[发明专利]一种多功能抗静电剂

说明书

技术领域

本发明属于化工助剂技术领域，涉及一种多功能抗静电剂。

背景技术

任何物体都带有本身的静电荷，这种电荷可以是负电荷也可以是正电荷，静电荷的聚集使得生活或者工业生产受到影响甚至危害，将聚集的有害电荷导引/消除使其不对生产/生活造成不便或危害的化学品称为抗静电剂。

根据使用方式的不同，抗静电剂可以分为外涂型和内混型两种。根据表面活性剂的离子性能，抗静电剂可分为阳离子型的、阴离子型的、两性离子的和非离子型的。

外涂型抗静电剂是指涂在高分子材料表面所用的一类抗静电剂。一般用前先用水或乙醇等将其调配成质量分数为0.5％～2.0％的溶液，然后通过涂布、喷涂或浸渍等方法使之附着在高分子材料表面，再经过室温或热空气干燥而形成抗静电涂层。此种多为阳离子型抗静电剂，也有一些为两性型和阴离子型抗静电剂。外用的抗静电剂是通过喷撒、擦搽或浸渍而施于聚合物的表面。这种外用抗静电剂虽然适用于多种聚合物，但它们的效力只是暂时的，事后与溶剂接触或与它物磨擦很容易失掉。

内混型抗静电剂是指在制品的加工过程中添加到树脂内的一类抗静电剂。常将树脂和添加其质量的0.3％～3.0％的抗静电剂先机械混合后再加工成型。此种以非离子型和高分子永久型抗静电剂为主，阴、阳离子型在某些品种中也可以添加使用。内用抗静电剂是在聚合物加工过程中掺合于其中，这样的抗静电剂能够补充因搬运处理而被磨蚀的抗静电功能。这种内用抗静电剂的作用有赖于喷霜。这里喷霜的意思是指加入于树脂中的内用抗静电剂部分地向聚合物表面迁移的过程。因此，内用抗静电剂具有长期的抗静电保护作用。

各种抗静电剂分子除可赋予高分子材料表面一定的润滑性、降低摩擦系数、抑制和减少静电荷产生外，不同类型的抗静电剂不仅化学组成和使用方式不同，而且作用机理也不同。

1、外涂型抗静电剂的作用机理

此类抗静电剂加到水里，抗静电剂分子中的亲水基就插入水里，而亲油基就伸向空气。当用此溶液浸渍高分子材料时，抗静电剂分子中的亲油基就会吸附于材料表面。浸渍完后干燥，脱出水分后的高分子材料表面上，抗静电剂分子中的亲水基都向着空气一侧排列，易吸收环境水分，或通过氢键与空气中的水分相结合，形成一个单分子导电层，使产生的静电荷迅速泄漏而达到抗静电目的。

2、内混型抗静电剂的作用机理

在高分子材料成型过程中，如果其中含有足够浓度的抗静电剂，当混合物处于熔融状态时，抗静电剂分子就在树脂与空气或树脂与金属(机械或模具)的界面形成最稠密的取向排列，其中亲油基伸向树脂内部，亲水基伸向树脂外部。待树脂固化后，抗静电剂分子上的亲水基都朝向空气一侧排列，形成一个单分子导电层。在加工和使用中，经过拉伸、摩擦和洗涤等会导致材料表面抗静电剂分子层的缺损，抗静电性能也随之下降。但是不同于外涂敷型抗静电剂，经过一段时间之后，材料内部的抗静电剂分子又会不断向表面迁移，使缺损部位得以恢复，重新显示出抗静电效果。由于以上两种类型抗静电剂是通过吸收环境水分，降低材料表面电阻率达到抗静电目的，所以对环境湿度的依赖性较大。显然，环境湿度越高，抗静电剂分子的吸水性就越强，抗静电性能就越显著。

目前市场上的抗静电剂产品大多是单一功能的，主要表现在性能单一和应用方法的单一。应用方法单一是指在应用上是单一型的，要么是外涂型的，要么是内混型的。性能单一是指在应用领域上也是单一性的，要么是用于合成纤维的，要么是用于塑料树脂的。研发一种既能用于纤维又能用于树脂的，既可以外涂又可以内加(即内混)的多功能的抗静电剂是发展的必然趋势。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种既能用于纤维又能用于树脂，既可以外涂又可以内加的多功能抗静电剂。

本发明的技术方案如下：

一种多功能抗静电剂，它由一种非离子表面活性剂和一种阳离子表面活性剂以及溶剂组成，即它由下述重量百分比的组分组成：40-60％的脂肪胺聚氧乙烯醚、20-40％的烷基季铵盐、10-30％的醇类溶剂；

其中，所述脂肪胺聚氧乙烯醚，其脂肪胺为天然脂肪加工得到的碳链长度为C_16-18的脂肪胺(如椰油胺为C₁₆、牛脂胺为C₁₈)；所述烷基季铵盐，其烷基碳链长度为C_2-18；所述醇类溶剂的碳数是2-4。

具体地，上述三种组分的分子式为：

脂肪胺聚氧乙烯醚：

RN(C₂H₄O)_nH₂