專利名稱：提高高分子材料抗靜電性質的表面改性方法
技術領域：
本發明涉及一種高分子材料的改性技術，特別涉及一種高分子材料抗靜電性質的表面改性方法。
背景技術：
一般高聚物即高分子材料的電阻率在1010～1020歐姆，易產生靜電，因而導致利用其制成的產品在使用過程中極易產生靜電而引起許多不良后果，從而影響了高分子材料特別是在一些特殊領域的應用。
在本發明之前，為了提高高分子材料的抗靜電性能，通常是在聚合物中添加低分子量的抗靜電劑以獲得具有一定程度的抗靜電性能的材料。常用的抗靜電劑有乙二醇單脂肪酸酯環氧乙烷加成物、烷基苯氧基丙烷磺酸納、十八烷基羥乙基二甲銨硝酸鹽、陽離子和非離子表面活性劑復合物、聚氧乙烯烷基胺復合物等。這種方法主要是利用小分子抗靜電劑從高分子材料基體中逐漸向材料表面的遷移而獲得一定的抗靜電性能。但是，小分子的遷移速度隨著基體中抗靜電劑濃度的減少而逐漸減小，材料表面的抗靜電劑的濃度也隨之逐漸降低，材料表面的表面電阻隨之增大，因此，這種方法獲得的抗靜電性能的持久性無疑難以令人滿意；而且，小分子抗靜電劑在不同高分子材料中的遷移速度不易控制，使得這種抗靜電方法不能滿足眾多的高分子材料的抗靜電要求，如PVC材料就是一個典型的例子，從而阻礙了它的進一步應用。事實上PVC材料的抗靜電問題屬于世界級的難題之一。
發明內容
本發明的目的就在于克服上述缺陷，研制一種新的提高高分子材料抗靜電性質的表面改性方法。
本發明的技術方案是提高高分子材料抗靜電性質的表面改性方法，其主要技術步驟如下(1)將高分子材料置于臭氧發生器中，進行活化；或將高分子材料加入氧化劑進行活化；(2)將活化后的高分子材料浸于2％的甲基丙烯酸除氧水溶液中，經UV光照，進行表面接枝，洗滌、干燥；(3)在表面接枝聚甲基丙烯酸的高分子材料表面涂覆抗靜電劑溶液，后干燥。
本發明的優點和效果在于突破以往的改性思路和措施，先從本體高分子材料入手，如先改變PVC表面物理化學性質，以改善其與小分子抗靜電劑的相互作用，增加其與小分子抗靜電劑的相容性，使固定其上的抗靜電劑不易流失，維持相對恒定的濃度，以達到設定的具有相對長久的抗靜電效果。本發明旨在開發表面改性技術，在高分子材料表面固定相對恒定濃度的抗靜電劑，達到提高高分子材料的抗靜電性能。
本發明思路獨特，方法簡便易行，效果良好。
本發明的其他優點和效果將在下面繼續描述。
具體實施例方式
以PVC片材為例，來闡述本發明的技術方案用臭氧活化法臭氧發生器溫度25℃，電壓200V，純氧入口流速3.61/h，產生的臭氧為1.4g/h，活化時間20min，將活化后的高分子材料干燥30min，使PVC片材表面產生自由基；或氧化劑活化法將PVC膜浸于30％的過氧化氫溶液中；在UV活化條件下，在活化的PVC片材表面進行甲基丙烯酸的表面接枝聚合，結果使PVC材料的表面性質如親水/疏水平衡值及表面功能性基團發生根本性的變化，即將活化后的高分子材料浸于2％的甲基丙烯酸除氧水溶液中，經功率為500W，波長為365nm的UV光照，光照時間20s，進行表面接枝，洗滌、干燥；涂覆通用的小分子抗靜電劑，具有聚甲基丙烯酸的表面可與抗靜電劑發生靜電、疏水、氫鍵以及不可逆吸附等多種作用，從而可在PVC片材表面固定適當濃度的抗靜電劑，來達到提高PVC片材的抗靜電性能。
提高材料的表面抗靜電性能，而不影響材料的本體性質；與填充法相比，抗靜電劑的用量大大減少，僅為填充法的1％，與直接涂覆法相比，僅為其用量的三分之一，因而節約耗材用量；本發明中高分子材料表面抗靜電性能可通過改變表面抗靜電劑的濃度有效地進行控制，從而可滿足材料不同場合的應用。
效果將PVC片材的室溫表面電阻從1013，降到108～107Ω的數量級，并且可保持材料表面電阻的長期穩定性，很好地解決了PVC片材的表面抗靜電性能問題。
本發明對于其他高分子材料如PS或PP或ABS或PC等均適用，均能取得良好的抗靜電效果。
本發明要求保護的范圍并不僅僅局限于本具體實施方式
的描述。
權利要求
1.提高高分子材料抗靜電性質的表面改性方法，其步驟如下(1)將高分子材料置于臭氧發生器中，進行活化；或將高分子材料加入氧化劑進行活化；(2)將活化后的高分子材料浸于2％的甲基丙烯酸除氧水溶液中，經UV光照，進行表面接枝，洗滌、干燥；(3)在表面接枝聚甲基丙烯酸高分子材料，然后表面涂覆抗靜電劑溶液，后干燥。
2.根據權利要求1所述的提高高分子材料抗靜電性質的表面改性方法，其特征在于步驟(1)中臭氧發生器溫度25℃，純氧入口流速3.6l/h，產生的臭氧為1.4g/h，活化時間20min。
3.根據權利要求1所述的提高高分子材料抗靜電性質的表面改性方法，其特征在于步驟(1)中活化后的高分子材料干燥30min。
4.根據權利要求1所述的提高高分子材料抗靜電性質的表面改性方法，其特征在于步驟(2)UV的功率為500W，波長為365nm，光照時間20s。
5.根據權利要求1所述的提高高分子材料抗靜電性質的表面改性方法，其特征在于高分子材料是PVC或PS或PP或ABS或PC。
全文摘要
本發明涉及一種高分子材料抗靜電性質的表面改性方法。本發明將高分子材料置于臭氧發生器中進行活化，或將高分子材料加入氧化劑進行活化，將活化后的高分子材料浸于2％的甲基丙烯酸除氧水溶液中，經UV光照，進行表面接枝，洗滌、干燥，在表面接枝聚甲基丙烯酸的高分子材料表面涂覆抗靜電劑溶液，后干燥。解決了現有技術存在的小分子的遷移速度隨著基體中抗靜電劑濃度的減少而逐漸減小，材料表面的表面電阻隨之增大，以及小分子抗靜電劑在不同高分子材料中的遷移速度不易控制等缺陷。本發明從本體高分子材料入手，改變其表面物理化學性質，增加其與小分子抗靜電劑的相容性，維持相對恒定的濃度，達到長久的抗靜電效果。
文檔編號C08L55/02GK1850887SQ200610040590
公開日2006年10月25日 申請日期2006年5月26日 優先權日2006年5月26日
發明者朱愛萍, 楊菲非 申請人:揚州大學