[发明专利]抗静电聚合物共混组合物

说明书

技术领域

本发明属于聚合物复合材料及其制备技术领域，具体涉及一种抗静电的聚合物共混组合物，特别涉及一种利用活性炭的导电性能，通过物理混合的方法，制备一种能够稳定控制聚合物共混组合物表面电阻的永久性抗静电聚合物共混组合物。

背景技术

高分子材料因质轻、耐磨、耐腐蚀以及对电、热具有良好的绝缘性能，且易于加工成型，已经成为支撑现代社会的三大基础材料之一。长期以来，高分子材料都是以其优良的介电性能而作为电绝缘材料使用。但是，高绝缘性也给高分子材料带来静电危害问题。高分子材料在制品加工或最终使用过程中易发生摩擦而积聚静电，不仅会影响制品的透明性及表面洁净和美观，而且还可影响制品的使用性能和安全性能，造成吸尘损害外观、电击、IC短路等不良现象，甚至由于静电放电产生火花而引起爆炸或火灾，因此阻碍了高分子材料在一些领域的应用。研究开发抗静电性高分子复合材料已成为高分子材料领域中的一个重要内容。

目前消除聚合物材料表面静电的方法不外乎两种，其一是添加离子型抗静电剂（绝缘材料, 2004, 6, 57~59；塑料助剂, 2010, 81, 9~13）；其二是添加非离子型抗静电剂或无机导电填料，如金属微粒子、金属纤维、导电炭黑、碳纤维等非金属导电微粒子和纤维。然而，这些措施虽然能在一定程度或期间内消除聚合物材料表面所积聚的静电荷（专利号ZL 91107954; ZL 96102654.5; 工程塑料应用，2004, 32(2), 41~42; 合成树脂与塑料, 2010, 27(1), 10~12），但始终存在一些问题：（1）由于离子型抗静电剂在聚合物内部有一定迁移能力，与聚合物的相容性和向表面迁移的速度是影响共混组合物性能的重要因素。因而其共混组合物普遍存在效果差、对环境湿度依赖性强的缺点，在湿度较低的情况下，难以达到抗静电要求；同时，在聚合物材料的整个使用期内，这些离子型抗静电剂会逐渐向表面迁移并消失，使得聚合物材料在其使用寿命内失去其抗静电性能。（2）对于金属或非金属型无机导电填料，为获得所需要的抗静电性能需要大量添加，而这些金属或非金属无机导电填料与聚合物的相容性问题导致界面结合强度差，从而导致聚合物组合物的力学性能下降，同时也影响其流变性能导致成型性劣化。

发明内容

本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种抗静电聚合物共混组合物。本发明提供的永久性抗静电的聚合物共混组合物为避免对聚合物的成型性和力学性能的负面影响，通过活性炭赋予聚合物共混组合物永久性抗静电性能并形成物理交联达到消除静电危害和增强效果。

本发明的机理如下：

对导电粒子填充聚合物体系的导电机理通常为导电回路论、隧道效应和场致发射。J. Frenkel于1930年提出的导电回路论认为，在高填充下，炭黑粒子在一定剪切力作用下均匀分散至基体聚合物内彼此接触形成导电网络，炭黑中的π电子通过网状通路移动而发生导电；另一方面，在低填充下，导电粒子彼此不接触，但导电粒子的电子具有贯穿导电粒子间的聚合物薄膜势垒的机率，从而使电子跃迁于分散在基体聚合物中的非接触的炭黑粒子间而形成电子流动发生导电，即Polly和Boonstra于1957年提出的隧道效应论；或存在于导电粒子间的高电场强度，引起发射电流而产生导电现象，即场致发射论。场致发射是隧道效应的一种特殊情况，填充型聚合物体系导电是由这三种导电机理的综合作用。