專利名稱：提高高分子材料抗靜電性質(zhì)的表面改性方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高分子材料的改性技術(shù)，特別涉及一種高分子材料抗靜電性質(zhì)的表面改性方法。
背景技術(shù)：
一般高聚物即高分子材料的電阻率在1010～1020歐姆，易產(chǎn)生靜電，因而導(dǎo)致利用其制成的產(chǎn)品在使用過(guò)程中極易產(chǎn)生靜電而引起許多不良后果，從而影響了高分子材料特別是在一些特殊領(lǐng)域的應(yīng)用。
在本發(fā)明之前，為了提高高分子材料的抗靜電性能，通常是在聚合物中添加低分子量的抗靜電劑以獲得具有一定程度的抗靜電性能的材料。常用的抗靜電劑有乙二醇單脂肪酸酯環(huán)氧乙烷加成物、烷基苯氧基丙烷磺酸納、十八烷基羥乙基二甲銨硝酸鹽、陽(yáng)離子和非離子表面活性劑復(fù)合物、聚氧乙烯烷基胺復(fù)合物等。這種方法主要是利用小分子抗靜電劑從高分子材料基體中逐漸向材料表面的遷移而獲得一定的抗靜電性能。但是，小分子的遷移速度隨著基體中抗靜電劑濃度的減少而逐漸減小，材料表面的抗靜電劑的濃度也隨之逐漸降低，材料表面的表面電阻隨之增大，因此，這種方法獲得的抗靜電性能的持久性無(wú)疑難以令人滿意；而且，小分子抗靜電劑在不同高分子材料中的遷移速度不易控制，使得這種抗靜電方法不能滿足眾多的高分子材料的抗靜電要求，如PVC材料就是一個(gè)典型的例子，從而阻礙了它的進(jìn)一步應(yīng)用。事實(shí)上PVC材料的抗靜電問(wèn)題屬于世界級(jí)的難題之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于克服上述缺陷，研制一種新的提高高分子材料抗靜電性質(zhì)的表面改性方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是提高高分子材料抗靜電性質(zhì)的表面改性方法，其主要技術(shù)步驟如下(1)將高分子材料置于臭氧發(fā)生器中，進(jìn)行活化；或?qū)⒏叻肿硬牧霞尤胙趸瘎┻M(jìn)行活化；(2)將活化后的高分子材料浸于2％的甲基丙烯酸除氧水溶液中，經(jīng)UV光照，進(jìn)行表面接枝，洗滌、干燥；(3)在表面接枝聚甲基丙烯酸的高分子材料表面涂覆抗靜電劑溶液，后干燥。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和效果在于突破以往的改性思路和措施，先從本體高分子材料入手，如先改變PVC表面物理化學(xué)性質(zhì)，以改善其與小分子抗靜電劑的相互作用，增加其與小分子抗靜電劑的相容性，使固定其上的抗靜電劑不易流失，維持相對(duì)恒定的濃度，以達(dá)到設(shè)定的具有相對(duì)長(zhǎng)久的抗靜電效果。本發(fā)明旨在開發(fā)表面改性技術(shù)，在高分子材料表面固定相對(duì)恒定濃度的抗靜電劑，達(dá)到提高高分子材料的抗靜電性能。
本發(fā)明思路獨(dú)特，方法簡(jiǎn)便易行，效果良好。
本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)和效果將在下面繼續(xù)描述。
具體實(shí)施例方式
以PVC片材為例，來(lái)闡述本發(fā)明的技術(shù)方案用臭氧活化法臭氧發(fā)生器溫度25℃，電壓200V，純氧入口流速3.61/h，產(chǎn)生的臭氧為1.4g/h，活化時(shí)間20min，將活化后的高分子材料干燥30min，使PVC片材表面產(chǎn)生自由基；或氧化劑活化法將PVC膜浸于30％的過(guò)氧化氫溶液中；在UV活化條件下，在活化的PVC片材表面進(jìn)行甲基丙烯酸的表面接枝聚合，結(jié)果使PVC材料的表面性質(zhì)如親水/疏水平衡值及表面功能性基團(tuán)發(fā)生根本性的變化，即將活化后的高分子材料浸于2％的甲基丙烯酸除氧水溶液中，經(jīng)功率為500W，波長(zhǎng)為365nm的UV光照，光照時(shí)間20s，進(jìn)行表面接枝，洗滌、干燥；涂覆通用的小分子抗靜電劑，具有聚甲基丙烯酸的表面可與抗靜電劑發(fā)生靜電、疏水、氫鍵以及不可逆吸附等多種作用，從而可在PVC片材表面固定適當(dāng)濃度的抗靜電劑，來(lái)達(dá)到提高PVC片材的抗靜電性能。
