本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是涉及一種用于聚乙烯樹脂的聚乙二醇抗靜電劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

聚乙烯(PE)來源廣且價廉、有良好的耐化學(xué)品和溶劑的性能、易加工，是用途最廣的聚合物材料之一。但是聚乙烯在生產(chǎn)、加工和使用過程中由于摩擦?xí)a(chǎn)生靜電現(xiàn)象，但聚乙烯的體積電阻和表面電阻率都很大，導(dǎo)電性能差，難以在短時間內(nèi)使電荷消除，這些電荷的積聚會影響產(chǎn)品的生產(chǎn)和使用，造成吸塵、電擊，甚至產(chǎn)生火花發(fā)生爆炸的惡性事故。

對聚乙烯而言，防止靜電產(chǎn)生和積累的一種有效辦法是加入抗靜電改性劑改變樹脂的導(dǎo)電性能，特別是材料的表面導(dǎo)電性能，使靜電荷能夠很快地泄漏掉。抗靜電劑根據(jù)化學(xué)組成分類可分為表面活性劑型和高分子型。高分子類抗靜電劑由于具有永久抗靜電能力，是近年來的抗靜研究熱點(diǎn)。

針對PE樹脂適用的高分子永久型抗靜電劑有導(dǎo)電性單元的高分子聚合物，包括聚醚、聚醚酯酰胺、含季銨鹽的(甲基)丙烯酸酯共聚物和含親水基的有機(jī)硅等高分子結(jié)構(gòu)，特點(diǎn)是抗靜電效果持久，不受擦拭和洗滌等條件影響，對空氣的相對濕度依賴性小，不影響制品的機(jī)械性能和耐熱性能。但是聚醚類高分子結(jié)構(gòu)，由于其是非離子型的，具有強(qiáng)烈的親水性，最大的缺點(diǎn)是與聚乙烯樹脂的相容性不好。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種具有優(yōu)良抗靜電功能、側(cè)鏈含有聚醚結(jié)構(gòu)的聚乙二醇抗靜電劑及其制備方法。

一種聚乙二醇抗靜電劑，所述抗靜電劑包括下述重量份的成分：a-烯烴20～60重量份、丙烯酸聚乙二醇酯20～60重量份、引發(fā)劑0.1～1重量份；

其中，所述a-烯烴為1-己烯、1-辛烯、1-庚烯、1-十四烯、1-十八烯中的一種或兩種以上的任意組合；

所述的丙烯酸聚乙二醇酯為丙烯酸聚乙二醇-200酯，丙烯酸聚乙二醇-400酯，丙烯酸聚乙二醇-600酯，丙烯酸聚乙二醇-800酯，丙烯酸聚乙二醇-1000酯中的一種；

引發(fā)劑為油溶性偶氮類引發(fā)劑，所述油溶性偶氮類引發(fā)劑為2,2’-偶氮二異丁腈、二叔丁基過氧化物、過氧化苯甲酸叔丁酯中的一種。

作為優(yōu)選，所述抗靜電劑包括下述重量百分比的成分：a-烯烴20～30重量份、丙烯酸聚乙二醇酯20～30重量份、引發(fā)劑0.2～0.5重量份。

作為優(yōu)選，所述抗靜電劑包括下述重量百分比的成分：1-十八烯30重量份、丙烯酸聚乙二醇-1000酯20重量份、二叔丁基過氧化物0.35重量份。

一種聚乙二醇抗靜電劑的制備方法，包括下述步驟：

(1)在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，將a-烯烴分散在甲苯中，構(gòu)成質(zhì)量濃度為15～40％的甲苯溶液，調(diào)節(jié)溫度為60～140℃；

(2)將丙烯酸聚乙二醇酯溶于甲苯后，與a-烯烴甲苯溶液混合；

(3)加入引發(fā)劑，反應(yīng)一段時間后，用無水甲醇或者無水乙醇沉淀反應(yīng)物，經(jīng)多次過濾后烘干得抗靜電劑。

本發(fā)明通過適宜的比例，在長鏈a-烯烴中加入丙烯酸聚乙二醇酯共聚，在引發(fā)劑作用下生成抗靜電劑。本發(fā)明所用甲醇、乙醇是為了沉淀最后的反應(yīng)產(chǎn)物，用量視有沉淀物析出而定。

