抗静电剂及导电剂

(1) 烷基叔胺氯化物: 代表品种有硬脂酰三甲基氯化铵 ( 如Arguad 18) , 硬脂酰二甲基戊基氯化铵, 广泛作为纤维、织物的抗静电剂、柔软剂。
(2) 烷基叔胺硝酸盐: 代表品种有抗静电剂SN, 是带有酰胺结构的阳离子季铵盐抗静电剂 , 广泛作为塑料的内、外抗静电剂, 可用于聚 氯乙烯、聚苯乙烯、丙烯酸树脂、ABS 树脂、 聚乙烯、聚丙烯和聚酯等多种塑料。
抗静电剂的分类
种类
阳 离 子 型 阴 离 子 型 非 离 子 型
结构
季胺盐
主要成分
<亲油基>单烷基、二烷基 <对离子>卤素、硝酸、有机酸 <亲油基>脂肪酸、聚氧化乙烯附加 物 <亲油基>烷基、烷基苯 <亲油基>单烷基、二烷基 < 多元醇 > 丙三醇、聚甘油、聚氧 化乙烯、山梨糖醇、多元醇 <亲油基>烷基胺、烷基酰胺 <亲水基>聚氧化乙烯 <阳离子基>胺、烷基酰胺 <阳离子基>碳酸、磺酸
是阴离子, 其中包括烷基磺酸盐、硫酸盐、磷酸 衍生物、高级脂肪酸盐、羧酸盐及聚合型阴离子 抗静电剂等。其阳离子部分多为碱金属或碱土金 属的离子、铵、有机胺、氨基醇等, 广泛用于化 纤油剂、油品等的抗静电剂。在塑料工业中 , 除 了某些烷基磷酸酯、烷基硫酸酯及其胺盐用作外 部抗静电剂外, 一般较少用作内部抗静电剂使用。
抗静电剂
• 所谓抗静电剂是指涂敷于材料表面或掺和在材料 内部，以防止或减轻静电积累的一类化学助剂. • 外部抗静电剂是把抗静电剂以一定浓度溶于醇或 醇-醇混合溶液中，对塑料等表面进行涂覆或浸渍， 经干燥抗静电剂结合在制品表面，不会影响聚合 物的加工性能和物理机械性能，但会因摩擦、洗 涤或向聚合物内部迁移而逐步减少，因此，处理 后抗静电效果难以持久。 • 内部抗静电剂是在聚合物材料加工前或加工中加 入的，其分子分散在聚合物分子之间，表面的抗 静电剂损失后能及时迁移到制品表面，使其保持 比较持久的抗静电效果。但是抗静电剂容易向外 迁移造成流失，故抗静电性能不能持久
• (4) 烷基叔胺磷酸盐: 这类阳离子型抗静电剂有硬 脂酰胺丙基二甲基- β- 羟乙基铵二氢磷酸盐 (美国氰胺公司Cyastat SP) 。 • 除了季铵盐之外, 阳离子型抗静电剂还包括 烷基胺、环胺、酰氨基胺的盐、咪唑啉盐乙基丙 烯酰胺盐等。广泛的用作纤维的抗静电剂和表面 处理剂。
• 阴离子型：在这类抗静电剂中, 分子的活性部分
• 非离子型：这类抗静电剂分子本身不带电荷而且
极性很小。通常非离子型抗静电剂具有一个较长 的亲油基, 与树脂有良好的相容性。同时非离子 型抗静电剂毒性低, 具有良好的加工性和热稳定 性, 是合成材料理想的内部抗静电剂。 主要有聚乙二醇酯或醚类、多元醇脂肪酸 酯、脂肪酸烷醇酰胺、脂肪胺乙氧基醚等化合物。 此类化合物分子中, 烷基链长以及极性集团的数 量, 对发挥最佳抗静电效果至关重要。
适 用 树 脂
PVC
磷酸盐 磺酸盐 脂肪酸 多元醇酯 聚氧化乙烯附 加物 内胺盐 丙胺酸盐 聚丙烯酸衍生 物
PS、PE 、PP、 PVC ABS、 PE、PP 、PVC
两性型
PS、 ABS
高 分 子 型
<亲水基>聚氧化乙烯、碳酸、磺酸、 PE、PP 季铵Байду номын сангаас
