[发明专利]一种接枝聚醚高分子聚合物、制备方法及其用途

说明书

技术领域：

本发明属于高分子材料改性技术领域，具体涉及一种接枝聚醚高分子聚合物、制备方法，以及将该高分子聚合物用作高分子材抗静电改性剂的用途。

技术背景：

聚酰胺、聚酯等聚合物是历史悠久、用途广泛的高分子材料，广泛用于工程塑料与纤维工业，其生产量和消费量正在逐年增长。但是，上述高分子材料在一些性能方面还存在不足，如吸湿性、抗静电性、染色性和透气性差等，影响使用。利用填料、增强剂、弹性体或其它树脂作添加剂对聚酰胺、聚酯等高分子材料进行改性，可以改善其使用性能。

随着电子、电器、服装等产业的快速增长，世界对抗静电材料和导电高分子材料的需求也快速增长，该领域的研究、开发和应用也日益扩大。目前，抗静电和导电高分子材料使用量已达到相当高的程度，需求量正在逐年快速增长。聚酰胺、聚酯等高分子材料的表面电阻一般在10¹⁴～10¹⁵Ω/cm²，抗静电性能差，与其他物质或材料表面接触或磨擦后，容易积累大量静电荷。因此，需要对聚酰胺进行抗静电改性，赋予其较低的电阻值，使其表面电阻和体积电阻降至较低的水平，以消除静电危害。一般认为，体积电阻率小于10¹¹Ω·cm，产生的静电可通过传导等方式消失，从而消除静电的影响，视为抗静电材料。

现有的抗静电技术可分为四类。(1)用表面活性剂进行亲水化处理，提高材料的吸湿性，从而降低其电阻率、加快电荷的逸散。所用的表面活性剂包括阳离子型、阴离子型、两性型和非离子型，其中以阳离子型的抗静电效果最好。此类方法操作简单，是目前抗静电生产的主要方法，但此类方法的抗静电效果难以长久保存，且在低湿环境中抗静电性能较差。(2)开发和利用导电纤维技术，包括金属纤维、碳纤维、导电聚合物等导电物质均一型导电纤维。导电纤维的性能稳定，效果优异，且不受气侯条件的限制，是最有前途的方法，由于涉及物理与机械加工过程，受工艺条件的限制，目前实现大规模工业化生产的可能性很小，导电纤维与聚合物的抱全力小，可纺性能差，制成高细度纤维时价格昂贵，成品色泽受到限制。(3)在基体聚合物表面沉积或在聚合物内部添加聚吡咯或聚苯胺等结构型/本征型导电聚合物。它们能够通过自身化学结构的特殊性具有导电性，再通过化学方法进行掺杂以增加其导电性。本征型导电聚合物的应用主要受到其自身物理化学性能的限制。(4)对聚合物进行共混、共聚或接枝改性引入亲水性极性基团制备抗静电纤维。通常作用的亲水性高分子改性剂是分子内含有聚环氧乙烷(PEO)、聚季胺盐结构单元的高分子改性剂。由于亲水性高分子改性剂与树脂母体之间以合金形式共混，或通过与基体的聚合，均匀而细微地分散成线状或网状的“导电通道”，故此类方法是一种永久性的抗静电方法。

国外抗静电技术已实现工业化生产的多数是采用物理、机械方法添加表面活性剂或导电填料，从而提高高分子材料的抗静电性能。在表面活性剂类涂饰剂中加入胶粘剂或斥水剂以改善材料的抗静电持久性已成为普遍的方法，但此方法使材料抗静电性能受到较大的约束，耐水洗性能差，同时抗静电剂的加入会较大地影响高分材料的流变性能。通过在纤维上沉积或添加金属(金属氧化物)得到导电纤维的研究已进入使用阶段，该方法的主要优点在于成本低、导性性能较好，但缺点也很明显，如易使聚合物带色、材料物理性能差、制作成纺织品时难于染色和纺丝、生产过程中导电粉飞扬致使工作条件恶劣等。

发明内容：

为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种接枝聚醚高分子聚合物、以聚醚作为支链以提高其表面电阻率、体积电阻率、缺口冲击强度及吸湿性；本发明的另一目的是提供一种所述高分子聚合物的制备方法；本发明进一步的目的是提供一种所述高分子聚合物用作高分子材料抗静电改性剂的用途及其使用方法，通过在聚酰胺、聚酯中使用抗静电改性剂，使其抗静电性，耐久性得到良好的改善。

本发明提供的接枝聚醚高分子聚合物，主要组份为含有A、B、C三种结构单元中的一种或两种或三种，含量占聚合物总质量的60～100％，加入D结构单元组份，其含量占聚合物总质量的0～40％，所述A、B、C、D四种结构单元如下：

A结构单元：

B结构单元：

C结构单元：

D结构单元：

其中：

R₁、R₂为含2～6个碳原子的脂肪基团或含6～10个碳原子的芳香基团；

R₃为含2～12个碳原子的脂肪基团或含6～12个碳原子的芳香基团；

R₄为：