[发明专利]抗静电组合物

说明书

本发明涉及一种包含热塑性或弹性聚合物基质(A)和紧邻纤维形式的抗静电混合物(B)的组合物，所述混合物包含一种为纤维状或混合时形成纤维且不溶于热塑性或弹性聚合物基质(A)中的有机聚合材料(b1)；一种具有用于配合或溶剂化无机或低分子量有机质子酸的盐(b3)的嵌段且与为纤维状或混合时形成纤维的有机聚合物(b1)的相容性比与聚合有机基质(A)的相容性要好的能离子导电的聚合物或共聚物(b2)；和一种已在聚合物或共聚物(b2)中配合或溶剂化的无机或低分子量有机质子酸的盐(b3)。本发明还涉及抗静电混合物(B)本身，涉及其使聚合物抗静电的用途，以及一种制备抗静电的热塑性或弹性聚合物基质的方法。

已知聚合物易遭受强的静电荷且这些电荷一旦被施加上仅能缓慢释放，因为聚合物的导电性低。快速放电不仅因美观原因而且在许多情况下因安全原因而需要。使用中的不利效果可列举如下：聚合物表面的沾污，对接触聚合物的人的电击，膜状料粘附对生产的破坏，电子元件的损坏，聚合物粉末的成块，以及电荷太高引起的火花，随之而来的着火，这经常引起严重的爆炸。

已知通过添加改进表面导电性的添加剂来限制静态充电，但这类物质的缺点是当大气湿度低时在实践中无效。因此更好的是使用大气湿度低时有效的添加剂，这通常可通过增加单位体积导电率而达到。然而用于增加单位体积导电率的已知物质如炭黑或金属粉末改变聚合物的机械性能且不能用于透明聚合物。此外，对生态上可接受的添加剂的需求正日益增加。

关于抗静电添加剂和静态充电机理的详情例如可在“塑料添加剂手册”，R.Gchter和H.Müller编，Hanser Verlag，第三版，1990，第749-775页中找到。

为了使材料永久抗静电，DE-A-4324062已建议用半导体无色材料如氧化锡涂覆表面积大的材料如纤维。然后将涂覆的材料与聚合物颗粒掺混并加工。然而涂料的制备复杂，因为半导体混合物必须通过用盐的水溶液浸渍纤维状载体，随后干燥并热调节沉积的盐而制备。施于纤维上的化学品和加热工可能损坏纤维，这导致导电率比从半导体的导电率所期望的要低。另一缺点是纤维因机械应力而弯曲，脆性半导体涂层可能受损，因而也削弱导电率。

另一可能性描述于DE-A-4316607中，该专利建议将市售的金属化合成纤维加入润滑剂、粘合剂或涂料中，从而增加其导电率。然而金属化纤维较为昂贵且生产复杂，并且显著降低掺有它们的聚合物的透明性。此外，不能完全避免对导电层以及甚至对纤维的机械损伤(断裂)。

在EP-A-0613919中，建议将某些聚醚酯酰胺用作热塑性聚合物的抗静电添加剂。在具体的实施方案中，还可加入碱金属或碱土金属卤化物。还建议加入在热塑性基质和聚醚酯酰胺之间提供相容性的聚合物，为的是改善粘合和机械性能。在这里所建议的赋予聚合物抗静电性的方法中，聚合物的相容性和良好的混溶性似乎是重要的性能。

鉴于以上对赋予聚合物抗静电性的已知方法的限制，仍然需要一种在低大气湿度下有效的用于增加单位体积导电率的抗静电活性、生态上适用的添加剂体系，该体系的生产简单，易于掺入聚合物中或与其混合，长时间保留所达到的聚合物单位体积导电率，且可在所有市售聚合物中以少量使用而没有任何明显的局限。

现已发现一种形成纤维的或纤维状的有机聚合材料与另一种能离子导电的聚合物或共聚物一起可掺入热塑性或弹性基质中，从而使该聚合物或共聚物基本上以吸附方式连于纤维上或溶于其中并与其一起在热塑性或弹性基质中形成网络，在该网络中纤维不可溶。一部分能离子导电的聚合物或共聚物具有能够配合或溶剂化无机或有机质子酸的盐的极性基团。

纤维状或形成纤维的有机聚合材料必须选择得使其不溶于热塑性或弹性基质中，但能形成紧邻纤维的网状结构。

为了使导电性良好，有利的是有机材料的纤维在掺入聚合物中时互相邻近或在尽可能多的位置上相互交叉。这样形成了电荷能通过其流走的导电通道。

因纤维和能离子导电的聚合物或共聚物为高分子量化合物，因而它们实际上没有渗出的危险，结果导致抗静电性能尤其耐久。

聚合物的稳定性如热稳定性和耐光性及耐水解性在大多数情况下实际上不受影响。

当加入量小时，仅轻微改变光学性能，且透明材料基本保持透明，这对许多应用领域极具重要性。