一种本征抗静电剂及其制备方法与应用与流程

本发明涉及抗静电剂制备，具体涉及一种本征抗静电剂及其制备方法与应用。

背景技术：

1、高分子材料因绝缘性佳、质轻、加工性优良，被广泛应用于电子包装、工业管材、橡塑制品、航天民用等诸多领域。但高分子材料表面电阻率较高，使用过程中极易因摩擦、接触产生静电，静电积聚不仅会吸附粉尘污染制品表面，还易引发放电、击穿电路，严重时造成易燃易爆环境起火爆炸，存在极大安全隐患，因此抗静电改性成为高分子材料加工的必要工艺。

2、目前，行业内常用抗静电剂主要分为外加型与本征型两大类。其中外加型抗静电剂多为离子型、非离子型表面活性剂，凭借喷涂、共混方式附着于材料表面，加工工艺简单、成本低廉，但其耐热性差、耐迁移性弱，在高温加工、水洗摩擦工况下易流失，抗静电性能衰减快，长效使用效果差。而传统本征抗静电剂以导电高分子、无机导电填料为主，依靠自身导电结构实现静电导出，具备稳定性强、不易迁移的优势，如专利cn118459688a公开了一种抗静电剂、抗静电剂组合物及含有抗静电剂组合物的塑料。其中，一种抗静电剂的组合物，采用该申请的抗静电剂，导电增效剂、润滑剂；抗静电剂为将含有导电基团的聚合物包裹在氧化石墨烯的表面形成的组合物；导电增效剂为椰子油二乙醇酰胺、全氟辛基磺酸二癸二甲基铵、十二烷基苯磺酸钠及脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯中至少一种；润滑剂促进抗静电剂及导电增效剂分散，抗静电剂与导电增效剂相互协同，形成导电网络，使得抗静电剂的组合物具有优异的导电性能，但无机填料存在分散性差、易团聚的问题，会降低基材力学性能。

3、尽管现有本征抗静电剂已进行了相关的探索研究，但仍存在技术短板，如分子结构设计不合理，导电离子迁移速率低，常温抗静电效果不佳，且与高分子基材相容性差，易出现分层析出现象；同时制备流程繁琐，反应能耗高，原料利用率低，无法兼顾低成本、高相容性、长效抗静电的行业使用要求。针对上述技术缺陷，亟需研发一种结构稳定、相容性优异、制备工艺简便的新型本征抗静电剂，在保障基材力学性能的前提下，实现高效、持久的抗静电效果，适配各类复杂加工与使用工况，弥补现有技术的行业痛点。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种本征抗静电剂及其制备方法。本发明公开的本征抗静电剂用于abs树脂中，使abs树脂具有良好的抗冲击性能和抗静电性。

