用于PVC、PP、PE材料的通用型抗静电阻燃添加剂的研究

周 辉

（蓝翔环境检测江苏有限公司，江苏泰兴 225400）

用于PVC、PP、PE材料的通用型抗静电阻燃添加剂的研究

周 辉

（蓝翔环境检测江苏有限公司，江苏泰兴 225400）

由于PVC、PP、PE等高分子塑料材料在进行加工和运输时，易产生静电，而加工后的材料又具有易燃性，因此容易引发静电灾害，在易燃易爆场所更会造成火灾和爆炸的重大事故，为此，国家对塑料的抗静电性能和阻燃的性能提出了更高的要求，同时制定了一系列的法规和标准，加强塑料抗静电阻燃性能的监控。本文通过抗静电阻燃机理对通用型抗静电阻燃添加剂的合成技术进行了研究。

塑料；抗静电；阻燃；静电

1 抗静电添加剂

PVC、PP、PE等塑料制品都属于绝缘材料，绝缘材料既可以通过绝缘体表面，也可以通过绝缘体内部来排放静电，通过减少静电的累积，有效避免静电带来的不良后果。

由高斯定理和欧姆定律可以得出静电排放量与电阻率呈负相关的关系，那么想要加速静电泄漏的速度，就要减少材料的电阻率，减少材料之间的表面摩擦，从而减少绝缘体累积的电荷，起到抗静电的效果。

纤维、塑料等材料摩擦易产生静电的原因对抗静电添加剂提出了更高的要求，一方面，抗静电添加剂能够和PVC、PP、PE等塑料材料很好的融合；另一方面，为了达到减少静电产生的效果，抗静电剂要有较强的吸附能力来吸收空气中的水分。当树脂和抗静电剂融合定型后，亲水基团为了吸收水分会呈朝着空气一侧的排列状态，此时亲水基团和空气中的水分的结合就会形成单分子导电层，而单分子层是能够发挥抗静电作用的主要结构。但是，在加工和运输过程中，由于摩擦，拉伸等外力因素会导致单分子导电层受到磨损，抗静电性能也会随之降低。但是，在树脂的内部，抗静电离子的分布是不均匀的，表面离子浓度高，内部离子浓度低，表面受磨损后，内部的抗静电剂分子会不断向表面迁移，修复受损的单分子层，从而恢复材料的抗静电性能。

影响抗静电剂分子迁移速度主要有两方面，一是与之融合固化的树脂的性能，因为树脂是离子、分子游动的场所和交换载体；另一个是抗静电剂本身分子量的大小。抗静电添加剂的使用量也是影响抗静电性能的一大因素。因此，为了提升抗静电性能，我们可以从以上方面对抗静电添加剂进行改进。

2 阻燃添加剂

PVC、PP、PE本身是绝缘体，绝缘体超高的电阻率会使得材料积聚大量静电，但是加工过程中使用了大量的增塑剂，使其变为易燃物质，因而容易引起火灾、爆炸等安全事故的发生。因此，阻燃剂的使用可以从物理方法和化学方法两方面入手，有效减少火灾的发生，避免一系列燃烧的连锁反应。塑料等高分子材料燃烧时会分解为碳氢化合物，也就是烃类化合物，烃进一步燃烧会生成羟基自由基，而羟基自由基具有极强的媳妇电子能力，具有极强的氧化性，易使燃烧反应反复发生，甚至造成大片区域发生连锁火灾的后果。针对以上问题，含溴化物的阻燃剂和氧化锑在加热反应下生成的溴化锑可以有效防止燃烧反应的进行。因为溴化锑易挥发，能够快速地吸收高分子材料燃烧后的可燃物质以及羟基自由基，从而通过稀释烃类化合物等易燃物的浓度，有效防止燃烧。

3 抗静电阻燃材料的合成技术及测验效果

3.1 合成技术

以PA-1型抗静电阻燃添加剂为例：

首先，将聚醚，聚酯等原料加入反应釜并搅拌，反应条件为高温；然后加适量催化剂进行酯交换；开始进行聚合反应，待充分反应后，取样检查抗静电性能情况；最后将塑料树脂、抗静电剂以及阻燃剂等均匀搅拌，取高温固化后的成品取样检查质量。

其次，原材料的配比也会影响生成物的抗静电性能。比如投入过多的聚醚类虽然会提升抗静电性能，但是单分子导电层容易在加工、洗涤的过程中受到磨损；投入过多的聚酯类，虽然能够提高聚合物的熔点，但是却不能很好地和树脂融合固化，从而大大降低抗静电性能的效果。因此，在投放原料时，要全面考虑，精确计算物料比，从而使生成物具有较强的抗静电性能。

3.2 测验效果

通用型抗静电阻燃添加剂使用后，生成的新的抗静电阻燃材料不仅具有良好的耐久性，抗静电性能也明显提高。洗涤100次后的塑料表面电阻只变为原来的3倍多，相对湿度也只是减少10%。经过标准洗涤后PVC、PP、PE材料的力学性能和阻燃性能的测验结果均在标准范围内。

4 结束语

由于此类材料具有易积聚静电和易燃的特性，国家对此提出了更高的要求，来防止静电灾害的发生。因此，应加大对抗静电阻燃添加剂的研究力度，争取研究出能够和多种高分子材料相容，耐高温，耐磨损性且价比高的抗静电阻燃添加剂。

[1]张玉广，刘生满，黄犇犇，等.通用型抗静电剂对高聚物材料的改性研究[J].中原工学院学报，2009，（3）.

Study on PVC，PP，PE General Antistatic Materials for Flame Retardant Additive

Zhou Hui

Since When PVC，PP，PE plastics and other polymer materials during processing and transport，easyto produce static electricity，and the material processed and is flammable，so easily lead to electrostatic hazards in flammable and explosive places，but will fire and explosion caused serious accidents，for which the state of the antistatic and flame retardant properties of plastics put forward higher requirements，and formulated a series of regulations and standards，reinforced plastics flame retardant antistatic performance monitoring.Through the mechanism of Anti-Static flame synthesis technology universal antistatic flame retardant additives were studied.

plastic；antistatic；flame retardant；electrostatic

TB32

A

1003–6490（2016）04–0086–01

2016–04–06

周辉（1973—），男，江苏泰兴人，工程师，主要从事检测中心技术负责工作。