专利名称：盐改性的固有静电耗散性聚合物的制作方法
盐改性的固有静电耗散性聚合物
背景技术：
本发明涉及静电耗散性聚合物和共混物，包括含有热塑性聚氨酯(TPU)的组合物。静电荷在大部分塑料表面上的形成和留存是公知的。塑料具有明显的积聚静电荷的倾向，这归因于低的导电率。静电荷这种形成和留存是有问题的。在热塑性膜片上静电荷的存在例如会导致该片彼此附着，因此使得将它们分离来用于进一步加工变得较困难。此夕卜，静电荷的存在导致灰尘附着到到包装于塑料袋中的制品上，例如其会损害任何的销售吸引力。日益复杂和灵敏的微电子装置使得静电荷的控制是电子工业特别关注的。甚至低电压放电也会导致灵敏装置的严重损坏。控制静电荷积聚和耗散的需要经常需要用于这些装置的整个组件环境是用部分导电性材料来构造的。它还会需要静电保护性包装、工具箱、外壳和盖子是由导电性聚合物材料制成的，用于存储、船运、保护或者支持电装置和设备。已经通过使用不同的静电耗散 性(ESD)材料来实现防止静电荷(其在塑料制造或者使用过程中聚集)的积聚。这些材料可以作为涂料来施涂，其可以在制造后喷涂或者浸涂于制品上，虽然这种方法通常产生了临时的解决方案。可选择的，这些材料可以在加工过程中混入到用于制造制品的聚合物中，由此提供更好的永久性措施。但是，将这些较低分子量静电耗散性材料(抗静电剂)混入到各种基质或者基础聚合物中具有它本身的局限。例如大部分聚合物的常规加工所需的高温会损坏或者破坏该抗静电剂，由此使它们就它们的ESD性能而言无可用性。此外，许多较高分子量ESD剂是与所用的基质或者基础聚合物不混溶的。另外，使用抗静电剂仅仅能为它们用于其中的组合物提供短期的ESD性能。它们的性能和效率也经常受到湿度的影响。需要提供良好的ESD性能，而无这些缺点和局限。此外，许多抗静电剂本身是阳离子性或者阴离子性的。这些试剂倾向于导致塑料特别是PVC降解，和产生退色或者物理性能丧失。如上所述，其他抗静电剂具有明显低于它们本身的基础聚合物的分子量。通常这些低分子量抗静电剂具有不期望的润滑性能，并且难以混入到基础聚合物中。低分子量抗静电剂混入到基础聚合物中经常会降低基础聚合物的模制性，因为该抗静电剂会在加工过程中移动到塑料表面，并且经常在模具表面上沉积成涂层，可能破坏制品的饰面。在严重的情况中，制品表面变成明显油性和大理石状的。使用低分子量ESD试剂会出现的另外的问题是它们的静电耗散能力由于蒸发导致的损失、不期望的气味的形成或者促进了制品表面上与制品接触的应力裂纹或者银纹。现有技术中存在着几个高分子量静电耗散剂的例子。通常，这些添加剂已经是环氧乙烷或者类似材料例如环氧丙烷、表氯醇、缩水甘油醚等的高分子量均聚物或共聚物。要求这些添加剂是高分子量材料，来克服上述问题。例如美国专利6140405提供了电子器件使用的聚合物，特别是含有用于静电耗散的含卤素盐的聚合物。对于降低通常在制品和通常在环境二者中存在的卤素来说，还存在着持续的压力。因为许多ESD添加剂包含卤素，因此当尝试保持许多应用中所需的ESD性能时，降低和/或消除卤素含量的驱动产生了困难。本发明提供了无卤素的ESD添加剂，其提供了良好的ESD性能，同时能够降低和/或消除ESD材料的卤素含量。本发明还克服了与上述的常规ESD添加剂有关的一种或多种其他问题。本发明解决了获得表现出相对低的表面和体积电阻率的固有静电耗散性聚合物或者添加剂的问题。既而，这些静电耗散性聚合物可以混入到在电子工业中有用的基础聚合物组合物中，而不在最终制品中产生其他不期望的性能。
发明内容
本发明提供一种组合物，其包含:(a)固有耗散性聚合物；(b)酰胺烷烃磺酸、烃基取代的苯磺酸或者它们的混合物的无卤素金属盐，或者得自酰胺烷烃磺酸、烃基取代的苯磺酸或者它们的混合物的无卤素金属盐的聚合物。本发明的盐可以是碱金属或碱土金属盐。在一些实施方案中，组分(b)包括酰胺烷烃磺酸的无卤素金属盐或者得自所述酸
的聚合物，其中所述酸是用下式表示的:
权利要求
