原位聚合法制备抗静电母粒的方法与流程

本发明涉及一种抗静电母粒的制备方法，尤其是一种通过原位聚合制得的聚酯材料，属于应用材料。

背景技术：

1、石墨烯被称为“改变21世纪的材料”，据测试它是现今自然界中最强的二维材料，是普通钢铁的十倍。石墨烯具有优异的室温导热性与透光性，同时作为世界上已知的电阻率最小的材料，它还具有超强的导电性能。以上诸多的特点导致石墨烯在新能源、航天、电子、军工等领域具有很大的应用前景，成为国际上的研究热点。

2、得益于电子集成技术及元器件小型化的发展，近几年来“可穿戴设备”的概念逐渐流行开来。其基本概念是将小的电子设备直接加载与织物之中，以实现诸如心电图检测之类的便携功能。这就必须克服一个关键问题，即纺织学科与电子学科的交互问题，因此对于导电纤维的研究应运而生。导电纤维的研究由来已久，其最初目的是用于抗静电或者高电压环境下保护人体的安全，主要包括金属纤维、炭黑系纤维、导电型金属化合物纤维和导电高分子型纤维。现今随着衣物的功能化发展，对导电纤维也提出了越来越多新的要求。

3、抗静电处理方法主要有两种，一种是表面涂覆法，是将配制好的抗静电液涂覆在已经成型的聚酯薄膜表面，但因含有树脂、溶剂等成分对环境不太友好，并且存在与基材间易脱落、对环境湿度依赖较大的问题；另一种是将抗静电剂引入到聚酯切片中，但是存在普通抗静电剂与聚酯材料不相容，对环境湿度依赖大，易迁移等问题；而永久型导电纳米粒子与聚酯薄膜的折射率不匹配，会导致薄膜光学性能下降，并且抗静电剂需要在薄膜中形成良好的导电通路才能具有较好的抗静电效果，因此对抗静电剂在薄膜中的含量与分散要求较高，而含量提高会导致薄膜韧性降低，加大加工难度。

技术实现思路

1、为解决抗静电剂难以在塑料基体中均匀分散的问题，本发明目的在于提供一种原位聚合法制备抗静电母粒的方法，该方法不同于传统的熔融共混的方法，通过原位聚合的方式将石墨烯制成抗静电母粒，旨在解决粉体状态下石墨烯难以加工的问题，具有良好的应用前景。

2、本发明目的通过以下方案实现：一种原位聚合法制备抗静电母粒的方法，所述的母粒包括质量百分含量为5～20 wt%抗静电剂、15～30 wt%醇类、60～80 wt%甲酸类、0.1～0.5 wt%催化剂、0.05～0.3 wt%分散剂、0.01～0.1 wt%稳定剂，先采用远心分离法将抗静电剂置于醇中进行分散，同时滴加分散剂制得均匀分散的抗静电浆料；将该浆料、甲酸类、催化剂、稳定剂置于高温高压反应釜中，230～290 ℃高温高压条件下缩聚反应2-6 h化学合成，整个反应过程中的压力变化为0.2～0.5 mpa，反应时间为，出料、剪切、造粒即可得到抗静电母粒。

3、所述抗静电剂为片层厚度为5-10层的石墨烯，其使用量为母粒质量的。

4、选用的分散剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或多种的组合。

5、醇类为乙二醇。

6、酸为对苯二甲酸。

7、催化剂为氧化锑、乙二醇锑、聚乙二醇锑中的一种或几种的组合。

8、稳定剂为有机锡、铅盐、三羟甲基丙烷、稀土稳定剂中的一种或几种的组合。

9、将石墨烯、分散剂、乙二醇通过远心分离法制得石墨烯浆料，再将石墨烯浆料、对苯二甲酸、催化剂、稳定剂置于高温高压反应釜中时，聚合温度为230～290 ℃，整个反应过程中的压力变化为0.2～0.5 mpa，反应时间为2-6 h，出料、剪切、造粒即可得到抗静电母粒。

10、采用本发明方法制备的石墨烯导电聚酯母粒具有以下优势：

11、（1）本发明采用远心分离法制得石墨烯浆料，粒径均匀，分散性好；

12、（2）本发明采用原位聚合法制得石墨烯抗静电母粒，使石墨烯能均匀分散在聚酯基体中，能够赋予抗静电母粒较好的抗静电性；

13、（3）将该母粒制成纤维、pet膜、梳子等产品后，具有良好的抗静电性及强度，应用领域广阔。

技术特征：

1.一种原位聚合法制备抗静电母粒的方法，其特征在于,所述的母粒包括质量百分含量为5～20 wt%抗静电剂、15～30 wt%醇类、60～80 wt%甲酸类、0.1～0.5 wt%催化剂、0.05～0.3 wt%分散剂、0.01～0.1 wt%稳定剂，先采用远心分离法将抗静电剂置于醇中进行分散，同时滴加分散剂制得均匀分散的抗静电浆料；将该浆料、甲酸类、催化剂、稳定剂置于高温高压反应釜中，230～290 ℃高温高压条件下缩聚反应2-6 h化学合成，整个反应过程中的压力变化为0.2～0.5 mpa，反应时间为，出料、剪切、造粒即可得到抗静电母粒。

2.根据权利要求1所述的原位聚合法制备抗静电母粒的方法，其特征在于所述抗静电剂为片层厚度为5-10层的石墨烯。

3.根据权利要求1所述的原位聚合法制备抗静电母粒的方法，其特征在于选用的分散剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或多种的组合。

4.根据权利要求1所述的原位聚合法制备抗静电母粒的方法，其特征在于醇类为乙二醇。

5.根据权利要求1所述的原位聚合法制备抗静电母粒的方法，其特征在于甲酸类为对苯二甲酸。

6.根据权利要求1所述的原位聚合法制备抗静电母粒的方法，其特征在于催化剂为氧化锑、乙二醇锑、聚乙二醇锑中的一种或几种的组合。

7.根据权利要求1所述的原位聚合法制备抗静电母粒的方法，其特征在于稳定剂为有机锡、铅盐、三羟甲基丙烷、稀土稳定剂中的一种或几种的组合。

8.根据权利要求1至7所述的原位聚合法制备抗静电母粒的方法，其特征在于,按下述方法制备：

9.根据权利要求1至7所述的原位聚合法制备抗静电母粒的方法，其特征在于,按下述方法制备：

10.根据权利要求1至7所述的原位聚合法制备抗静电母粒的方法，其特征在于,按下述方法制备：

技术总结
本发明主要提供了一种用原位聚合法制备抗静电母粒的方法。该抗静电母粒由反应主剂、酯化反应催化剂、稳定剂与抗静电浆料进行酯化和缩聚而得所述的抗静电母粒，主要由抗静电剂、醇类、甲酸类、催化剂、分散剂、稳定剂在高温高压条件下化学合成制得。具体工艺步骤为：首先，采用远心分离法，将抗静电剂、醇类、分散剂进行超分散制得抗静电分散液；将分散液、甲酸类、催化剂、稳定剂置于反应釜中，在高温高压条件下原位缩聚反应，挤出、切片、干燥后制得抗静电母粒。该方法不同于传统的固相共混熔融造粒，充分解决了抗静电剂难以在塑料基体中均匀分散的问题，具有良好的应用前景。

技术研发人员：崔大祥,林琳,吴晓燕,朱正,陈超,邬淑红
受保护的技术使用者：上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15