2、为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

3、本发明第一方面提供了一种本征抗静电剂，以重量份计，包含以下原料：含双键离子液体55-65份、表面活性剂5-10份、稀释剂5-10份。

4、在本发明的一些实施方式中，所述含双键离子液体由含咪唑环类化合物、对氯苯乙烯和硫氰酸盐制备得到。

5、在本发明的一些实施方式中，所述含双键离子液体的制备方法，包含以下步骤：

6、（1）将n-烯丙基咪唑与对氯苯乙烯加入乙腈中，在50-60℃下反应48-50h，冷却至室温，旋蒸，洗涤过滤，干燥得到产物；

7、（2）将步骤（1）制备的产物与硫氰酸钠加入乙醇中，之后在50-60℃反应48-50h，后处理，得到含双键离子液体。

8、传统炭黑或金属粉末填充型抗静电剂在基体中极易团聚，难以均匀分散，导致局部导电性差异大，另外高填充量会破坏高分子基体的连续性，影响材料的力学性能，本发明通过分子层级的设计实现了抗静电功能的“本征化”，通过含双键离子液体的咪唑阳离子与硫氰酸根阴离子形成的离子对可提供稳定的离子传导通路，无需依赖于环境湿度，避免了析出风险，抗静电效果持久且高效；另外苯环及硫氰酸根显著提升了抗静电剂与abs基体树脂的相容性；同时与特定的表面活性剂与稀释剂进行复配，不仅降低了离子液体的黏度，更保证了其在abs加工过程中的均匀分散，避免了制品表面缺陷；此外离子液体分子结构中同时含有烯丙基和苯乙烯基两种不同反应活性的双键，在abs造粒的高温剪切下，可原位引发部分接枝反应，将离子液体固定在abs分子链上，既强化了永久抗静电特性，又作为物理交联点提升了材料的刚性，补偿了因增塑效应造成的强度损失，使abs在保持优异抗冲击性的同时，具备长效稳定的静电消散能力，能更好适配对洁净度与安全性要求极高的电子元器件托盘及汽车内饰件等场景，应用范围广。

9、在本发明的一些实施方式中，步骤（1）中所述n-烯丙基咪唑与对氯苯乙烯的摩尔比为1：（1-1.2）。

10、优选地，步骤（1）中所述n-烯丙基咪唑与对氯苯乙烯的摩尔比为1：（1.02-1.1）。

11、在本发明的一些实施方式中，步骤（2）中所述的产物与硫氰酸钠的摩尔比为1：（1-1.5）。

12、优选地，步骤（2）中所述的产物与硫氰酸钠的摩尔比为1：（1.05-1.2）。

13、在本发明的一些实施方式中，所述表面活性剂为非离子型表面活性剂。

14、优选地，所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或聚氧乙烯失水山梨糖醇脂肪酸酯。

15、进一步优选地，所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。

16、在本发明的一些实施方式中，所述稀释剂为乙醇、乙酸乙酯、正己烷或丙酮中的任意一种或几种。

17、优选地，所述稀释剂为乙酸乙酯。

18、本发明第二方面提供了一种本征抗静电剂的制备方法，包含以下步骤：

19、在惰性气体保护下，将含双键离子液体、表面活性剂、稀释剂混合搅拌1-2h，即得。

20、在本发明的一些实施方式中，所述搅拌的温度为40-50℃。

21、本发明第三方面提供了一种本征抗静电剂在abs材料中的应用，所述抗静电剂的加入量为abs树脂的0.5-2wt%。

22、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

23、1、本发明通过含双键离子液体、表面活性剂、稀释剂制备了一种本征抗静电剂，将该抗静电剂用于abs树脂中，使abs树脂具有良好的抗冲击性能和抗静电。

24、2、本发明通过分子设计实现abs本征抗静电，依靠离子对构建稳定传导通路，不受环境湿度影响、无析出问题，抗静电长效稳定，同时助剂相容性和分散性佳，可原位接枝改性补强材料性能，适用范围广。

1.一种本征抗静电剂，其特征在于，以重量份计，包含以下原料：含双键离子液体55-65份、表面活性剂5-10份、稀释剂5-10份。

2.根据权利要求1所述的本征抗静电剂，其特征在于，所述含双键离子液体由含咪唑环类化合物、对氯苯乙烯和硫氰酸盐制备得到。

3.根据权利要求2所述的本征抗静电剂，其特征在于，所述含双键离子液体的制备方法，包含以下步骤：

4.根据权利要求3所述的本征抗静电剂，其特征在于，步骤（1）中所述n-烯丙基咪唑与对氯苯乙烯的摩尔比为1：（1-1.2）。

5.根据权利要求3所述的本征抗静电剂，其特征在于，步骤（2）中所述的产物与硫氰酸钠的摩尔比为1：（1-1.5）。

6.根据权利要求1所述的本征抗静电剂，其特征在于，所述表面活性剂为非离子型表面活性剂。

7.根据权利要求1所述的本征抗静电剂，其特征在于，所述稀释剂为乙醇、乙酸乙酯、正己烷或丙酮中的任意一种或几种。

8.一种权利要求1-7任一项所述的本征抗静电剂的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

9.根据权利要求8所述的本征抗静电剂的制备方法，其特征在于，所述搅拌的温度为40-50℃。

10.一种权利要求1-7任一项所述的本征抗静电剂或权利要求8/9所述的制备方法得到的抗静电剂在abs材料中的应用，其特征在于，所述抗静电剂的加入量为abs树脂的0.5-2wt%。