专利名称：一种利用抗静电剂制备抗静电pet材料的方法
技术领域：
本发明涉及PET材料的方法。
背景技术：
层状双金属氢氧化物(LDH)又称类水滑石化合物(HT)或阴离子粘土，是一类由带正电荷的金属氢氧化物层和层间填充阴离子所构成的层状化合物。LDH具有层间可交换的阴离子，所以可以作为将各种无机、有机物质以及配合物阴离子引入LDH层间，获得各种具有不同功能的新材料。同时，具备大的比表面积，能够作为吸附剂以及催化剂存在的框架载体，从而增大吸附材料和催化剂的比表面积，提高性能。LDH更重要的是，LDH含有大量的层间结合水分子，并且亲水性很好，能够吸收空气中的水分子。聚酯PET是最重要的合成材料之一，具有较高熔融温度和玻璃化转变温度，在纤维、包装、感光材料、工程塑料等领域得到广泛应用，发展十分迅猛。PET在非纤维领域的一项重要应用是制作薄膜，用作电子、电器等行业的包装材料。由于PET本身电阻率高，在65%相对湿度、25°C的条件下，其电阻率高达1014Ω.πι，导致在摩擦和接触的过程中容易产生和聚集电荷。静电的存在对PET的加工和应用造成了很多麻烦。例如PET制品在储存和搬运过程中由于静电使其表面易吸附尘埃，影响制品外观；在加工PET薄膜时，由于静电产生的力阻碍薄膜的收卷过程；同时静电的存在还会使PET材料在电子电器产品的使用中存在不安全因素，限制了其应用，因此需要对PET进行改性提高其抗静电性能，使其表面电阻达到IO6 IO8 Ω.m。因此，目前PET材料存在电阻率高的缺陷，限制了其应用。
发明内容
本发明是要解决目前PET材料存在电阻率高的缺陷，而提供一种利用抗静电剂制备抗静电PET材料的方法。一种利用抗静电剂制备抗静电PET材料的方法，具体是按照以下步骤制备的:A、称取抗静电剂、乙二醇和对苯二甲酸，其中抗静电剂、乙二醇和对苯二甲酸的质量比为5 40:600:1000，其中抗静电剂为层状双金属氢氧化物或二氧化钛/层状双金属氢氧化物；B、将步骤A称取的抗静电剂加入乙二醇中，混合均匀，得到混合液，再向混合液中加入步骤A称取的对苯二甲酸，然后在氮气保护气氛条件下搅拌，控制搅拌速度为SOOr/min 1000r/min，升温至230°C 240°C，保持2h 3h，再升温至270°C 280°C，并抽真空至500Pa 510Pa，保持Ih 1.5h，再抽真空至70Pa 75Pa，保持2h 3h，得到前驱体；C、将步骤B得到的前驱体冷却至室温，干燥，粉碎成粒径为Icm 2cm的颗粒，得到抗静电PET材料。制备步骤A中二氧化钛/层状双金属氢氧化物的方法，具体是按以下步骤制备的:
一、称取钛酸四丁酯、无水乙醇和硝酸锌-硝酸铝混合溶液；其中，硝酸锌-硝酸铝混合溶液中硝酸锌的浓度为0.72mol/L 0.78mol/L，硝酸铝的浓度为0.24mol/L
0.26mol/L ;钛酸四丁酯与无水乙醇的体积比为1:3 5，钛酸四丁酯和无水乙醇的总体积与硝酸锌-硝酸铝混合溶液的体积之比为1:0.8 1.2 ;二、将步骤一称取的钛酸四丁酯和无水乙醇混合均匀，得到钛酸四丁酯的乙醇溶液，然后向钛酸四丁酯的乙醇溶液中加入步骤一称取的硝酸锌-硝酸铝混合溶液，混合均匀，得到预制物；三、向步骤二得到的预制物中滴加氢氧化钠和碳酸钠组成的缓冲溶液，调节pH至7 9，控制搅拌速度为800r/min 1000r/min，保持18h 20h，洗涤干燥，得到二氧化钛