作為優(yōu)選，步驟(3)中，所述引發(fā)劑為質(zhì)量濃度4～12％的引發(fā)劑甲苯溶液。

作為優(yōu)選，步驟(3)中，過濾次數(shù)為3～4次，烘干為50～60℃真空干燥。

作為優(yōu)選，步驟(3)中，引發(fā)劑滴加的速度為每2秒1滴。

作為優(yōu)選，所述的聚離子液體抗靜電劑的制備方法，包括下述步驟：

(1)在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，將30g的1-十四烯溶于甲苯中，構(gòu)成質(zhì)量濃度為30％的甲苯溶液，設(shè)定溫度為70℃；

(2)將20g的丙烯酸聚乙二醇-400酯溶于甲苯后，與1-十四烯甲苯溶液混合；

(3)攪拌反應(yīng)30min后，取0.5g 2,2’-偶氮二異丁腈溶于10ml甲苯中形成引發(fā)體系，將該引發(fā)體系每2秒1滴的滴速，滴入混合溶液中，反應(yīng)20h后，用無水乙醇沉淀反應(yīng)物，同時用乙醇過濾，反復(fù)3～4次后取出產(chǎn)物于真空60℃真空干燥12小時，得抗靜電劑。

本發(fā)明主要通過對丙烯酸聚乙二醇酯添加a-烯烴單體，構(gòu)成無規(guī)兩親性聚合物，以此來解決丙烯酸聚乙二醇酯均聚物與聚合物相容性差的弱點(diǎn)，達(dá)到適宜的親水親油比例以滿足相容性的需要，同時，控制抗靜電劑像聚合物表面的遷移速率，達(dá)到長期的抗靜電的效果。使用本發(fā)明的抗靜電劑，能夠使PE樹脂具有優(yōu)異的抗靜電能力。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明所要保護(hù)的范圍并不限于此。

實(shí)施例1

在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，將30g的1-十四烯溶于甲苯中，其質(zhì)量濃度為30％，并裝入帶攪拌裝置和回流裝置的250ml四口燒瓶中，設(shè)定溫度為70℃，將20g的丙烯酸聚乙二醇-400酯溶于甲苯并倒入反應(yīng)體系中，開始攪拌，30min后，將引發(fā)劑2,2’-偶氮二異丁腈甲苯溶液(取0.5g 2,2’-偶氮二異丁腈10ml甲苯中)，裝入恒壓滴液漏斗中，以每2秒1滴的滴速，滴入丙烯酸聚乙二醇-400酯的混合溶液中，溶液粘度逐步增加，反應(yīng)20小時后，停止反應(yīng)。用乙醇沉淀產(chǎn)物，同時用乙醇過濾，反復(fù)3～4次后取出產(chǎn)物于真空60℃真空干燥12小時，即獲得所需抗靜電劑。

實(shí)施例2

在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，將30g的1-辛烯溶于甲苯中，其質(zhì)量濃度為20％，并裝入帶攪拌裝置和回流裝置的250ml四口燒瓶中，設(shè)定溫度為100℃，將20g的丙烯酸聚乙二醇-1000酯溶于甲苯并倒入反應(yīng)體系中，開始攪拌，30min后，將引發(fā)劑過氧化苯甲酸叔丁酯甲苯溶液(取0.2g過氧化苯甲酸叔丁酯10ml甲苯中)，裝入恒壓滴液漏斗中，以每2秒1滴的滴速，滴入丙烯酸聚乙二醇-1000酯的混合溶液中，溶液粘度逐步增加，反應(yīng)15小時后，停止反應(yīng)。用乙醇沉淀產(chǎn)物，同時用乙醇過濾，反復(fù)3～4次后取出產(chǎn)物于真空60℃真空干燥12小時，即獲得所需抗靜電劑。

實(shí)施例3

在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，將20g的1-十四烯和10g的1-己烯溶于甲苯中，其質(zhì)量濃度為30％，并裝入帶攪拌裝置和回流裝置的250ml四口燒瓶中，設(shè)定溫度為100℃，將20g的丙烯酸聚乙二醇-800酯溶于甲苯并倒入反應(yīng)體系中，開始攪拌，30min后，將引發(fā)劑過氧化苯甲酸叔丁酯甲苯溶液(取0.5g過氧化苯甲酸叔丁酯10ml甲苯中)，裝入恒壓滴液漏斗中，以每2秒1滴的滴速，滴入丙烯酸聚乙二醇-800酯的混合溶液中，溶液粘度逐步增加，反應(yīng)15小時后，停止反應(yīng)。用乙醇沉淀產(chǎn)物，同時用乙醇過濾，反復(fù)3～4次后取出產(chǎn)物于真空60℃真空干燥12小時，即獲得所需抗靜電劑。

