專利名稱：鹽改性的固有靜電耗散性聚合物的制作方法
鹽改性的固有靜電耗散性聚合物
背景技術：
本發明涉及靜電耗散性聚合物和共混物，包括含有熱塑性聚氨酯(TPU)的組合物。靜電荷在大部分塑料表面上的形成和留存是公知的。塑料具有明顯的積聚靜電荷的傾向，這歸因于低的導電率。靜電荷這種形成和留存是有問題的。在熱塑性膜片上靜電荷的存在例如會導致該片彼此附著，因此使得將它們分離來用于進一步加工變得較困難。此夕卜，靜電荷的存在導致灰塵附著到到包裝于塑料袋中的制品上，例如其會損害任何的銷售吸引力。日益復雜和靈敏的微電子裝置使得靜電荷的控制是電子工業特別關注的。甚至低電壓放電也會導致靈敏裝置的嚴重損壞。控制靜電荷積聚和耗散的需要經常需要用于這些裝置的整個組件環境是用部分導電性材料來構造的。它還會需要靜電保護性包裝、工具箱、外殼和蓋子是由導電性聚合物材料制成的，用于存儲、船運、保護或者支持電裝置和設備。已經通過使用不同的靜電耗散 性(ESD)材料來實現防止靜電荷(其在塑料制造或者使用過程中聚集)的積聚。這些材料可以作為涂料來施涂，其可以在制造后噴涂或者浸涂于制品上，雖然這種方法通常產生了臨時的解決方案。可選擇的，這些材料可以在加工過程中混入到用于制造制品的聚合物中，由此提供更好的永久性措施。但是，將這些較低分子量靜電耗散性材料(抗靜電劑)混入到各種基質或者基礎聚合物中具有它本身的局限。例如大部分聚合物的常規加工所需的高溫會損壞或者破壞該抗靜電劑，由此使它們就它們的ESD性能而言無可用性。此外，許多較高分子量ESD劑是與所用的基質或者基礎聚合物不混溶的。另外，使用抗靜電劑僅僅能為它們用于其中的組合物提供短期的ESD性能。它們的性能和效率也經常受到濕度的影響。需要提供良好的ESD性能，而無這些缺點和局限。此外，許多抗靜電劑本身是陽離子性或者陰離子性的。這些試劑傾向于導致塑料特別是PVC降解，和產生退色或者物理性能喪失。如上所述，其他抗靜電劑具有明顯低于它們本身的基礎聚合物的分子量。通常這些低分子量抗靜電劑具有不期望的潤滑性能，并且難以混入到基礎聚合物中。低分子量抗靜電劑混入到基礎聚合物中經常會降低基礎聚合物的模制性，因為該抗靜電劑會在加工過程中移動到塑料表面，并且經常在模具表面上沉積成涂層，可能破壞制品的飾面。在嚴重的情況中，制品表面變成明顯油性和大理石狀的。使用低分子量ESD試劑會出現的另外的問題是它們的靜電耗散能力由于蒸發導致的損失、不期望的氣味的形成或者促進了制品表面上與制品接觸的應力裂紋或者銀紋。現有技術中存在著幾個高分子量靜電耗散劑的例子。通常，這些添加劑已經是環氧乙烷或者類似材料例如環氧丙烷、表氯醇、縮水甘油醚等的高分子量均聚物或共聚物。要求這些添加劑是高分子量材料，來克服上述問題。例如美國專利6140405提供了電子器件使用的聚合物，特別是含有用于靜電耗散的含鹵素鹽的聚合物。對于降低通常在制品和通常在環境二者中存在的鹵素來說，還存在著持續的壓力。因為許多ESD添加劑包含鹵素，因此當嘗試保持許多應用中所需的ESD性能時，降低和/或消除鹵素含量的驅動產生了困難。本發明提供了無鹵素的ESD添加劑，其提供了良好的ESD性能，同時能夠降低和/或消除ESD材料的鹵素含量。本發明還克服了與上述的常規ESD添加劑有關的一種或多種其他問題。本發明解決了獲得表現出相對低的表面和體積電阻率的固有靜電耗散性聚合物或者添加劑的問題。既而，這些靜電耗散性聚合物可以混入到在電子工業中有用的基礎聚合物組合物中，而不在最終制品中產生其他不期望的性能。
發明內容
本發明提供一種組合物，其包含:(a)固有耗散性聚合物；(b)酰胺烷烴磺酸、烴基取代的苯磺酸或者它們的混合物的無鹵素金屬鹽，或者得自酰胺烷烴磺酸、烴基取代的苯磺酸或者它們的混合物的無鹵素金屬鹽的聚合物。本發明的鹽可以是堿金屬或堿土金屬鹽。在一些實施方案中，組分(b)包括酰胺烷烴磺酸的無鹵素金屬鹽或者得自所述酸
的聚合物，其中所述酸是用下式表示的:
權利要求
