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业界资讯
聚氨酯抗静电剂目前研究进展总结
发布日期::2023-02-27 09:41:23

聚氨酯材料本身具有很高的表面电阻,在使用过程中容易产生静电荷积累,是造成火灾、爆炸等安全事故的重要隐患。采取措施如添加抗静电剂赋予聚氨酯材料一定的抗静电性能,是目前解决问题的主要方法。

   目前防止聚氨酯材料带静电荷的方法是使用抗静电剂,而用于聚氨酯的抗静电剂主要有导电材料和有机物 (包括表面活性剂,功能聚合物等) 两大类。

   抗静电剂的使用方式有两种 

   一种是对加工成型的聚氨酯材料进行表面处理,如浸渍、涂敷或接枝适当官能团等。另一种是内部添加型,通??咕驳缂劣υ诰郯滨ゲ牧虾铣苫蛑破芳庸こ尚椭凹尤爰唇咕驳缂撂砑拥骄郯滨シ从μ逑档亩栊宰榉种?双组分或多组分)或聚氨酯胶液、胶料(单组分)中,混合(混炼)后,再加工成型。根据抗静电剂组份是否参与聚氨酯合成反应,又可将内部添加型分为复合添加型和反应型两种。复合添加型抗静电剂可以是导电材料,如石墨、碳黑、金属氧化物及金属粉末等,也可以是表面活性剂、功能性聚合物如疏水性或亲水性聚合物或本征导电高分子等; 反应型抗静电剂是既含有抗静电基团又含有羟基、氨基或异氰酸酯基等可参与聚氨酯材料成型的有机分子,抗静电剂作为聚氨酯材料组份之一存在于聚氨酯化学结构中。

   无论采用浸渍法还是混炼法对聚氨酯进行抗静电处理,抗静电剂的作用主要表现在两个方面: 一是抗静电剂可在材料表面形成导电性的连续膜,赋予材料表面一定的吸湿性和离子性的薄膜,从而降低表面电阻,使静电荷迅速泄漏; 二是赋予材料表面有一定的润湿性,降低摩擦系数,从而降低和减少静电荷的产生。

   聚氨酯抗静电剂分类 

   1. 表面处理型聚氨酯抗静电剂 

   表面处理型聚氨酯抗静电剂多为阴、阳离子表面活性剂,常用季铵盐型表面活性剂,采用涂敷或者浸渍的方法使材料表面具有抗静电性。使用这类抗静电剂的优点在于抗静电效果好、操作简单且不会影响聚氨酯本身的性能。缺点是聚氨酯抗静电性能持续时间较短,水洗或者摩擦后抗静电涂层很容易被洗去,因此只是一种暂时型抗静电剂。

   有应用于抗静电软质聚氨酯(PU)泡沫材料 

   2 复合添加型抗静电剂 

   复合添加型抗静电剂目前复合添加型抗静电剂使用范围较为广泛,一类以石墨、碳黑、碳纳米管、金属、金属氧化物等无机材料作为抗静电组分制备聚氨酯抗静电复合材料为主,其优点在于添加后的聚氨酯材料抗静电性良好,成本低,但此类抗静电剂添加量较大,一般添加量要达到 30%左右才能达到预期的效果,且对材料的机械性能影响较大

   3 反应型静电剂

   反应型抗静电剂比较少,但此类抗静电剂有独特的优点,它可通过化学键交联的方法使高分子材料具有永久性抗静电性能,而且抗静电性能对环境湿度不敏感,能有效的解决高分子材料抗静电持久性问题。如,Li 等用聚酯二醇 (PEL),4,4,- 二苯甲烷二异氰酸酯(MDI),1,4 - 丁二醇(BDO)、二月桂酸二丁基锡(DBTL)和将钠盐(NaClO4)溶解在聚乙二醇中制备的抗静电剂(AA)通过原位聚合反应制备抗静电聚氨酯材料 (APU)。此类抗静电聚氨酯的表面电阻对环境湿度不敏感。

   聚氨酯抗静电剂的发展趋势 

   随着聚氨酯材料应用领域的不断扩大,抗静电性已成为不可或缺的性能指标之一,而聚氨材料抗静电剂的研究,特别是对材料性能目前使用的聚氨酯抗静电剂仅用单一种类的方法或技术很难达到预期的效果,因此急需开发具有抗静电性能优异、高效稳定而又不受环境影响用途广泛的高分子永久型抗静电剂是抗静电剂的未来发展趋势。


标签:   聚氨酯抗静电剂
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