摘要:非离子型表面活性抗静电剂凭借其良好的稳定性、低刺激性以及与多种塑料的相容性,在塑料加工领域应用广泛。以下为您介绍其主要成分以及在ABS、PO(聚烯烃,通常指聚乙烯PE和聚丙烯PP)、PVC塑料中的应用:
非离子型表面活性抗静电剂凭借其良好的稳定性、低刺激性以及与多种塑料的相容性,在塑料加工领域应用广泛。以下为您介绍其主要成分以及在ABS、PO(聚烯烃,通常指聚乙烯PE和聚丙烯PP)、PVC塑料中的应用:
### 主要成分
1. **多元醇脂肪酸酯类
多元醇脂肪酸酯类
**组成**:由多元醇(如甘油、山梨醇等)与脂肪酸发生酯化反应制得。例如,单硬脂酸甘油酯,它由甘油与硬脂酸反应生成。
- **特性**:这类抗静电剂分子中含有亲油的脂肪酸长链和亲水的羟基,能在塑料表面形成一层连续的分子膜,通过吸收空气中的水分,降低塑料表面电阻,从而达到抗静电效果。
2. **聚氧乙烯型**
聚氧乙烯型
**组成**:以含有活泼氢原子的化合物(如脂肪醇、脂肪酸、脂肪胺等)为起始剂,与环氧乙烷进行加成反应得到。例如,脂肪醇聚氧乙烯醚,就是由脂肪醇与环氧乙烷加成聚合而成。
- **特性**:其抗静电性能源于聚氧乙烯链段的亲水性,能吸附空气中的水分形成导电层。同时,不同聚合度的聚氧乙烯链段可调节抗静电剂的亲水性和在塑料中的相容性。
3. **烷基醇酰胺类**
烷基醇酰胺类
**组成**:由脂肪酸与有机醇胺(如乙醇胺、二乙醇胺等)反应制得。例如,椰油二乙醇酰胺,由椰子油脂肪酸与二乙醇胺反应生成。
- **特性**:具有良好的表面活性和抗静电性能,分子中的酰胺基和羟基能增强与塑料表面的吸附力,同时其长链烷基提供一定的亲油性,有助于在塑料内部的分散和向表面的迁移。
### 在不同塑料中的应用
1. **在ABS塑料中的应用**
ABS
**添加方式**
- **内加型**:在ABS树脂合成后或成型加工前,将非离子型抗静电剂与ABS树脂及其他助剂(如抗氧剂、阻燃剂等)充分混合。一般通过双螺杆挤出机进行共混,使抗静电剂均匀分散在ABS体系中。例如,在生产ABS电器外壳时,将适量的脂肪醇聚氧乙烯醚抗静电剂与ABS树脂、抗氧剂1010、溴系阻燃剂等按一定比例加入双螺杆挤出机,经过熔融混炼后造粒,再通过注塑成型得到具有抗静电性能的电器外壳。
- **外涂型**:将非离子型抗静电剂配制成溶液(常用有机溶剂如乙醇、甲苯等作为溶剂),然后采用喷涂、刷涂或浸涂等方法涂覆在ABS塑料制品表面。比如,对于已成型的ABS玩具,可将多元醇脂肪酸酯抗静电剂配制成2% - 5%浓度的乙醇溶液,用喷枪均匀喷涂在玩具表面,待溶剂挥发后,抗静电剂在玩具表面形成抗静电层。
- **应用注意事项**
- **与ABS的相容性**:尽管非离子型抗静电剂与ABS有较好的相容性,但添加量过高时仍可能出现相分离现象,影响ABS制品的外观和性能。需通过实验确定合适的添加量,一般内加型添加量在0.5% - 3%之间。
- **加工温度影响**:ABS加工温度较高,部分抗静电剂在高温下可能会分解或挥发,降低抗静电效果。因此,选择热稳定性好的抗静电剂至关重要,如某些高分子量的聚氧乙烯型抗静电剂,同时要控制好加工温度和时间。
2. **在PO(聚烯烃)塑料中的应用**
PO塑料
**添加方式**
- **内加型**:对于PE和PP等聚烯烃塑料,在树脂造粒或成型加工阶段加入非离子型抗静电剂。例如,在生产PE薄膜时,将烷基醇酰胺类抗静电剂与PE树脂在挤出机中充分混合,通过吹膜工艺制成具有抗静电性能的薄膜。抗静电剂在聚烯烃内部均匀分散,并逐渐迁移到表面发挥作用。
- **外涂型**:将非离子型抗静电剂配制成乳液或溶液,涂覆在聚烯烃塑料制品表面。比如,对于PP编织袋,可将聚氧乙烯型抗静电剂配制成乳液,采用浸涂的方式使编织袋表面均匀吸附抗静电剂,干燥后形成抗静电保护膜。
- **应用注意事项**
- **迁移速率调控**:聚烯烃是非极性聚合物,抗静电剂在其中的迁移速率相对较慢。为加快抗静电剂迁移到表面的速度,可适当添加一些促进迁移的助剂,如油酸酰胺等爽滑剂,它们能在一定程度上帮助抗静电剂更快地迁移到塑料表面,但要注意助剂之间的协同作用和相互影响。
- **耐候性要求**:PO塑料常用于户外制品,如农用薄膜、户外管材等。因此,选择的非离子型抗静电剂应具有一定的耐候性,避免在光照、氧化等环境因素作用下,抗静电性能快速下降。
3. **在PVC塑料中的应用**
PVC
**添加方式**
- **内加型**:在PVC配方中,与增塑剂、稳定剂等助剂一起加入非离子型抗静电剂。例如,在生产PVC地板革时,将多元醇脂肪酸酯抗静电剂与PVC树脂、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)增塑剂、钙锌稳定剂等在高速混合机中混合均匀,再通过压延工艺制成地板革。抗静电剂在PVC体系中分散并迁移到表面,降低表面电阻。
- **外涂型**:与在ABS塑料中的应用类似,将非离子型抗静电剂配制成溶液后涂覆在PVC塑料制品表面。对于PVC人造革,可将聚氧乙烯型抗静电剂配制成水溶液,采用辊涂的方式涂覆在人造革表面,形成抗静电层。
- **应用注意事项**
- **与其他助剂的相互作用**:PVC配方中助剂种类繁多,非离子型抗静电剂可能会与热稳定剂、增塑剂等发生相互作用。例如,某些抗静电剂可能会影响热稳定剂的稳定效果,或者与增塑剂竞争在PVC中的溶解位点。因此,在配方设计时要充分考虑助剂之间的兼容性,通过实验优化配方。
- **对PVC性能的影响**:抗静电剂的加入可能会对PVC的力学性能、热稳定性等产生一定影响。如部分抗静电剂可能会降低PVC的拉伸强度和热变形温度。在保证抗静电性能的前提下,需通过调整抗静电剂种类和用量,以及与其他助剂的协同配合,尽量减少对PVC其他性能的负面影响。
来源:科学小能