[发明专利]一种具有永久静电耗散性能的聚酯材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有永久静电耗散性能的聚酯材料及其制备方法，属于高分子聚酯材料技术领域，该聚酯材料包括对苯二甲酸、脂肪二元醇、聚醚、无机锂盐、催化剂、稳定剂、掺杂剂；该制备方法包括以下步骤：(1)酯化反应：将对苯二甲酸和脂肪二元醇混合，同时加入催化剂和稳定剂搅拌混合，进行酯化反应；(2)缩聚反应：将聚醚、无机锂盐与作为溶剂的脂肪二元醇相混合，超声均匀后加入到聚酯母液中，进行缩聚；(3)反应结束后，熔体冷却得到聚酯材料。本发明所制得的聚酯材料具有优良的静电耗散能力。

技术领域

本发明属于高分子聚酯材料技术领域，具体涉及一种具备永久静电耗散性能的聚酯材料及其制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)作为世界五大工程塑料之一，其广泛应用于纺织纤维、薄膜、食品包装、电子、汽车等工程塑料工业领域。PET由对苯二甲酸(PTA)与乙二醇(EG)酯化缩聚而成，属于结晶型饱和聚酯，其分子结构完整，易结晶，受温度影响小，标准环境下吸湿率仅为0.4％，且具有电绝缘性，表面电阻率高达10¹⁴Ω/sq。但是PET在生产或使用过程中容易积聚静电，静电容易产生静电伤害，例如引起电子设备的故障或误动作，造成电磁干扰，容易击穿集成电路或精密的电子元件，在胶片或塑料工业中会使得胶片或薄膜收卷不齐等等。为了减小和消除静电带来的危害，一般会对PET进行改性，使得PET具有一定的导电性能，达到静电耗散的效果。

现有技术中，PET的改性方向主要包括两种：(1)加入导电填料：在聚酯基体加入导电材料，以提高聚酯的体积电导率，已知的导电材料包括导电炭黑、石墨烯、碳纤维、金属粉末或者金属纤维等；(2)加入抗静电剂：抗静电剂根据使用方法分为外涂型和内混型，外涂型抗静电剂涂覆在聚酯表面，形成抗静电涂层，此类错位阳离子型抗静电剂；内混型抗静电剂是在产品制备过程中添加到聚酯内，赋予聚酯材料表面一定的润滑性、降低摩擦系数、抑制和减少静电荷的产生，此类以非离子型和高分子永久性抗静电剂为主。但是在第(1) 种改性方向中，导电填料的加入会改变聚酯的物性，进而影响聚酯的性能，且存在填料分布不均、相容性差、容易析出、色泽变差等问题；第(2)种改性方向中，在聚酯表面涂覆的抗静电剂会随着使用时间的增加不断被磨损消耗，产品的抗静电性能逐渐衰减，耐用性差，内混型抗静电剂的静电耗散PET的抗静电性质容易受环境湿度影响。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种具有永久静电耗散性能的聚酯材料，该聚酯材料通过掺入阳离子抗静电剂改变聚酯的化学结构，在聚合物内部形成吸湿通道和离子导电通道，使得聚酯具有永久静电耗散能力。

本发明是通过以下技术方案实现：

一种具有永久静电耗散性能的聚酯材料，其包括对苯二甲酸、脂肪二元醇、聚醚、无机锂盐、催化剂、稳定剂、掺杂剂；所述脂肪二元醇分为与所述对苯二甲酸反应的脂肪二元醇和作为聚醚溶剂的脂肪二元醇；所述无机锂盐为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、钴酸锂、高氯酸锂、双乙二酸硼酸锂、钛酸锂或其改性产物中的任一种。

其中，各原料的重量比为：

对苯二甲酸：与所述对苯二甲酸反应的脂肪二元醇＝100wt％：(120～180)wt％；

对苯二甲酸：聚醚＝100wt％：(5～50)wt％；

对苯二甲酸：无机锂盐＝100wt％：(0.01～1)wt％；

对苯二甲酸：催化剂＝100wt％：(0.01～0.05)wt％；

对苯二甲酸：稳定剂＝100wt％：(0.01～0.05)wt％；

对苯二甲酸：掺杂剂＝100wt％：(0.01～1)wt％；

作为聚醚溶剂的脂肪二元醇：聚醚＝100wt％：100wt％。

进一步地，所述六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、钴酸锂、高氯酸锂、双乙二酸硼酸锂、钛酸锂的改性产物为经过包覆改性或掺杂改性而成。