/层状双金属氢氧化物。利用本发明制备的抗静电剂制备的抗静电PET材料应用于膜材料中。本发明的有益效果是:本发明利用含有导电性水分子的二氧化钛/层状双金属氢氧化物进行物理掺杂，利用原位聚合的方法制备出具有较低表面电阻的PET材料。本发明操作简单，改善效果好，得到了具有低表面电阻的永久性抗静电PET材料，其表面电阻达到IO6 108Ω.πι，使其制品能有效地逸散静电荷，避免大量静电的累积造成的危害，具有较大应用前景。本发明制备的抗静电PET材料用于制备抗静电PET膜材料。
图1为实施例一制备的抗静电剂的扫描电镜图；图2为实施例一制备的抗静电剂的透射电镜图；图3为实施例一制备的抗静电剂的红外光谱图；图4为实施例六制备的抗静电剂的扫描电镜图；图5为实施例六制备的抗静电剂的红外光谱图。
具体实施例方式本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式
，还包括各具体实施方式
之间的任意组合。
具体实施方式
一:本实施方式一种利用抗静电剂制备抗静电PET材料的方法,具体是按照以下步骤制备的:Α、称取抗静电剂、乙二醇和对苯二甲酸，其中抗静电剂、乙二醇和对苯二甲酸的质量比为5 40:600:1000，其中抗静电剂为层状双金属氢氧化物或二氧化钛/层状双金属氢氧化物；B、将步骤A称取的抗静电剂加入乙二醇中，混合均匀，得到混合液，再向混合液中加入步骤A称取的对苯二甲酸，然后在氮气保护气氛条件下搅拌，控制搅拌速度为SOOr/min 1000r/min，升温至230°C 240°C，保持2h 3h，再升温至270°C 280°C，并抽真空至500Pa 510Pa，保持Ih 1.5h，再抽真空至70Pa 75Pa，保持2h 3h，得到前驱体；C、将步骤B得到的前驱体冷却至室温，干燥，粉碎成粒径为Icm 2cm的颗粒，得到抗静电PET材料。
本实施方式利用含有导电性水分子的二氧化钛/层状双金属氢氧化物进行物理掺杂，利用原位聚合的方法制备出具有较低表面电阻的PET材料。本实施方式操作简单，改善效果好，得到了具有低表面电阻的永久性抗静电PET材料，其表面电阻达到IO6 IO8Ω.πι，使其制品能有效地逸散静电荷，避免大量静电的累积造成的危害，具有较大应用前景。
具体实施方式
二:本实施方式与具体实施方式
一不同的是:步骤A中抗静电剂、乙二醇和对苯二甲酸的质量比为20:600:1000o其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三:本实施方式与具体实施方式
一或二不同的是:步骤A中抗静电齐U、乙二醇和对苯二甲酸的质量比为30:600:1000o其它与具体实施方式
一或二相同。
具体实施方式
四:本实施方式与具体实施方式
一至三之一不同的是:步骤A中抗静电剂、乙二醇和对苯二甲酸的质量比为40:600:1000o其它与具体实施方式
一至三之一相同。
具体实施方式
五:本实施方式与具体实施方式
一至四之一不同的是:二氧化钛/层状双金属氢氧化物的制备方法，具体是按以下步骤制备的:一、称取钛酸四丁酯、无水乙醇和硝酸锌-硝酸铝混合溶液；其中，硝酸锌-硝酸铝混合溶液中硝酸锌的浓度为0.72mol/L 0.78mol/L，硝酸铝的浓度为0.24mol/L
0.26mol/L ;钛酸四丁酯与无水乙醇的体积比为1:3 5，钛酸四丁酯和无水乙醇的总体积与硝酸锌-硝酸铝混合溶液的体积之比为1:0.8 1.2 ;二、将步骤一称取的钛酸四丁酯和无水乙醇混合均匀，得到钛酸四丁酯的乙醇溶液，然后向钛酸四丁酯的乙醇溶液中加入步骤一称取的硝酸锌-硝酸铝混合溶液，混合均匀，得到预制物；三、向步骤二得到的预制物中滴加氢氧化钠和碳酸钠组成的缓冲溶液，调节pH至7 9，控制搅拌速度为800r/min 1000r/min，保持18h 20h，洗涤干燥，得到二氧化钛
