[發明專利]離子液體或金屬鹽在離子液體中的溶液作為塑料的抗靜電劑的用途

有效

• 申請號: 200780019999.2
• 申請日: 2007-05-30
• 公開（公告）號: CN101454387A
• 公開（公告）日: 2009-06-10
• 發明（設計）人: K·黑爾;R·胡貝爾;B·魏爾豪森
• 申請（專利權）人: 贏創戈爾德施米特有限公司
• 主分類號: C08K5/00
• 分類號: C08K5/00;C08K5/17
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 于 輝

技術領域

本發明提供了用于塑料尤其是用于聚氨酯的抗靜電制劑，離子液體或 離子液體(IL)、堿金屬鹽和如果適合其它的助劑和添加劑的協同混合物。

背景技術

塑料例如聚烯烴，如低密度和高密度聚乙烯、聚丙稀、聚苯乙烯、乙 烯基聚合物、聚酰胺、聚酯、聚縮醛、聚碳酸酯、聚氯乙烯以及尤其是聚 氨酯都是電絕緣體，它們在生產、加工以及由其制備的薄膜和模具的使用 過程中可能會積聚很高的表面電荷。

這些靜電荷會產生不期望的效果和非常危險的情況，包括吸附灰塵， 粘附不衛生的雜質，通過電弧放電破壞電子元件，生理學不愉快的觸電， 容器或管道中可燃液體在攪拌、傾倒或輸送過程中點燃導致粉塵爆炸，例 如在清空充滿灰塵或粉塵的大型容器期間或者在采石或采煤期間。

因此，從開始使用這些塑料時起，就需要預防靜電荷或者將它們最小 化至其不再有危險的程度。

傳導電荷以及最小化靜電荷通常使用的方法是使用抗靜電劑，即，非 離子或離子表面活性化合物，尤其是銨鹽和堿金屬鹽。

現在所使用的抗靜電劑基本上是外部和內部抗靜電劑。

外部抗靜電劑以水或醇溶液的形式通過噴霧、涂漆或浸漬然后在空氣 中干燥的方式施用在塑料表面。所產生的抗靜電薄膜基本上對所有塑料都 有效，但是具有如下缺點，其可能非常容易并且無意地被摩擦或液體再次 除去。

由于從聚合物組合物內部遷移出來的抗靜電分子缺乏儲存效果(如同 在使用內部抗靜電劑情況下存在的效果)，因此外部抗靜電劑不具有長效作 用。

因而優選使用內部抗靜電劑，其是盡可能以純的形式或者以“母料”即濃 縮制劑的形式，在加工之前或期間被加入到聚合物組合物中的，并且在噴 射或擠出過程中均勻分布在其中。

根據現在的觀點，通過實驗的支持，分子連續地遷移到聚合組物合物 的表面是因為它們的部分不相容性并且及在此積聚或替代損失。疏水部分 保留在聚合物中，親水部分與大氣中存在的水結合并且形成導電層，該導 電層不僅可以傳導危險的數千伏的電荷，而且也可以傳導幾十或幾百伏的 電荷到大氣中。這保證了在相對長的時間段內表面上存在著有效量的抗靜 電劑。

然而，遷移速率(擴散速率)是一個關鍵因素：

如果它過高，可能會形成低能量(結晶)的結構，這會失去結合水氣 的能力，因此，首先，明顯降低了抗靜電效果并且，其次，在表面上產生 了不期望的油膩薄膜，在例如印刷、包裝和食品工業中存在所有的美學和 加工缺點。

如果遷移速率太低，就不能在實踐過程中獲得足夠的效果。

為此，已經使用遷移快的抗靜電劑和遷移慢的抗靜電劑的組合物，以 獲得足夠快起始作用以及持續數周和數月的長效作用。

一般的熱塑性塑料具有10¹⁶到10¹⁴ohm范圍內的表面電阻，因此能夠 積聚不超過15000伏的電壓。因而，有效的抗靜電劑應當能夠將塑料的表 面電阻減少到10¹⁰ohm或更低。

抗靜電劑可能影響聚合物的物理或技術特性，例如可印刷性、密封性、 熱穩定性、抗變形性或抗撕裂性，這也是必須要考慮的。特別是在聚氨酯 泡沫的情況下，抗靜電劑對孔眼結構和孔眼屬性的影響以及因此對整體物 理性能的影響通常都是不期望的。因此，為了最小化該效果，它們應當在 非常低的濃度起效。

金屬鹽是已知并且有效的抗靜電劑。然而，它們具有如下缺點，即為 了均勻地分布在塑料中，它們必須在使用前進行溶解。常規的溶劑是醇， 醚，酯，聚醚，環醚，環狀酯，酰胺，環酰胺，芳族化合物或一般的有機 溶劑。

然而，有時可溶性非常低，因此為了獲得足夠有效的使用濃度，必須 使用大量的溶劑。

如果這些抗靜電制劑用于熱塑性塑料以及熱固性聚合物中，它們具有 如下缺點，即它們對最終產品的光學尤其是物理特性具有不利的影響。