一種多功能抗靜電劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多功能抗靜電劑。它由下述重量百分比的組分組成：40-60％的脂肪胺聚氧乙烯醚、20-40％的烷基季銨鹽、10-30％的醇類溶劑；所述脂肪胺聚氧乙烯醚，其脂肪胺為天然脂肪加工得到的碳鏈長度為C16-18的脂肪胺如椰油胺、牛脂胺；所述烷基季銨鹽，其烷基碳鏈長度為C2-18，如雙十八烷基季銨鹽、單十八烷基季銨鹽；所述醇類溶劑的碳數(shù)是2-4，如乙醇、異丙醇或丁醇。本發(fā)明的多功能抗靜電劑，它是由陽離子型和非離子型的抗靜電劑復(fù)配而成的，既具有陽離子抗靜電劑抗靜電性能優(yōu)良、用途廣泛的優(yōu)點，又具有非離子抗靜電劑穩(wěn)定性好、長效的優(yōu)點，既可以用溶劑稀釋用于纖維和塑料表面的噴涂，也可以用于纖維油劑的配方，還可以加入樹脂內(nèi)起到長效抗靜電作用。
【專利說明】一種多功能抗靜電劑
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化工助劑【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種多功能抗靜電劑。
【背景技術(shù)】
[0002]任何物體都帶有本身的靜電荷,這種電荷可以是負(fù)電荷也可以是正電荷,靜電荷的聚集使得生活或者工業(yè)生產(chǎn)受到影響甚至危害，將聚集的有害電荷導(dǎo)引/消除使其不對生產(chǎn)/生活造成不便或危害的化學(xué)品稱為抗靜電劑。
[0003]根據(jù)使用方式的不同，抗靜電劑可以分為外涂型和內(nèi)混型兩種。根據(jù)表面活性劑的離子性能，抗靜電劑可分為陽離子型的、陰離子型的、兩性離子的和非離子型的。
[0004]外涂型抗靜電劑是指涂在高分子材料表面所用的一類抗靜電劑。一般用前先用水或乙醇等將其調(diào)配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%?2.0%的溶液，然后通過涂布、噴涂或浸潰等方法使之附著在高分子材料表面，再經(jīng)過室溫或熱空氣干燥而形成抗靜電涂層。此種多為陽離子型抗靜電劑，也有一些為兩性型和陰離子型抗靜電劑。外用的抗靜電劑是通過噴撒、擦搽或浸潰而施于聚合物的表面。這種外用抗靜電劑雖然適用于多種聚合物，但它們的效力只是暫時的，事后與溶劑接觸或與它物磨擦很容易失掉。
[0005]內(nèi)混型抗靜電劑是指在制品的加工過程中添加到樹脂內(nèi)的一類抗靜電劑。常將樹脂和添加其質(zhì)量的0.3%?3.0%的抗靜電劑先機械混合后再加工成型。此種以非離子型和高分子永久型抗靜電劑為主，陰、陽離子型在某些品種中也可以添加使用。內(nèi)用抗靜電劑是在聚合物加工過程中摻合于其中，這樣的抗靜電劑能夠補充因搬運處理而被磨蝕的抗靜電功能。這種內(nèi)用抗靜電劑的作用有賴于噴霜。這里噴霜的意思是指加入于樹脂中的內(nèi)用抗靜電劑部分地向聚合物表面遷移的過程。因此，內(nèi)用抗靜電劑具有長期的抗靜電保護(hù)作用。
[0006]各種抗靜電劑分子除可賦予高分子材料表面一定的潤滑性、降低摩擦系數(shù)、抑制和減少靜電荷產(chǎn)生外，不同類型的抗靜電劑不僅化學(xué)組成和使用方式不同，而且作用機理也不同。
[0007]1、外涂型抗靜電劑的作用機理
[0008]此類抗靜電劑加到水里，抗靜電劑分子中的親水基就插入水里，而親油基就伸向空氣。當(dāng)用此溶液浸潰高分子材料時，抗靜電劑分子中的親油基就會吸附于材料表面。浸潰完后干燥，脫出水分后的高分子材料表面上，抗靜電劑分子中的親水基都向著空氣一側(cè)排列，易吸收環(huán)境水分，或通過氫鍵與空氣中的水分相結(jié)合，形成一個單分子導(dǎo)電層，使產(chǎn)生的靜電荷迅速泄漏而達(dá)到抗靜電目的。
[0009]2、內(nèi)混型抗靜電劑的作用機理