/层状双金属氢氧化物。其它与具体实施方式
一至四之一相同。
具体实施方式
六:本实施方式与具体实施方式
一至五之一不同的是:步骤一中硝酸锌-硝酸铝混合溶液中硝酸锌的浓度为0.74mol/L 0.76mol/L,硝酸铝的浓度为
0.25mol/Lo其它与具体实施方式
一至五之一相同。
具体实施方式
七:本实施方式与具体实施方式
一至六之一不同的是:步骤一中钛酸四丁酯和无水乙醇的总体积与硝酸锌-硝酸铝混合溶液的体积之比为1:0.9 1.1。其它与具体实施方式
一至六之一相同。
具体实施方式
八:本实施方式与具体实施方式
一至七之一不同的是:步骤三所述的氢氧化钠和碳酸钠组成的缓冲溶液中氢氧化钠的浓度为0.4mol/L 0.6mol/L、碳酸钠的浓度为0.4mol/L 0.6mol/Lo其它与具体实施方式
一至七之一相同。采用以下实施例和对比实验验证本发明的有益效果:实施例一:本实施例一种抗静电剂的制备方法，具体是按以下步骤制备的:一、称取钛酸四丁酯、无水乙醇和硝酸锌-硝酸铝混合溶液；其中，硝酸锌-硝酸铝混合溶液中硝酸锌的浓度为0.75mol/L，硝酸铝的浓度为0.25mol/L ;钛酸四丁酯与无水乙醇的体积比为1:4，钛酸四丁 酯和无水乙醇的总体积与硝酸锌-硝酸铝混合溶液的体积之比为1:1;二、将步骤一称取的钛酸四丁酯和无水乙醇混合均匀，得到钛酸四丁酯的乙醇溶液，然后向钛酸四丁酯的乙醇溶液中加入步骤一称取的硝酸锌-硝酸铝混合溶液，混合均匀，得到预制物；三、向步骤二得到的预制物中滴加氢氧化钠和碳酸钠组成的缓冲溶液，调节pH至8，控制搅拌速度为1000r/min，保持18h，洗涤干燥，得到抗静电剂。利用实施例一制备的一种抗静电剂制备抗静电PET材料的方法，具体是按照以下步骤制备的:A、称取实施例一制备的抗静电剂、乙二醇和对苯二甲酸，其中抗静电剂、乙二醇和对苯二甲酸的质量比为5:600:1000 ；B、将步骤A称取的抗静电剂加入乙二醇中，混合均匀，得到混合液，再向混合液中加入步骤A称取的对苯二甲酸，然后在氮气保护气氛条件下搅拌，控制搅拌速度为SOOr/min,升温至230°C，保持2h，再升温至270°C，并抽真空至500Pa，保持lh，再抽真空至70Pa，保持2h，得到前驱体；C、将步骤B得到的前驱体冷却至室温，干燥，粉碎成粒径为Icm的颗粒，得到抗静电PET材料。本实施例制备的抗静电PET材料表面电阻为8X IO8 Ω.m。本实施例制备的抗静电剂的扫描电镜图如图1所示；本实施例制备的抗静电剂的透射电镜图如图2所示；本实施例制备的抗静电剂的红外光谱图如图3所示。实施例二:本实施例利用实施例一制备的一种抗静电剂制备抗静电PET材料的方法，具体是按照以下步骤制备的:A、称取实施例一制备的抗静电剂、乙二醇和对苯二甲酸，其中抗静电剂、乙二醇和对苯二甲酸的质量比为10:600:1000 ；B、将步骤A称取的抗静电剂加入乙二醇中，混合均匀，得到混合液，再向混合液中加入步骤A称取的对苯二甲酸，然后在氮气保护气氛条件下搅拌，控制搅拌速度为SOOr/min,升温至230°C，保持2h，再升温至270°C，并抽真空至500Pa，保持lh，再抽真空至70Pa，保持2h，得到前驱体；C、将步骤B得到的前驱体冷却至室温，干燥，粉碎成粒径为Icm的颗粒，得到抗静电PET材料。本实施例制备的抗静电PET材料表面电阻为3X IO8 Ω.m。