專利名稱：一種接枝聚醚高分子聚合物、制備方法及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子材料改性技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種接枝聚醚高分子聚合物、 制備方法，以及將該高分子聚合物用作高分子材抗靜電改性劑的用途。
背景技術(shù)：
聚酰胺、聚酯等聚合物是歷史悠久、用途廣泛的高分子材料，廣泛用于工程塑 料與纖維工業(yè)，其生產(chǎn)量和消費(fèi)量正在逐年增長(zhǎng)。但是，上述高分子材料在一些性能方 面還存在不足，如吸濕性、抗靜電性、染色性和透氣性差等，影響使用。利用填料、增 強(qiáng)劑、彈性體或其它樹(shù)脂作添加劑對(duì)聚酰胺、聚酯等高分子材料進(jìn)行改性，可以改善其 使用性能。隨著電子、電器、服裝等產(chǎn)業(yè)的快速增長(zhǎng)，世界對(duì)抗靜電材料和導(dǎo)電高分子材 料的需求也快速增長(zhǎng)，該領(lǐng)域的研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用也日益擴(kuò)大。目前，抗靜電和導(dǎo)電高 分子材料使用量已達(dá)到相當(dāng)高的程度，需求量正在逐年快速增長(zhǎng)。聚酰胺、聚酯等高分 子材料的表面電阻一般在IO14 1015Ω/αη2，抗靜電性能差，與其他物質(zhì)或材料表面接觸 或磨擦后，容易積累大量靜電荷。因此，需要對(duì)聚酰胺進(jìn)行抗靜電改性，賦予其較低的 電阻值，使其表面電阻和體積電阻降至較低的水平，以消除靜電危害。一般認(rèn)為，體積 電阻率小于10"Ω · cm,產(chǎn)生的靜電可通過(guò)傳導(dǎo)等方式消失，從而消除靜電的影響，視 為抗靜電材料。現(xiàn)有的抗靜電技術(shù)可分為四類。(1)用表面活性劑進(jìn)行親水化處理，提高材料的 吸濕性，從而降低其電阻率、加快電荷的逸散。所用的表面活性劑包括陽(yáng)離子型、陰離 子型、兩性型和非離子型，其中以陽(yáng)離子型的抗靜電效果最好。此類方法操作簡(jiǎn)單，是 目前抗靜電生產(chǎn)的主要方法，但此類方法的抗靜電效果難以長(zhǎng)久保存，且在低濕環(huán)境中 抗靜電性能較差。(2)開(kāi)發(fā)和利用導(dǎo)電纖維技術(shù)，包括金屬纖維、碳纖維、導(dǎo)電聚合物等 導(dǎo)電物質(zhì)均一型導(dǎo)電纖維。導(dǎo)電纖維的性能穩(wěn)定，效果優(yōu)異，且不受氣侯條件的限制， 是最有前途的方法，由于涉及物理與機(jī)械加工過(guò)程，受工藝條件的限制，目前實(shí)現(xiàn)大規(guī) 模工業(yè)化生產(chǎn)的可能性很小，導(dǎo)電纖維與聚合物的抱全力小，可紡性能差，制成高細(xì)度 纖維時(shí)價(jià)格昂貴，成品色澤受到限制。(3)在基體聚合物表面沉積或在聚合物內(nèi)部添加聚 吡咯或聚苯胺等結(jié)構(gòu)型/本征型導(dǎo)電聚合物。它們能夠通過(guò)自身化學(xué)結(jié)構(gòu)的特殊性具有 導(dǎo)電性，再通過(guò)化學(xué)方法進(jìn)行摻雜以增加其導(dǎo)電性。本征型導(dǎo)電聚合物的應(yīng)用主要受到 其自身物理化學(xué)性能的限制。(4)對(duì)聚合物進(jìn)行共混、共聚或接枝改性引入親水性極性基 團(tuán)制備抗靜電纖維。通常作用的親水性高分子改性劑是分子內(nèi)含有聚環(huán)氧乙烷(PEO)、 聚季胺鹽結(jié)構(gòu)單元的高分子改性劑。由于親水性高分子改性劑與樹(shù)脂母體之間以合金形 式共混，或通過(guò)與基體的聚合，均勻而細(xì)微地分散成線狀或網(wǎng)狀的“導(dǎo)電通道”，故此 類方法是一種永久性的抗靜電方法。國(guó)外抗靜電技術(shù)已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的多數(shù)是采用物理、機(jī)械方法添加表面活性 劑或?qū)щ娞盍?，從而提高高分子材料的抗靜電性能。在表面活性劑類涂飾劑中加入膠粘
B結(jié)構(gòu)單元 C結(jié)構(gòu)單元: D結(jié)構(gòu)單元:其中R1, R2為含2 6個(gè)碳原子的脂肪基團(tuán)或含6 10個(gè)碳原子的芳香基團(tuán)；R3為含2 12個(gè)碳原子的脂肪基團(tuán)或含6 12個(gè)碳原子的芳香基團(tuán)；R4 為
權(quán)利要求
1. 一種接枝聚醚高分子聚合物，主要組份為含有A、B、C三種結(jié)構(gòu)單元中的一種或 兩種或三種，含量占聚合物總質(zhì)量的60 100%，加入D結(jié)構(gòu)單元組份，其含量占聚合 物總質(zhì)量的0 40%，所述A、B、C、D四種結(jié)構(gòu)單元如下