[0010]在高分子材料成型過程中，如果其中含有足夠濃度的抗靜電劑，當(dāng)混合物處于熔融狀態(tài)時，抗靜電劑分子就在樹脂與空氣或樹脂與金屬(機械或模具)的界面形成最稠密的取向排列，其中親油基伸向樹脂內(nèi)部，親水基伸向樹脂外部。待樹脂固化后，抗靜電劑分子上的親水基都朝向空氣一側(cè)排列，形成一個單分子導(dǎo)電層。在加工和使用中，經(jīng)過拉伸、摩擦和洗滌等會導(dǎo)致材料表面抗靜電劑分子層的缺損，抗靜電性能也隨之下降。但是不同于外涂敷型抗靜電劑，經(jīng)過一段時間之后，材料內(nèi)部的抗靜電劑分子又會不斷向表面遷移，使缺損部位得以恢復(fù)，重新顯示出抗靜電效果。由于以上兩種類型抗靜電劑是通過吸收環(huán)境水分，降低材料表面電阻率達(dá)到抗靜電目的，所以對環(huán)境濕度的依賴性較大。顯然，環(huán)境濕度越高，抗靜電劑分子的吸水性就越強，抗靜電性能就越顯著。
[0011]目前市場上的抗靜電劑產(chǎn)品大多是單一功能的，主要表現(xiàn)在性能單一和應(yīng)用方法的單一。應(yīng)用方法單一是指在應(yīng)用上是單一型的，要么是外涂型的，要么是內(nèi)混型的。性能單一是指在應(yīng)用領(lǐng)域上也是單一性的，要么是用于合成纖維的，要么是用于塑料樹脂的。研發(fā)一種既能用于纖維又能用于樹脂的，既可以外涂又可以內(nèi)加(即內(nèi)混)的多功能的抗靜電劑是發(fā)展的必然趨勢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種既能用于纖維又能用于樹脂，既可以外涂又可以內(nèi)加的多功能抗靜電劑。
[0013]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0014]一種多功能抗靜電劑，它由一種非離子表面活性劑和一種陽離子表面活性劑以及溶劑組成，即它由下述重量百分比的組分組成:40-60%的脂肪胺聚氧乙烯醚、20-40%的烷基季銨鹽、10-30%的醇類溶劑；
[0015]其中，所述脂肪胺聚氧乙烯醚，其脂肪胺為天然脂肪加工得到的碳鏈長度為C16_18的脂肪胺(如椰油胺為C16、牛脂胺為C18);所述烷基季銨鹽，其烷基碳鏈長度為c2_18;所述醇類溶劑的碳數(shù)是2-4。
[0016]具體地，上述三種組分的分子式為:
[0017]脂肪胺聚氧乙烯醚:
[0018]RN(C2H4O)nH2
[0019]其中:R= C16_18, η = 2-4
[0020]烷基季銨鹽:
[0021][R3N-(C2H4OH)] X
[0022]其中:R= C2_18， X = Cl、SO4, NO3
[0023]醇類溶劑:
[0024]R-OH
[0025]其中:R= C2_4
[0026]優(yōu)選的，所述脂肪胺聚氧乙烯醚為椰油胺聚氧乙烯醚或牛脂胺聚氧乙烯醚；所述烷基季銨鹽為雙十八烷基季銨鹽或單十八烷基季銨鹽；所述醇類溶劑為乙醇、異丙醇或丁醇。
[0027]上述多功能抗靜電劑的制備方法是:將40-60%的脂肪胺聚氧乙烯醚、20-40%的烷基季銨鹽、10-30 %的醇類溶劑混合攪拌均勻即可。
[0028]上述多功能抗靜電劑的外形是淡黃色膏狀物，能溶于異丙醇、乙醇和水。
[0029]在表面活性劑的復(fù)配中，不同類型的表面活性劑除了能夠顯現(xiàn)出本身的優(yōu)點和特性外，由于相互間的互補可以產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，會產(chǎn)生更加優(yōu)異的性能。本發(fā)明的多功能抗靜電劑在研發(fā)過程中，先進(jìn)行了不同離子性能的表面活性劑的篩選，即陰-非、陽-非、陰-兩性、陽-兩性、非-兩性等，從中選擇合適的兩類組分。在選定了陽-非離子表面活性劑組成的基礎(chǔ)上，然后進(jìn)行同一類品種中不同結(jié)構(gòu)的表面活性劑的選擇。實驗過程中發(fā)現(xiàn)，烷基季銨鹽與脂肪胺聚氧乙烯醚這二種表面活性劑復(fù)配在一起具有很好的協(xié)同效應(yīng)，而這二種表面活性劑在醇類溶劑中的溶解性能更好，能使二者之間的協(xié)同效應(yīng)發(fā)揮得更充分。由此，本發(fā)明通過大量的實驗，最終選定了烷基季銨鹽與脂肪胺聚氧乙烯醚這二種表面活性劑和一種醇類溶劑的復(fù)配方案。
[0030]本發(fā)明的有益效果:
[0031]本發(fā)明的多功能抗靜電劑，它是由陽離子型抗靜電劑烷基季銨鹽與非離子型抗靜電劑脂肪胺聚氧乙烯醚復(fù)配而成的，由于協(xié)同效應(yīng)的作用，使其既具有陽離子抗靜電劑抗靜電性能優(yōu)良、用途廣泛的優(yōu)點，又具有非離子抗靜電劑穩(wěn)定性好、長效的優(yōu)點，既可以用溶劑稀釋用于纖維和塑料表面的噴涂，也可以用于纖維油劑的配方，還可以加入樹脂內(nèi)起至IJ長效抗靜電作用，性能明顯優(yōu)于目前市面上的同類產(chǎn)品，所以是一個多功能的抗靜電劑。
[0032]本發(fā)明的多功能抗靜電劑具有以下特點:
[0033]1、優(yōu)良的抗靜電性能:當(dāng)用量為0.2-0.5% (合成纖維或樹脂)時，就能達(dá)到良好的抗靜電效果，明顯降低合成纖維或樹脂的靜電。
[0034]2、優(yōu)良的環(huán)保性能:多功能抗靜電劑是脂肪胺聚氧乙烯醚、烷基季銨鹽等表面活性劑的復(fù)配物，容易生物降解，不含有對環(huán)境有害的物質(zhì)，對環(huán)境無害。
[0035]3、優(yōu)良的適用性能:多功能抗靜電劑用途非常廣泛，可以用于各種需要抗靜電功能的加工過程，可以用于紡織印染、合成纖維、塑料加工、皮革處理、造紙等行業(yè)。既可以用于外涂，又可以內(nèi)加，是名副其實的多功能助劑。
[0036]4、良好的混用性:由于是非離子和陽離子的復(fù)配物，呈弱陽離子性，除了不能與陰離子混用外，可以與其他各種介質(zhì)混用。
[0037]5、良好的溶解性能:可以溶解于醇類溶劑和水中，便于使用。
【具體實施方式】
[0038]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
[0039]實施例1
[0040]一種多功能抗靜電劑，由下述重量百分比的組分混合制成:
[0041]40%的脂肪胺聚氧乙烯醚、40%的烷基季銨鹽、20%的醇類溶劑；
[0042]其中，脂肪胺聚氧乙烯醚為牛脂胺聚氧乙烯醚；烷基季銨鹽為單十八烷基季銨鹽；醇類溶劑為乙醇。
[0043]實施例2
[0044]一種多功能抗靜電劑，由下述重量百分比的組分混合制成:
[0045]60%的脂肪胺聚氧乙烯醚、30%的烷基季銨鹽、10%的醇類溶劑；
[0046]其中，脂肪胺聚氧乙烯醚為椰油胺聚氧乙烯醚；烷基季銨鹽為雙十八烷基季銨鹽；醇類溶劑為異丙醇。
[0047]實施例3
[0048]一種多功能抗靜電劑，由下述重量百分比的組分混合制成:[0049]50%的脂肪胺聚氧乙烯醚、20%的烷基季銨鹽、30%的醇類溶劑；
[0050]其中，脂肪胺聚氧乙烯醚為牛脂胺聚氧乙烯醚；烷基季銨鹽為雙十八烷基季銨鹽；醇類溶劑為丁醇。
[0051 ] 實施例4產(chǎn)品性能測試試驗
[0052]多功能抗靜電劑的廣品技術(shù)指標(biāo)為:
[0053]
【權(quán)利要求】
1.一種多功能抗靜電劑，其特征在于，它由下述重量百分比的組分組成: 40-60%的脂肪胺聚氧乙烯醚、20-40%的烷基季銨鹽、10-30 %的醇類溶劑； 所述脂肪胺聚氧乙烯醚，其脂肪胺為天然脂肪加工得到的碳鏈長度為C16_18的脂肪胺；所述烷基季銨鹽，其烷基碳鏈長度為c2_18 ;所述醇類溶劑的碳數(shù)是2-4。
2.如權(quán)利要求1所述的多功能抗靜電劑，其特征在于: 所述脂肪胺聚氧乙烯醚的分子式為=RN(C2H4O)nH2，其中:R = C16_18，η = 2-4 ;所述烷基季銨鹽的分子式為:[R3N-(C2H4OH) ]X，其中:R = C2_18，X = Cl、SO4, NO3 ;所述醇類溶劑的分子式為:R_0H，其中:R = C2_4。
3.如權(quán)利要求1所述的多功能抗靜電劑，其特征在于，所述脂肪胺聚氧乙烯醚為椰油胺聚氧乙烯醚或牛脂胺聚氧乙烯醚；所述烷基季銨鹽為雙十八烷基季銨鹽或單十八烷基季銨鹽；所述 醇類溶劑為乙醇、異丙醇或丁醇。
【文檔編號】D06M13/463GK104018345SQ201410122414
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)明者】傅瑞芳 申請人:上海天壇助劑有限公司