实施例三:本实施例利用实施例一制备的一种抗静电剂制备抗静电PET材料的方法，具体是按照以下步骤制备的:A、称取实施例一制备的抗静电剂、乙二醇和对苯二甲酸，其中抗静电剂、乙二醇和对苯二甲酸的质量比为20:600:1000 ；B、将步骤A称取的抗静电剂加入乙二醇中，混合均匀，得到混合液，再向混合液中加入步骤A称取的对苯二甲酸，然后在氮气保护气氛条件下搅拌，控制搅拌速度为SOOr/min,升温至230°C，保持2h， 再升温至270°C，并抽真空至500Pa，保持lh，再抽真空至70Pa，保持2h，得到前驱体；C、将步骤B得到的前驱体冷却至室温，干燥，粉碎成粒径为Icm的颗粒，得到抗静电PET材料。本实施例制备的抗静电PET材料表面电阻为5Χ107Ω.m。实施例四:本实施例利用实施例一制备的一种抗静电剂制备抗静电PET材料的方法，具体是按照以下步骤制备的:A、称取实施例一制备的抗静电剂、乙二醇和对苯二甲酸，其中抗静电剂、乙二醇和对苯二甲酸的质量比为30:600:1000 ；B、将步骤A称取的抗静电剂加入乙二醇中，混合均匀，得到混合液，再向混合液中加入步骤A称取的对苯二甲酸，然后在氮气保护气氛条件下搅拌，控制搅拌速度为SOOr/min,升温至230°C，保持2h，再升温至270°C，并抽真空至500Pa，保持lh，再抽真空至70Pa，保持2h，得到前驱体；C、将步骤B得到的前驱体冷却·至室温，干燥，粉碎成粒径为Icm的颗粒，得到抗静电PET材料。本实施例制备的抗静电PET材料表面电阻为4X 106Ω.m。实施例五:本实施例利用实施例一制备的一种抗静电剂制备抗静电PET材料的方法，具体是按照以下步骤制备的:A、称取实施例一制备的抗静电剂、乙二醇和对苯二甲酸，其中抗静电剂、乙二醇和对苯二甲酸的质量比为40:600:1000 ；B、将步骤A称取的抗静电剂加入乙二醇中，混合均匀，得到混合液，再向混合液中加入步骤A称取的对苯二甲酸，然后在氮气保护气氛条件下搅拌，控制搅拌速度为SOOr/min,升温至230°C，保持2h，再升温至270°C，并抽真空至500Pa，保持lh，再抽真空至70Pa，保持2h，得到前驱体；C、将步骤B得到的前驱体冷却至室温，干燥，粉碎成粒径为Icm的颗粒，得到抗静电PET材料。本实施例制备的抗静电PET材料表面电阻为2X IO6 Ω.m。实施例六:本实施例一种抗静电剂的制备方法，具体是按以下步骤制备的:一、称取硝酸锌-硝酸铝混合溶液；其中，硝酸锌-硝酸铝混合溶液中硝酸锌的浓度为0.75mol/L，硝酸铝的浓度为0.25mol/L ；二、向步骤一称取的硝酸锌-硝酸铝混合溶液中滴加氢氧化钠和碳酸钠组成的缓冲溶液，调节PH至8，控制搅拌速度为1000r/min，保持18h，洗涤干燥，得到抗静电剂。利用本实施例制备的抗静电剂制备抗静电PET材料的方法，具体是按照以下步骤制备的:A、称取本实施例制备的抗静电剂、乙二醇和对苯二甲酸，其中抗静电剂、乙二醇和对苯二甲酸的质量比为5:600:1000 ；B、将步骤A称取的抗静电剂加入乙二醇中，混合均匀，得到混合液，再向混合液中加入步骤A称取的对苯二甲酸，然后在氮气保护气氛条件下搅拌，控制搅拌速度为SOOr/min,升温至230°C，保持2h，再升温至270°C，并抽真空至500Pa，保持lh，再抽真空至70Pa，保持2h，得到前驱体；C、将步骤B得到的前驱体冷却至室温，干燥，粉碎成粒径为Icm的颗粒，得到抗静电PET材料。本实施例制备的抗静电PET材料表面电阻为5X IO8 Ω.m。本实施例制备的抗静电剂的扫描电镜图如图4所示；本实施例制备的抗静电剂的红外光谱图如图5所示。