2.—種權(quán)利要求1所述接枝聚醚高分子聚合物的制備方法，以己二酸、胺、環(huán)氧乙烷 或環(huán)氧丙烷、乙醇、氫氧化鉀為原料，制備過(guò)程如下①己二酸與胺按質(zhì)量比1 0.5 2的比例加入至帶有Y型加液管和分水器的三口燒 瓶中，通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，150 200°C縮合2 5h，制備成聚酰多胺，采用光譜法分析氨基含量；②分子量為200 1000的聚醚、環(huán)氧氯丙烷或環(huán)氧氯乙烷和催化劑按質(zhì)量比 1 0.5 2 0.001 0.01的比例加入三口燒瓶，在50 100°C下反應(yīng)2 8h，制備成氯基化聚醚；③將含有O.lmol聚酰多胺制成10 30%質(zhì)量濃度的聚酰多胺乙醇溶液，1.0 5.0g 氫氧化鉀配制成25 45%的氫氧化鉀乙醇溶液；④然后將O.lmol氯基化聚醚加入三口燒瓶，控制溫度50 80°C，等比例滴加聚酰多 胺乙醇溶液及氫氧化鉀乙醇溶液，控制滴加時(shí)間0.5 1.5h，保溫反應(yīng)3 8h，用旋轉(zhuǎn)蒸 發(fā)儀蒸去溶劑，真空干燥即為所述接枝聚醚高分子聚合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述接枝聚醚高分子聚合物的方法，其特征是所述胺為二乙三 胺或三乙四胺；所述催化劑為三氟化硼乙醚溶液或濃硫酸。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述接枝聚醚高分子聚合物的用途，其特征是所述接枝聚 醚高分子聚合物用作高分子材料抗靜電改性劑，所述高分子材料為聚酰胺或聚酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述接枝聚醚高分子聚合物的用途，其特征是用作高分子材料 抗靜電改性劑的方法為(1)共聚合在高分子材料聚合時(shí)加入抗靜電改性劑；(2)共 混在對(duì)高分子材料加工過(guò)程中將高分子材料與抗靜電改性劑進(jìn)行混合；(3)表面處 理所述抗靜電改性劑作為油劑對(duì)高分子材料表面進(jìn)行處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述接枝聚醚高分子聚合物的用途，其特征是所述抗靜電改 性劑的使用量占抗靜電改性劑和被改性高分子材料總質(zhì)量的0.3 45%。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述接枝聚醚高分子聚合物的用途，其特征是改性后的高分子 材料的表面電阻率為IX IO6 5X IO12 Ω/cm2。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述接枝聚醚高分子聚合物的用途，其特征是改性后的高分子 材料的體積電阻率為1 X IO6 5 X IO12 Ω · cm。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述接枝聚醚高分子聚合物的用途，其特征是高分子材料經(jīng)沸 水洗滌20次后其表面電阻率為9 X IO6 9 X IO12 Ω /cm2。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述接枝聚醚高分子聚合物的用途，其特征是改性后的高分子 材料經(jīng)沸騰蒸餾水萃取8小時(shí)后其體積電阻率為8 X IO6 8 X IO12 Ω · cm。
全文摘要
本發(fā)明提供一種接枝聚醚高分子聚合物，主要組份為含有A、B、C三種結(jié)構(gòu)單元中的一種或兩種或三種，加入D結(jié)構(gòu)單元組份，其中D結(jié)構(gòu)單元組分占聚合物分子量的0～40％。分別以己二酸、胺、環(huán)氧烷、乙醇、氫氧化鉀為原料，制備成聚酰多胺和氯基化聚醚，在50～80℃溫度下共聚合而成。接枝聚醚高分子聚合物用作高分子材料，尤其是聚酰胺或聚酯材料的抗靜電改性劑。改性的方法為①共聚合合成時(shí)加入抗靜電改性劑；②共混加工過(guò)程中將高分子材料與抗靜電改性劑進(jìn)行混合；③作為油劑對(duì)高分子材料表面進(jìn)行處理。改性后的高分子材料的抗靜電性、吸濕性和耐久性得到改善。
文檔編號(hào)C08L77/00GK102020771SQ200910075439
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2009年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月18日
發(fā)明者劉嵐, 劉耀馳, 徐偉箭, 熊遠(yuǎn)欽, 王志侃, 王靜, 胥偉, 趙承軍 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司石家莊煉化分公司