1.一种组合物，其包含: (a)固有耗散性聚合物； (b)酰胺烷烃磺酸、烃基取代的苯磺酸或者它们的混合物的无卤素金属盐，或者得自酰胺烷烃磺酸、烃基取代的苯磺酸或者它们的混合物的无卤素金属盐的聚合物。
2.权利要求1的组合物，其中组分(b)包括酰胺烷烃磺酸的无卤素金属盐或者得自所述酸的聚合物，其中所述酸由下式表示:
3.权利要求1的组合物，其中组分(b)包括烃基取代的苯磺酸的无卤素金属盐或者得自所述酸的聚合物，其中所述酸是用下式表示的:
4.权利要求1-3任一项的组合物，其中组分(b)包括用一种或多种碱金属、一种或多种碱土金属或者它们的组合盐化的酸。
5.权利要求1-4任一项的组合物,其中该组合物进一步包含除组分(b)之外的一种或多种含锂盐。
6.权利要求1-5任一项的组合物，其中该固有耗散性聚合物包括热塑性弹性体，以及其中通过ASTM D-257测量的所得组合物的表面电阻为1.0xlO6欧姆/平方至1.0xlO12欧姆/平方。
7.权利要求1-6任一项的组合物，其中该固有耗散性聚合物包括热塑性聚氨酯(TPU)、聚烯烃聚醚共聚物、热塑性聚酯弹性体(COPE)、聚醚嵌段酰胺弹性体(COPA)、或者它们的组合。
8.权利要求7的组合物，其中该固有耗散性聚合物的聚醚包括聚乙二醇、聚丙二醇、环氧乙烷/环氧丙烷共聚物、或者它们的组合。
9.权利要求1-8任一项的组合物，其中该固有耗散性聚合物包括通过将(a)至少一种聚醚多元醇中间体与(b)至少一种二异氰酸酯和(C)至少一种扩链剂反应制得的热塑性聚氨酯组合物； 其中(a)聚醚多元醇中间体包括得自至少一种二亚烷基二醇与至少一种二羧酸、或者其酯或酸酐的中间体；和其中(a)可任选进一步包含聚酯多元醇。
10.权利要求1-9任一项的组合物，其中该固有耗散性聚合物包括至少两种聚合物的共混物。
11.权利要求10的组合物，其中该聚合物的共混物包括以下的两种或者更多种:热塑性聚氨酯(TPU)、聚碳酸酯、聚烯烃、苯乙烯聚合物、丙烯酸类聚合物、聚氧亚甲基聚合物、聚酰胺、聚苯醚、聚苯硫醚、聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯、乙烯乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、热塑性弹性体(TPE)、或者它们的任意组合。
12.—种成型聚合物制品，其包含权利要求1-11任一项的固有耗散性聚合物组合物。
13.权利要求12的聚合物制品，其中该制品包含:用于电子零件的包装材料；用于构建锂离子电池的内电池组隔板；用于洁净室构建、装置和电源的零件；用于处理易燃液体和/或干燥粉末的装置的零件；光纤、导线或电缆；或者它们的组合。
14.一种制备固有耗散性聚合物组合物的方法，其包含以下步骤: 1.将(a)固有耗散性聚合物与(b)酰胺烷烃磺酸、烃基取代的苯磺酸或者它们的混合物的无卤素金属盐，或者得自酰胺烷烃磺酸、烃基取代的苯磺酸或者它们的混合物的无卤素金属盐的聚合物混合。
15.权利要求14的方法，其中将组分(b)加入到制备组分(a)所用的一种或多种反应物中，以及其中组分(b)存在于用于制备组分(a)的聚合反应过程中，得到固有耗散性聚合物组合物。 ·
全文摘要
本发明涉及固有静电耗散性聚合物，例如热塑性聚氨酯(TPU)，及其组合物。本发明提供了一种组合物，其包含(a)固有耗散性聚合物；(b)酰胺烷烃磺酸、烃基取代的苯磺酸或者它们的混合物的无卤素金属盐，或者得自其的聚合物。本发明还提供了制备本文所述的固有耗散性聚合物的方法。该方法包括将不含卤素的含金属盐混合入固有耗散性聚合物的步骤。
文档编号H05F3/00GK103250469SQ201180057795
公开日2013年8月14日 申请日期2011年10月26日 优先权日2010年10月26日
发明者卢启威, C·A·彼德拉伊塔, Y·埃克斯坦, J·M·路德罗三世 申请人:路博润高级材料公司