實(shí)施例4

在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，將30g的1-十八烯溶于甲苯中，其質(zhì)量濃度為30％，并裝入帶攪拌裝置和回流裝置的250ml四口燒瓶中，設(shè)定溫度為125℃，將20g的丙烯酸聚乙二醇-1000酯溶于甲苯并倒入反應(yīng)體系中，開始攪拌，30min后，將引發(fā)劑二叔丁基過氧化物甲苯溶液(取0.35g二叔丁基過氧化物10ml甲苯中)，裝入恒壓滴液漏斗中，以每2秒1滴的滴速，滴入丙烯酸聚乙二醇-1000酯的混合溶液中，溶液粘度逐步增加，反應(yīng)20小時后，停止反應(yīng)。用乙醇沉淀產(chǎn)物，同時用乙醇過濾，反復(fù)3～4次后取出產(chǎn)物于真空60℃真空干燥12小時，即獲得所需抗靜電劑。

實(shí)施例5

在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，將30g的1-十四烯溶于甲苯中，其質(zhì)量濃度為20％，并裝入帶攪拌裝置和回流裝置的250ml四口燒瓶中，設(shè)定溫度為125℃，將20g的丙烯酸聚乙二醇-600酯溶于甲苯并倒入反應(yīng)體系中，開始攪拌，30min后，將引發(fā)劑二叔丁基過氧化物甲苯溶液(取0.5g二叔丁基過氧化物10ml甲苯中)，裝入恒壓滴液漏斗中，以每2秒1滴的滴速，滴入丙烯酸聚乙二醇-600酯的混合溶液中，溶液粘度逐步增加，反應(yīng)15小時后，停止反應(yīng)。用乙醇沉淀產(chǎn)物，同時用乙醇過濾，反復(fù)3～4次后取出產(chǎn)物于真空60℃真空干燥12小時，即獲得所需抗靜電劑。

實(shí)施例6

在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，將40g的1-庚烯溶于甲苯中，其質(zhì)量濃度為20％，并裝入帶攪拌裝置和回流裝置的250ml四口燒瓶中，設(shè)定溫度為125℃，將40g的丙烯酸聚乙二醇-600酯溶于甲苯并倒入反應(yīng)體系中，開始攪拌，30min后，將引發(fā)劑二叔丁基過氧化物甲苯溶液(取0.8g二叔丁基過氧化物10ml甲苯中)，裝入恒壓滴液漏斗中，以每3秒1滴或每5秒2滴的滴速，滴入丙烯酸聚乙二醇-600酯的混合溶液中，溶液粘度逐步增加，反應(yīng)15小時后，停止反應(yīng)。用乙醇沉淀產(chǎn)物，同時用乙醇過濾，反復(fù)3～4次后取出產(chǎn)物于真空60℃真空干燥12小時，即獲得所需抗靜電劑。

將由上述實(shí)施例獲得的抗靜電劑與PE用雙螺桿擠出機(jī)預(yù)造料后，在平板硫化機(jī)上壓制成型。改性后的PE樹脂的質(zhì)量百分比為：PE樹脂85％～98％，新型抗靜電劑2％～15％，壓制成型溫度為200℃～300℃。

其抗靜電性能(所測試是環(huán)境濕度為60％)改性PE樹脂表面電阻率如表1所示：

表1

如表1所示，本發(fā)明的用長鏈a-烯烴共聚改性聚丙烯酸聚乙二醇酯抗靜電劑不僅可以改善與聚乙烯樹脂的相容性，且能夠長時間保持優(yōu)良的抗靜電性能。

本發(fā)明通過丙烯酸聚乙二醇酯與長鏈a-烯烴共聚生成無規(guī)共聚物，此無規(guī)聚合物調(diào)節(jié)了均聚丙烯酸聚乙二醇酯與聚乙烯樹脂的相容性，可以明顯提高PE樹脂的抗靜電性能，使抗靜電的效應(yīng)更加持久，同時，對PE的沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度等力學(xué)性能無明顯影響。