一种永久抗静电PPO/PA材料及其制备方法与流程

本发明涉及一种永久抗静电ppo/pa材料及其制备方法，属于复合材料。

背景技术：

1、聚苯醚，化学名称是聚2,6-二甲基-1,4苯醚，简称ppo。ppo中大量存在的苯环结构使其分子链刚性和机械强度高、尺寸稳定性好，同时ppo还具有热性能高、耐水性好、介电常数小等优点，因此被广泛应用在机械设备、办公室自动化设备、电子仪器和汽车等领域。但是纯ppo存在耐油性和耐溶剂性差、熔融流动性差、成型加工困难等缺点，限制了其应用，因此对ppo的改性具有十分重要的实际工程意义。在现有的技术手段中，ppo与pa合金化是ppo改性的一个重要手段。尼龙(pa)是一种性能优异的工程塑料，其高结晶度使其既耐溶剂又耐磨，同时还具有良好的力学性能和优良的成型加工性能，但是其耐热性差、尺寸稳定性不好、制品耐冲击性低。将pa与ppo共混制成高分子合金能够实现优势互补，既能改善ppo的耐溶剂性和加工性，又能弥补pa不耐高温、尺寸收缩大的不足，从而提升ppo/pa产品的稳定性和产品质量。但是ppo/pa合金与大多数高分子材料一样都具有良好的电绝缘性，其表面电阻率一般在1013-1015ω.m，导电性远小于金属材料。当与其他物质接触或摩擦以后易产生静电，静电积累所带来的负作用严重影响了生产、生活、工作，有时甚至会引起火灾和爆炸。在纺织、煤矿开采及电子电器行业的一些特定工作环境中，要求pp0/pa合金制品在具有较高的力学性能、耐磨性等性能的同时还要具有抗静电功能，即表面电阻率要到达109-1011ω.m,甚至要到达107-108ω.m,而且要求永久抗静电，以满足特定的使用要求。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种永久抗静电ppo/pa材料及其制备方法，在ppo/pa体系中，添加手性离子液晶，实现了抗静电的效果。

2、本发明是通过以下技术方案来实现的：

3、一种永久抗静电ppo/pa材料，包括以下重量份数的原料：ppo 30-60份、pa6 20-54份、相容剂5-15份、手性离子液晶4-10份、老化助剂0.1-1份。

4、所述的一种永久抗静电ppo/pa材料，pa6的粘度为2.4-2.8。

5、所述的一种永久抗静电ppo/pa材料，ppo分子量为20000-30000。

6、所述的一种永久抗静电ppo/pa材料，所述相容剂为ppo-g-mah与sebs-g-mah的混合物，且质量比为2：1。

7、所述的一种永久抗静电ppo/pa材料，所述手性离子液晶是通过以下步骤获得的：①在茄形瓶中加入20ml重蒸的四氢呋喃。反应装置需要处于冰浴环境，在磁力搅拌下，在氮气保护下依次将(s)-c2h5(ch3)c*hch2oc6h4c6h4cooh(1.42g，5.00mmol)、brc10h20cooc6h4oh(1.96g，5.50mmol)、二环己基碳二亚胺(dcc)(1.55g，7.50mmol)和4-二甲氨基吡啶(dmap)(61.1mg，0.500mmol)加入茄形瓶中。反应环境从刚开始的0℃自然升温到室温，继续反应。用薄层层析色谱法跟踪反应进度，待原料反应完即停止反应。抽滤除去生成的沉淀，用旋转蒸发仪旋干反应体系中的溶剂，得到粗产物。最后用柱层析法提纯，然后用无水甲醇重结晶，抽滤得到白色固体a，50℃下真空干燥。

8、②称取上述白色固体a(1.29g，2.00mmol)加入三颈烧瓶中，通入氮气置换装置内空气，用注射器量取5ml吡啶，在氮气保护下加入到三颈烧瓶反应体系加热至120℃反应大约2h。待反应冷却至室温，用旋转蒸发仪旋干反应体系中多余的吡啶，再加入无水乙醇溶解，旋转蒸发除去体系中残留的吡啶，重复2-3次。得到的固体用乙醇热溶解，用滴管缓慢滴加到搅拌的冰乙醚中，产生絮状沉淀，再搅拌一段时间后放入冰箱进一步重结晶，抽滤得到淡黄色固体，50℃下真空干燥，得到的产物为吡啶溴盐。

9、③将得到的吡啶溴盐加入装有50ml的去离子水中加热溶解，取六氟磷酸钾(3.68g，20.0mmol)配成水溶液，倒入反应液中，可以观察到有沉淀生成，在65℃反应1h后，过滤，真空干燥。最后用无水乙醇重结晶，50℃下真空干燥，得到白色固体b，即为手性离子液晶。