1.一種組合物，其包含: (a)固有耗散性聚合物； (b)酰胺烷烴磺酸、烴基取代的苯磺酸或者它們的混合物的無鹵素金屬鹽，或者得自酰胺烷烴磺酸、烴基取代的苯磺酸或者它們的混合物的無鹵素金屬鹽的聚合物。
2.權利要求1的組合物，其中組分(b)包括酰胺烷烴磺酸的無鹵素金屬鹽或者得自所述酸的聚合物，其中所述酸由下式表示:
3.權利要求1的組合物，其中組分(b)包括烴基取代的苯磺酸的無鹵素金屬鹽或者得自所述酸的聚合物，其中所述酸是用下式表示的:
4.權利要求1-3任一項的組合物，其中組分(b)包括用一種或多種堿金屬、一種或多種堿土金屬或者它們的組合鹽化的酸。
5.權利要求1-4任一項的組合物,其中該組合物進一步包含除組分(b)之外的一種或多種含鋰鹽。
6.權利要求1-5任一項的組合物，其中該固有耗散性聚合物包括熱塑性彈性體，以及其中通過ASTM D-257測量的所得組合物的表面電阻為1.0xlO6歐姆/平方至1.0xlO12歐姆/平方。
7.權利要求1-6任一項的組合物，其中該固有耗散性聚合物包括熱塑性聚氨酯(TPU)、聚烯烴聚醚共聚物、熱塑性聚酯彈性體(COPE)、聚醚嵌段酰胺彈性體(COPA)、或者它們的組合。
8.權利要求7的組合物，其中該固有耗散性聚合物的聚醚包括聚乙二醇、聚丙二醇、環氧乙烷/環氧丙烷共聚物、或者它們的組合。
9.權利要求1-8任一項的組合物，其中該固有耗散性聚合物包括通過將(a)至少一種聚醚多元醇中間體與(b)至少一種二異氰酸酯和(C)至少一種擴鏈劑反應制得的熱塑性聚氨酯組合物； 其中(a)聚醚多元醇中間體包括得自至少一種二亞烷基二醇與至少一種二羧酸、或者其酯或酸酐的中間體；和其中(a)可任選進一步包含聚酯多元醇。
10.權利要求1-9任一項的組合物，其中該固有耗散性聚合物包括至少兩種聚合物的共混物。
11.權利要求10的組合物，其中該聚合物的共混物包括以下的兩種或者更多種:熱塑性聚氨酯(TPU)、聚碳酸酯、聚烯烴、苯乙烯聚合物、丙烯酸類聚合物、聚氧亞甲基聚合物、聚酰胺、聚苯醚、聚苯硫醚、聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯、乙烯乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、熱塑性彈性體(TPE)、或者它們的任意組合。
12.—種成型聚合物制品，其包含權利要求1-11任一項的固有耗散性聚合物組合物。
13.權利要求12的聚合物制品，其中該制品包含:用于電子零件的包裝材料；用于構建鋰離子電池的內電池組隔板；用于潔凈室構建、裝置和電源的零件；用于處理易燃液體和/或干燥粉末的裝置的零件；光纖、導線或電纜；或者它們的組合。
14.一種制備固有耗散性聚合物組合物的方法，其包含以下步驟: 1.將(a)固有耗散性聚合物與(b)酰胺烷烴磺酸、烴基取代的苯磺酸或者它們的混合物的無鹵素金屬鹽，或者得自酰胺烷烴磺酸、烴基取代的苯磺酸或者它們的混合物的無鹵素金屬鹽的聚合物混合。
15.權利要求14的方法，其中將組分(b)加入到制備組分(a)所用的一種或多種反應物中，以及其中組分(b)存在于用于制備組分(a)的聚合反應過程中，得到固有耗散性聚合物組合物。 ·
全文摘要
本發明涉及固有靜電耗散性聚合物，例如熱塑性聚氨酯(TPU)，及其組合物。本發明提供了一種組合物，其包含(a)固有耗散性聚合物；(b)酰胺烷烴磺酸、烴基取代的苯磺酸或者它們的混合物的無鹵素金屬鹽，或者得自其的聚合物。本發明還提供了制備本文所述的固有耗散性聚合物的方法。該方法包括將不含鹵素的含金屬鹽混合入固有耗散性聚合物的步驟。
文檔編號H05F3/00GK103250469SQ201180057795
公開日2013年8月14日 申請日期2011年10月26日 優先權日2010年10月26日
發明者盧啟威, C·A·彼德拉伊塔, Y·埃克斯坦, J·M·路德羅三世 申請人:路博潤高級材料公司