚隆科技股份有限公司生产的87A硬度的TPV进行熔融共混制样，取不同时段的样品粒子注塑成90mm×90mm×2mm样片，测试抗静电性能、力学性能、水洗4周后抗静电性能(每周洗一次，自然晾干后测电阻)。
所述样片1、2、3分别是在开机1分钟、10分钟、20分钟时测试，这三个时间分别对应刚开机的时候、稳定开机时间中段、开机快结束的时候。
实验数据如下表所示：
Figure BDA0003023454750000131
备注：样品在23℃环境中放置24h后测试，测试环境为23℃、50％RH。
实施例10
弹性体基的抗静电母粒，包括以下原料：
Figure BDA0003023454750000132
所述抗氧化剂为质量比1：1的受阻酚抗氧剂、硫醇类抗氧剂。
所述分散剂为硬脂酸钙。
所述高分子量亲水两性离子型抗静电剂为按照实施例4的方法制备得到的。
以弹性体为基体的抗静电母粒的制备方法，包括如下步骤：按比例称取各原料，在充油橡胶中加入高分子量亲水两性离子型抗静电剂、磷酸盐抗静电剂、分散剂、抗氧化剂，密炼5分钟，温度140℃。最后加入滑石粉，密炼5分钟，挤出造粒，制得弹性体基的抗静电母粒。
所述挤出机的加热区温度设定为：140℃、190℃、190℃、180℃、180℃、170℃、170℃、 170℃、170℃、150℃、150℃(顺序为从下料口至机头)，转速300～500rpm。
取10份抗静电剂母粒与100份南京聚隆科技股份有限公司生产的70A硬度的TPS进行熔融共混制样，取不同时段的样品粒子注塑成90mm×90mm×2mm样片，测试抗静电性能、力学性能、水洗4周后抗静电性能(每周洗一次，自然晾干后测电阻)。
所述样片1、2、3分别是在开机1分钟、10分钟、20分钟时测试，这三个时间分别对应刚开机的时候、稳定开机时间中段、开机快结束的时候。
实验数据如下表所示：
Figure BDA0003023454750000141
备注：样品在23℃环境中放置24h后测试，测试环境为23℃、50％RH。
现有技术的抗静电剂会发生团聚，导致不同时段抗静电效果不同；而上述实施例中，在不同时段对样品的抗静电性能进行测试，得出结果基本相同，说明本发明的抗静电剂在母粒制备过程中，几乎不会发生团聚进而影响其抗静电效果。
根据实施例1-6和实施例7-10的对比可知，高分子量亲水两性离子型抗静电剂具有良好的抗静电性能。和母粒中该种抗静电剂的添加量相比，抗静电母粒在同样的使用量情况下，具有更加优越的抗静电性能。
对比例1
取100份南京聚隆科技股份有限公司生产的87A硬度的TPV进行熔融共混制样，取不同时段的样品粒子注塑成90mm×90mm×2mm样片，测试抗静电性能、力学性能、水洗4周后抗静电性能(每周洗一次，自然晾干后测电阻)。
实验数据如下表所示：
Figure BDA0003023454750000151
备注：样品在23℃环境中放置24h后测试，测试环境为23℃、50％RH。
对比例2
取100份南京聚隆科技股份有限公司生产的70A硬度的TPS进行熔融共混制样，取不同时段的样品粒子注塑成90mm×90mm×2mm样片，测试抗静电性能、力学性能、水洗4周后抗静电性能(每周洗一次，自然晾干后测电阻)。
实验数据如下表所示：
Figure BDA0003023454750000152
备注：样品在23℃环境中放置24h后测试，测试环境为23℃、50％RH。
对比例3
取10份外购的一种抗静电剂母粒(FR1913)与100份南京聚隆科技股份有限公司生产的 87A硬度的TPV进行熔融共混制样，取不同时段的样品粒子注塑成90mm×90mm×2mm样片，测试抗静电性能、力学性能、水洗4周后抗静电性能(每周洗一次，自然晾干后测电阻)。
实验数据如下表所示：
Figure BDA0003023454750000153
备注：样品在23℃环境中放置24h后测试，测试环境为23℃、50％RH。
从以上实施例可知，本发明制备的弹性体基的抗静电母粒能有效的降低表面电阻，达到 107Ω，与对比例1、2相比，不加抗静电剂的TPV和TPS的表面电阻均达到了1011以上。并且对比例1、2制备的TPV、TPS拉伸强度与实施例拉伸强度对比发现，差别不大，而对比例3 的力学性能下降明显。根据每组实施例的不同时段样品数据，表面电阻上下变化不大，说明抗静电剂在材料中的分散达到预期，而对比例3表面电阻分散。另外，从水洗后表面电阻的变化可以看出，本发明的抗静电母粒的抗静电效果持久，不易受湿度影响，而对比例3使用的抗静电剂经过多次水洗后表面电阻明显增大。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

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：
Figure FDA0003023454740000011
所述高分子量亲水两性离子型抗静电剂的结构式如下：
Figure FDA0003023454740000012
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。
9.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，以下所述原料为重量份计：
Figure FDA0003023454740000021
所述的溴代烷基酸化学式为Br(CH2)ZCOOH，z≧10；
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。
10.权利要求1-9任一项所述的弹性体基的抗静电母粒的制备方法，其特征在于，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。
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