10、所述的一种永久抗静电ppo/pa材料，离子液晶的熔点和清亮点分别为134.7℃和185℃。

11、所述的一种永久抗静电ppo/pa材料的制备方法，包括以下步骤：首先将ppo、pa6、相容剂、手性离子液晶和老化助剂高速混合器中干混5－8分钟；将混合的原料置于双螺杆机中经熔融挤出，造粒，得到最终的超声波焊接尼龙。

12、所述的一种永久抗静电ppo/pa材料的制备方法，造粒工艺为：一区235～240℃，二区240～245℃，三区245～250℃，四区250～255℃，五区255～260，六区260～270，七区270～280，八区280～290，九区280～290，十区270～280；停留时间为1-2分钟，螺杆转速150-200转/分。

13、本发明所达到的有益效果：

14、1、本发明的抗静电剂是一种手性离子液晶，它是一种特殊的含有手性基团的液晶材料，它由阴阳离子组成。它能够很好地结合手性液晶和离子液体一些性质，离子液晶中的离子能够充当移动电荷的载流子。并且其结构还含有长烷基链，因为通过长烷基链和离子形成的斥力更容易诱导离子化合物形成液晶相。而这些长烷基链正好可以作为一个离子导电通道的绝缘层。由于离子液晶在形成液晶相时，化合物的排列方式能够实现一维或者二维上长程有序，这种长程有序的结果能够使电子在其中快速通过，非常有利于电子的快速传输和定向传输，从而实现了很好的抗静电效果。

15、2、本发明使用的手性离子液晶含有苯环，并与ppo有类似的结构，所以手性离子液晶与ppo相容性较好，不容易流失，能实现永久抗静电的效果。

16、3.本发明使用共混改性，制备工艺简单，成本较低，可设计性强，利于推广。

技术特征：

1.一种永久抗静电ppo/pa材料，其特征是，包括以下重量份数的原料：ppo 30-60份、pa6 20-54份、相容剂5-15份、手性离子液晶4-10份、老化助剂0.1-1份。

2.根据权利要求1所述的一种永久抗静电ppo/pa材料，其特征是，pa6的粘度为2.4-2.8。

3.根据权利要求1所述的一种永久抗静电ppo/pa材料，其特征是，ppo分子量为20000-30000。

4.根据权利要求1所述的一种永久抗静电ppo/pa材料，其特征是，所述相容剂为ppo-g-mah与sebs-g-mah的混合物，且质量比为2：1。

5.根据权利要求1所述的一种永久抗静电ppo/pa材料，其特征是，所述手性离子液晶为含有吡啶环的六氟磷酸盐。

6.根据权利要求5所述的一种永久抗静电ppo/pa材料，其特征是，制备离子液晶所需的四氢呋喃溶剂需要重蒸，制备离子液晶需要在n2的保护下进行。

7.根据权利要求6所述的一种永久抗静电ppo/pa材料，其特征是，离子液体分子链中含有11个碳的烷基链和一个联苯基。

8.根据权利要求7所述的一种永久抗静电ppo/pa材料，其特征是，离子液晶的熔点和清亮点分别为134.7℃和185℃。

9.根据权利要求1-8任一权利要求所述的一种永久抗静电ppo/pa材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：首先将ppo、pa6、相容剂、手性离子液晶和老化助剂高速混合器中干混5－8分钟；将混合的原料置于双螺杆机中经熔融挤出，造粒，得到最终的超声波焊接尼龙。

10.根据权利要求9所述的一种永久抗静电ppo/pa材料的制备方法，其特征在于，造粒工艺为：一区235～240℃，二区240～245℃，三区245～250℃，四区250～255℃，五区255～260，六区260～270，七区270～280，八区280～290，九区280～290，十区270～280；停留时间为1-2分钟，螺杆转速150-200转/分。

技术总结
本发明公开了一种永久抗静电PPO/PA材料及其制备方法。一种永久抗静电PPO/PA材料包括以下重量份数的原料：PPO 30‑60份、PA6 20‑54份、相容剂5‑15份、手性离子液晶4‑10份、老化助剂0.1‑1份。本发明的抗静电剂是一种手性离子液晶，它是一种特殊的含有手性基团的液晶材料，它由阴阳离子组成。它能够很好地结合手性液晶和离子液体一些性质，离子液晶中的离子能够充当移动电荷的载流子。

技术研发人员：翁永华,王在华
受保护的技术使用者：苏州海聚高分子材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12