实施例七:本实施例利用实施例六制备的抗静电剂制备抗静电PET材料的方法，具体是按照以下步骤制备的: A、称取实施例六制备的抗静电剂、乙二醇和对苯二甲酸，其中抗静电剂、乙二醇和对苯二甲酸的质量比为10:600:1000 ；B、将步骤A称取的抗静电剂加入乙二醇中，混合均匀，得到混合液，再向混合液中加入步骤A称取的对苯二甲酸，然后在氮气保护气氛条件下搅拌，控制搅拌速度为SOOr/min,升温至230°C，保持2h，再升温至270°C，并抽真空至500Pa，保持lh，再抽真空至70Pa，保持2h，得到前驱体；C、将步骤B得到的前驱体冷却至室温，干燥，粉碎成粒径为Icm的颗粒，得到抗静电PET材料。本实施例制备的抗静电PET材料表面电阻为3X IO8 Ω.m。实施例八:本实施例利用实施例六制备的抗静电剂制备抗静电PET材料的方法，具体是按照以下步骤制备的:A、称取实施例六制备的抗静电剂、乙二醇和对苯二甲酸，其中抗静电剂、乙二醇和对苯二甲酸的质量比为15:600:1000 ；B、将步骤A称取的抗静电剂加入乙二醇中，混合均匀，得到混合液，再向混合液中加入步骤A称取的对苯二甲酸，然后在氮气保护气氛条件下搅拌，控制搅拌速度为SOOr/min,升温至230°C，保持2h，再升温至270°C，并抽真空至500Pa，保持lh，再抽真空至70Pa，保持2h，得到前驱体；C、将步骤B得到的前驱体冷却至室温，干燥，粉碎成粒径为Icm的颗粒，得到抗静电PET材料。本实施例制备的抗静电PET材料表面电阻为2X IO8 Ω.m。实施例九:本实施例利用实施例六制备的抗静电剂制备抗静电PET材料的方法，具体是按照以下步骤制备的:A、称取实施例六制备的抗静电剂、乙二醇和对苯二甲酸，其中抗静电剂、乙二醇和对苯二甲酸的质量比为20:600:1000 ；B、将步骤A称取的抗静电剂加入乙二醇中，混合均匀，得到混合液，再向混合液中加入步骤A称取的对苯二甲酸，然后在氮气保护气氛条件下搅拌，控制搅拌速度为SOOr/min,升温至230°C，保持2h，再升温至270°C，并抽真空至500Pa，保持lh，再抽真空至70Pa，保持2h，得到前驱体；C、将步骤B得到的前驱体冷却至室温，干燥，粉碎成粒径为Icm的颗粒，得到抗静电PET材料。本实施例制备的抗静电PET材料表面电阻为8XlO7 Ω.m。实施例十:本实施例利用实施例六制备的抗静电剂制备抗静电PET材料的方法，具体是按照以下步骤制备的:A、称取实施例六制备的抗静电剂、乙二醇和对苯二甲酸，其中抗静电剂、乙二醇和对苯二甲酸的质量比为25:600:1000 ；B、将步骤A称取的抗静电剂加入乙二醇中，混合均匀，得到混合液，再向混合液中加入步骤A称取的对苯二甲酸，然后在氮气保护气氛条件下搅拌，控制搅拌速度为SOOr/min,升温至230°C，保持2h，再升温至270°C，并抽真空至500Pa，保持lh，再抽真空至70Pa，保持2h，得到前驱体；C、将步骤B得到的前驱体冷却至室温，干燥，粉碎成粒径为Icm的颗粒，得到抗静电PET材料。本实施例 制备的抗静电PET材料表面电阻为9XlO6 Ω.m。
权利要求
1.一种利用抗静电剂制备抗静电PET材料的方法，其特征在于利用抗静电剂制备抗静电PET材料的方法，具体是按照以下步骤制备的: A、称取抗静电剂、乙二醇和对苯二甲酸，其中抗静电剂、乙二醇和对苯二甲酸的质量比为5 40:600:1000,其中抗静电剂为层状双金属氢氧化物或二氧化钛/层状双金属氢氧化物； B、将步骤A称取的抗静电剂加入乙二醇中，混合均匀，得到混合液，再向混合液中加入步骤A称取的对苯二甲酸,然后在氮气保护气氛条件下搅拌,控制搅拌速度为800r/min 1000r/min,升温至230°C 240°C，保持2h 3h，再升温至270°C 280°C，并抽真空至500Pa 510Pa，保持Ih 1.5h，再抽真空至70Pa 75Pa，保持2h 3h，得到前驱体； C、将步骤B得到的前驱体冷却至室温，干燥，粉碎成粒径为Icm 2cm的颗粒，得到抗静电PET材料。