各类抗静电剂的主要特征
• 阳离子型：阳离子型抗静电剂主要包括胺盐、季
抗静电剂 与导电剂
概述
• 大多数合成高分子材料都具有优异的加工性 和电绝缘性，其表面电阻率很高(通常为 1012~1030Ω·cm)，因此在使用过程中容易 积累静电荷。 • 静电荷累计到一定程度，会引发一系列危害。 • 轻则吸附灰尘，造成产品污染；重则引起火 灾、爆炸等重大事故。
在涂料工业中，合成高分子材料作为成 膜物质用来制备高等涂料。抗静电剂、导电 剂属于典型的功能性助剂，可改变成膜物质 的电性能。 一般，表面电阻率在109~1014Ω·cm的 可视为抗静电材料，能使高分子材料具有这 一性能的添加剂成为抗静电剂。
铵盐烷基氨基酸盐等。其中季铵盐最为重要 , 抗 静电性能优良, 对高分子材料有较强的附着力, 广泛用作纤维和塑料的抗静电剂。但是, 有些季 铵盐化合物热稳定性差, 具有一定的毒性和刺激 性, 并且与某些着色剂和荧光增白剂反应, 作为 内部抗静电剂使用受到限制。
季铵盐是用叔胺与烷基化试剂通过季铵化
反应来合成的。通常的烷基化试剂有烷基卤化 物如CH3Cl、CH3Br、CH2= CHCH2Cl, 芳香族卤化物如 C6H5CH2Cl、C6H5Cl 以及硫酸二烷酯等。 随着所使用的叔胺和烷基化试剂的不同, 作为抗静 电剂使用的季铵盐品种很多,较重要的代表性品种有 以下几类
• 两性抗静电剂:从广义上看两性型抗静电剂是指
在抗静电剂分子结构中同时具有两种或两种以上 离子性质的抗静电剂。日本丸茂秀雄等人对此类 化合物抗静电剂做过广泛深入的研究, 发表过许 多论文和专著.通常, 两性抗静电剂主要是指在分 子结构中同时具有阴离子亲水基和阳离子亲水基 这样一类的离子型抗静电剂。分子结构中的亲水 基在水溶液中产生电离, 在某些介质中表现为阴 离子表面活性剂特征, 而在另一些介质中又表现 为阳离子表面活性剂特征。此类抗静电剂与高分 子材料有良好的相容性、配伍性, 以及较好的耐 热性, 是一类性能优良的内部抗静电剂。
• (3) 烷基叔胺硫酸酯盐: 代表性品种有: ( 月桂酰 胺丙基三 甲基铵) 硫酸甲酯盐( 美国氰胺公司 Cyastat LS) 、N, N- 双( 2- 羟乙基) - N( 3'- 十二烷氧基- 2'- 羟基丙基) 甲铵硫酸甲 酯盐( 美国氰胺公司Cyastat 609) 、三羟乙基甲 基季铵硫酸甲酯盐( 英国Temas 公司抗静电剂 TM) 、N,N- 十六烷基乙基吗啉硫酸乙酯盐( 美国 Baird 公司Barquat CME) 等。
在工业上采用抑制静电荷的产生和促进 电荷的泄来解决材料的带电问题。有以下几 种方法： ①提高材料加工环境和使用场所的湿度， 有利于抑制电荷的产生和促进电荷的泄漏； ②对聚合物进行结构改性，引入极性化 或离子化基团，提高导电性； ③在材料加工过程中利用导电装置或在 制品中加入导电性材料；
④用氧化剂或采用电晕放电处理制品 表面，提高高分子材料表面的导电性； ⑤在高分子材料中添加导电性填料， 如炭黑、金属氧化物粉末或金属粉末； ⑥采用导电性高分子材料或导电性涂 料进行表面预处理； ⑦添加抗静电剂，提高高分子材料的 极性或吸湿性。