CN1850887A - 提高高分子材料抗静电性质的表面改性方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高分子材料抗静电性质的表面改性方法。本发明将高分子材料置于臭氧发生器中进行活化，或将高分子材料加入氧化剂进行活化，将活化后的高分子材料浸于2％的甲基丙烯酸除氧水溶液中，经UV光照，进行表面接枝，洗涤、干燥，在表面接枝聚甲基丙烯酸的高分子材料表面涂覆抗静电剂溶液，后干燥。解决了现有技术存在的小分子的迁移速度随着基体中抗静电剂浓度的减少而逐渐减小，材料表面的表面电阻随之增大，以及小分子抗静电剂在不同高分子材料中的迁移速度不易控制等缺陷。本发明从本体高分子材料入手，改变其表面物理化学性质，增加其与小分子抗静电剂的相容性，维持相对恒定的浓度，达到长久的抗静电效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种高分子材料的改性技术，特别涉及一种高分子材料抗静电性质的表面改性方法。
背景技术
一般高聚物即高分子材料的电阻率在1010～1020欧姆，易产生静电，因而导致利用其制成的产品在使用过程中极易产生静电而引起许多不良后果，从而影响了高分子材料特别是在一些特殊领域的应用。
在本发明之前，为了提高高分子材料的抗静电性能，通常是在聚合物中添加低分子量的抗静电剂以获得具有一定程度的抗静电性能的材料。常用的抗静电剂有乙二醇单脂肪酸酯环氧乙烷加成物、烷基苯氧基丙烷磺酸纳、十八烷基羟乙基二甲铵硝酸盐、阳离子和非离子表面活性剂复合物、聚氧乙烯烷基胺复合物等。这种方法主要是利用小分子抗静电剂从高分子材料基体中逐渐向材料表面的迁移而获得一定的抗静电性能。但是，小分子的迁移速度随着基体中抗静电剂浓度的减少而逐渐减小，材料表面的抗静电剂的浓度也随之逐渐降低，材料表面的表面电阻随之增大，因此，这种方法获得的抗静电性能的持久性无疑难以令人满意；而且，小分子抗静电剂在不同高分子材料中的迁移速度不易控制，使得这种抗静电方法不能满足众多的高分子材料的抗静电要求，如PVC材料就是一个典型的例子，从而阻碍了它的进一步应用。事实上PVC材料的抗静电问题属于世界级的难题之一。
发明内容
本发明的目的就在于克服上述缺陷，研制一种新的提高高分子材料抗静电性质的表面改性方法。
本发明的技术方案是：
提高高分子材料抗静电性质的表面改性方法，其主要技术步骤如下：
(1)将高分子材料置于臭氧发生器中，进行活化；或将高分子材料加入氧化剂进行活化；
(2)将活化后的高分子材料浸于2％的甲基丙烯酸除氧水溶液中，经UV光照，进行表面接枝，洗涤、干燥；
(3)在表面接枝聚甲基丙烯酸的高分子材料表面涂覆抗静电剂溶液，后干燥。
本发明的优点和效果在于突破以往的改性思路和措施，先从本体高分子材料入手，如先改变PVC表面物理化学性质，以改善其与小分子抗静电剂的相互作用，增加其与小分子抗静电剂的相容性，使固定其上的抗静电剂不易流失，维持相对恒定的浓度，以达到设定的具有相对长久的抗静电效果。本发明旨在开发表面改性技术，在高分子材料表面固定相对恒定浓度的抗静电剂，达到提高高分子材料的抗静电性能。
本发明思路独特，方法简便易行，效果良好。
本发明的其他优点和效果将在下面继续描述。
具体实施方式
以PVC片材为例，来阐述本发明的技术方案：
用臭氧活化法：臭氧发生器温度25℃，电压200V，纯氧入口流速3.61/h，产生的臭氧为1.4g/h，活化时间20min，将活化后的高分子材料干燥30min，使PVC片材表面产生自由基；
或
氧化剂活化法：将PVC膜浸于30％的过氧化氢溶液中；
在UV活化条件下，在活化的PVC片材表面进行甲基丙烯酸的表面接枝聚合，结果使PVC材料的表面性质如：亲水/疏水平衡值及表面功能性基团发生根本性的变化，即：将活化后的高分子材料浸于2％的甲基丙烯酸除氧水溶液中，经功率为500W，波长为365nm的UV光照，光照时间20s，进行表面接枝，洗涤、干燥；
涂覆通用的小分子抗静电剂，具有聚甲基丙烯酸的表面可与抗静电剂发生静电、疏水、氢键以及不可逆吸附等多种作用，从而可在PVC片材表面固定适当浓度的抗静电剂，来达到提高PVC片材的抗静电性能。
提高材料的表面抗静电性能，而不影响材料的本体性质；与填充法相比，抗静电剂的用量大大减少，仅为填充法的1％，与直接涂覆法相比，仅为其用量的三分之一，因而节约耗材用量；本发明中高分子材料表面抗静电性能可通过改变表面抗静电剂的浓度有效地进行控制，从而可满足材料不同场合的应用。
效果：将PVC片材的室温表面电阻从1013，降到108～107Ω的数量级，并且可保持材料表面电阻的长期稳定性，很好地解决了PVC片材的表面抗静电性能问题。
本发明对于其他高分子材料如PS或PP或ABS或PC等均适用，均能取得良好的抗静电效果。
本发明要求保护的范围并不仅仅局限于本具体实施方式的描述。
Claims (5)
1.提高高分子材料抗静电性质的表面改性方法，其步骤如下：
(1)将高分子材料置于臭氧发生器中，进行活化；或将高分子材料加入氧化剂进行活化；
(2)将活化后的高分子材料浸于2％的甲基丙烯酸除氧水溶液中，经UV光照，进行表面接枝，洗涤、干燥；
(3)在表面接枝聚甲基丙烯酸高分子材料，然后表面涂覆抗静电剂溶液，后干燥。
2.根据权利要求1所述的提高高分子材料抗静电性质的表面改性方法，其特征在于步骤(1)中臭氧发生器温度25℃，纯氧入口流速3.6l/h，产生的臭氧为1.4g/h，活化时间20min。
3.根据权利要求1所述的提高高分子材料抗静电性质的表面改性方法，其特征在于步骤(1)中活化后的高分子材料干燥30min。
4.根据权利要求1所述的提高高分子材料抗静电性质的表面改性方法，其特征在于步骤(2)UV的功率为500W，波长为365nm，光照时间20s。
5.根据权利要求1所述的提高高分子材料抗静电性质的表面改性方法，其特征在于高分子材料是PVC或PS或PP或ABS或PC。
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