2.根据权利要求1所述的利用抗静电剂制备抗静电PET材料的方法，其特征在于步骤A中抗静电剂、乙二醇和对苯二甲酸的质量比为20:600 =IOOO0
3.根据权利要求1所述的利用抗静电剂制备抗静电PET材料的方法，其特征在于步骤A中抗静电剂、乙二醇和对苯二甲酸的质量比为30:600 =IOOO0
4.根据权利要求1所述的利用抗静电剂制备抗静电PET材料的方法，其特征在于步骤A中抗静电剂、乙二醇和对苯二甲酸的质量比为40:600 =IOOO0
5.根据权利要求1、2、3或4所述的一种利用抗静电剂制备抗静电PET材料的方法，其特征在于步骤A中所述的二氧化钛/层状双金属氢氧化物是按以下步骤制备的: 一、称取钛酸四丁酯、无水乙醇和硝酸锌-硝酸铝混合溶液；其中，硝酸锌-硝酸铝混合溶液中硝酸锌的浓度为0.72mol/L 0.78mol/L，硝酸铝的浓度为0.24mol/L 0.26mol/L ;钛酸四丁酯与无水乙醇的体积比为1:3 5，钛酸四丁酯和无水乙醇的总体积与硝酸锌-硝酸铝混合溶液的体积之比为1:0.8 1.2 ; 二、将步骤一称取的钛酸四丁酯和无水乙醇混合均匀，得到钛酸四丁酯的乙醇溶液，然后向钛酸四丁酯的乙醇溶液中加入步骤一称取的硝酸锌-硝酸铝混合溶液，混合均匀，得到预制物； 三、向步骤二得到的预制物中滴加氢氧化钠和碳酸钠组成的缓冲溶液，调节pH至7 9,控制搅拌速度为800r/min 1000r/min,保持18h 20h,洗漆干燥,得到二氧化钛/层状双金属氢氧化物。
6.根据权利要求5所述的一种利用抗静电剂制备抗静电PET材料的方法，其特征在于步骤一中硝酸锌-硝酸铝混合溶液中硝酸锌的浓度为0.74mol/L 0.76mol/L,硝酸铝的浓度为 0.25mol/L。
7.根据权利要求6所述的一种利用抗静电剂制备抗静电PET材料的方法，其特征在于步骤一中钛酸四丁酯和无水乙醇的总体积与硝酸锌-硝酸铝混合溶液的体积之比为1:0.9 1.1。
8.根据权利要求7所述的一种利用抗静电剂制备抗静电PET材料的方法，其特征在于步骤三所述的氢氧化钠和碳酸钠组成的缓冲溶液中氢氧化钠的浓度为0.4mol/L ,0.6mol/L、碳酸钠的浓度为 0.4mol/L 0.6mol/L。
全文摘要
一种利用抗静电剂制备抗静电PET材料的方法，本发明涉及PET材料的方法。本发明是要解决目前PET材料存在电阻率高的缺陷。方法A、称量；B、制备前驱体；C、制得抗静电PET材料。本发明利用含有导电性水分子的二氧化钛/层状双金属氢氧化物进行物理掺杂，利用原位聚合的方法制备出具有较低表面电阻的PET材料；本发明操作简单，改善效果好，得到了具有低表面电阻的永久性抗静电PET材料，其表面电阻达到106～108Ω·m，使其制品能有效地逸散静电荷，避免大量静电的累积造成的危害，具有较大应用前景。本发明制备的抗静电PET材料用于制备抗静电PET膜材料。
文档编号C08G63/183GK103073705SQ20131002949
公开日2013年5月1日 申请日期2013年1月25日 优先权日2013年1月25日
发明者邵路, 姚宇环, 全帅, 谢庆坚 申请人:哈尔滨工业大学