提高材料的表面抗靜電性能，而不影響材料的本體性質(zhì)；與填充法相比，抗靜電劑的用量大大減少，僅為填充法的1％，與直接涂覆法相比，僅為其用量的三分之一，因而節(jié)約耗材用量；本發(fā)明中高分子材料表面抗靜電性能可通過(guò)改變表面抗靜電劑的濃度有效地進(jìn)行控制，從而可滿足材料不同場(chǎng)合的應(yīng)用。
效果將PVC片材的室溫表面電阻從1013，降到108～107Ω的數(shù)量級(jí)，并且可保持材料表面電阻的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，很好地解決了PVC片材的表面抗靜電性能問(wèn)題。
本發(fā)明對(duì)于其他高分子材料如PS或PP或ABS或PC等均適用，均能取得良好的抗靜電效果。
本發(fā)明要求保護(hù)的范圍并不僅僅局限于本具體實(shí)施方式
的描述。
權(quán)利要求
1.提高高分子材料抗靜電性質(zhì)的表面改性方法，其步驟如下(1)將高分子材料置于臭氧發(fā)生器中，進(jìn)行活化；或?qū)⒏叻肿硬牧霞尤胙趸瘎┻M(jìn)行活化；(2)將活化后的高分子材料浸于2％的甲基丙烯酸除氧水溶液中，經(jīng)UV光照，進(jìn)行表面接枝，洗滌、干燥；(3)在表面接枝聚甲基丙烯酸高分子材料，然后表面涂覆抗靜電劑溶液，后干燥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高高分子材料抗靜電性質(zhì)的表面改性方法，其特征在于步驟(1)中臭氧發(fā)生器溫度25℃，純氧入口流速3.6l/h，產(chǎn)生的臭氧為1.4g/h，活化時(shí)間20min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高高分子材料抗靜電性質(zhì)的表面改性方法，其特征在于步驟(1)中活化后的高分子材料干燥30min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高高分子材料抗靜電性質(zhì)的表面改性方法，其特征在于步驟(2)UV的功率為500W，波長(zhǎng)為365nm，光照時(shí)間20s。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高高分子材料抗靜電性質(zhì)的表面改性方法，其特征在于高分子材料是PVC或PS或PP或ABS或PC。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高分子材料抗靜電性質(zhì)的表面改性方法。本發(fā)明將高分子材料置于臭氧發(fā)生器中進(jìn)行活化，或?qū)⒏叻肿硬牧霞尤胙趸瘎┻M(jìn)行活化，將活化后的高分子材料浸于2％的甲基丙烯酸除氧水溶液中，經(jīng)UV光照，進(jìn)行表面接枝，洗滌、干燥，在表面接枝聚甲基丙烯酸的高分子材料表面涂覆抗靜電劑溶液，后干燥。解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的小分子的遷移速度隨著基體中抗靜電劑濃度的減少而逐漸減小，材料表面的表面電阻隨之增大，以及小分子抗靜電劑在不同高分子材料中的遷移速度不易控制等缺陷。本發(fā)明從本體高分子材料入手，改變其表面物理化學(xué)性質(zhì)，增加其與小分子抗靜電劑的相容性，維持相對(duì)恒定的濃度，達(dá)到長(zhǎng)久的抗靜電效果。
文檔編號(hào)C08L55/02GK1850887SQ200610040590
公開日2006年10月25日 申請(qǐng)日期2006年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月26日
發(fā)明者朱愛萍, 楊菲非 申請(qǐng)人:揚(yáng)州大學(xué)