抗静电剂是添加在塑料之中或涂敷于模塑制品的表面,以达到减少静电积累目的的一类添加剂。通常根据使用方法的不同,抗静电剂可分为内加型和外涂型两大类,用于塑料的主要是内加型抗静电剂。
概念
任何物体都带有本身的静电荷,这种电荷可以是负电荷也可以是正电荷,静电荷的聚集使到生活或者工业生产受到影响甚至危害,将聚集的有害电荷导引/消除使其不对生产/生活造成方便或危害的化学品称为抗静电剂。英文:Antistatagent,ASA[1]
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根据用法的不同,外表活性抗静电剂有两种,即外用的和内用的外用的或局部的抗静电剂是通过喷撒、擦搽或浸渍而施于聚合物的外表。这种外用抗静电剂虽然适用于多种聚合物,但它效力只是暂时的事后与溶剂接触或与它物磨擦很容易失掉。内用抗静电剂则是聚合物加工过程中掺合于其中。这样的外表活性抗静电剂能够补充因搬运处理而被磨蚀的抗静电功能。这种内用抗静电剂的作用有赖于喷霜。这里喷霜的意思是指加入于树脂中的内用抗静电剂局部地向聚合物表面迁移的过程。因此,内用抗静电剂具有长期的抗静电保护作用。外表活性抗静电剂可分为阳离子型的阴离子型的和非离子型的阳离子抗静电剂
阳离子抗静电剂
通常是些长链的烷基季按、磷或领盐,以氯化物作平衡离子。极性基质中,如硬质聚氯乙烯和苯乙烯类聚合物中效果很好,但对其热稳定性有不良影响。这类抗静电剂通常不得用于与食物接触的物品中;而且抗静电效果仅为乙氧基化胺类之类内用抗静电剂的1/51/10阴离子抗静电剂
阴离子抗静电剂
通常是些烷基磺酸、磷酸或二硫代氨基甲酸的碱金属盐,也是主要用于聚氯乙烯和苯乙烯类树脂中;聚烯烃类树脂中的应用效果与阳离子抗静电剂相似。阴离子抗静电剂中,烷基磺酸钠已广泛应用于苯乙烯系树脂、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚碳酸酯中。
非离子型抗静剂
如乙氧基化脂肪族烷基胺代表着最大的一类抗静电剂。广泛地应用于聚乙烯、聚丙烯ABS和其他苯乙烯系聚合物中。现在生产销售的有好几种乙氧基化烷基胺,其区别在于烷基链的长度和不饱和度的大小。乙氧基化烷基胺是很有效的抗静电剂,即使是相对湿度低的情况下亦然,而且临时有效。这类抗静电剂已获联邦食品医药管理局批准,应用于与食品间接接触的物品中,其他商业上有价值的非离子型抗静电剂还有乙氧基化烷基酸胺,如乙氧基月桂酷胺,及甘油一硬脂酸酯(GMS乙氧基月桂酷胺适用于在湿度小的环境里使用的聚乙烯和聚丙烯,而且要求有速效长效的抗静电功能的场所。GMS类抗静电剂则只考虑用于加工过程中的静电维护。尽管GMS向聚合物表面迁移的速度快,但它不能像乙氧基化烷基胺或乙氧基化烷基酸胺那样发挥持久的抗静电作用。可以将高达75%液体或低熔点的乙氧基化烷基肢和聚合物掺合制成浓缩母料,这些母料是自由流动的小球状产品,易于装运,而其混炼时易于分散。乙氧基化烷基胺母料的优点可归纳如下:
(1)分散性好,添加了预分散活性材料。
(2)装运性好,自由流动的小球状产品,易计量,易混合。
(3)加工性能好,挤出机中少有螺杆打滑。[1]
折叠
使用方法
抗静电剂的使用方法有涂布法和共混法两种。涂布法具有见效快、用料省,对抗静电剂的耐热性要求低等优点,但抗静电效果不能持久,经过水洗、摩擦后,抗静电剂涂层会消失。共混法具有耐洗涤、耐摩擦,抗静电效果持久,使用方法简单等优点。
(一)涂布法操作要点
涂布法操作分清洗 配液、涂布和干燥四个工序。
(1)清洗为了得到均一密实的抗静电荆涂膜,涂刷抗静电荆前,必须对塑料表面进行清洗,彻底除去表面灰尘、油脂等。可用1嘶左右的中性洗涤剂溶液清洗。清洗后需要放置在无尘室内凉干。
(2)配液用乙醇,酯类或水将抗静电剂配成0.2~20 旅度的溶液,溶液的浓度在保证抗静电效果的前提下,尽可能稀一些,因为浓度高的溶液会发粘,容易吸附灰尘。
(3)涂布根据制品的形状等亲选择涂布方法,常用的涂布方法有直接法、漫渍法和喷涂法等几种。直接法是用棉布、法兰绒、毛刷和辊筒等工具将抗静电剂液涂布在制品上。它简便有效, 使用最广。浸溃法是将制品浸入抗静电剂液中,它适用于形状复杂或数量很大的小型制品。聩涂法是用喷枪将抗静电剂液喷涂在制品上, 它有速度快,效率高,涂膜均匀等优点。
(4)干燥涂布后的制品应充分干燥,使涂膜层硬化,在温度30-40℃,湿度60-80的条件下,大约需要干燥3个小时。干燥后还要在自然环境条件下放置5个小时。
(二)共混法操作要点
共混法是将抗静电剂与树脂混合后再加工成型,制成具有抗静电的制品。常用的抗静电剂有阳离子型和两性离子型。抗静电剂是易吸湿性化合物,含有一定量的水份。在成塑过程中,少量水份的存在就会造成制品质量下降,故抗静电剂在加到树脂前应充分干燥。可在70-80℃的热风下,干燥4个小时。抗静电剂的加入量应根据抗静电剂本身的性能、树脂的种类,加工条件、制品形态以及对抗静电效果的要求程度而定,一般加入量为0.3~30。薄的制品的加入量比制品要少。[3]