用于平坦结构的经抗静电处理的人造石的制备方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201010113667.4

申请日:

2010.02.05

公开号:

CN101798237A

公开日:

2010.08.11

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):C04B 41/62申请公布日:20100811|||实质审查的生效IPC(主分类):C04B 41/62申请日:20100205|||公开

IPC分类号:

C04B41/62; C04B41/65; C04B26/02; C04B24/12

主分类号:

C04B41/62

申请人:

赢创高施米特有限公司

发明人:

H·赫尔佐克; P·施瓦布; M·瑙曼

地址:

德国埃森

优先权:

2009.02.05 DE 102009000641.9

专利代理机构:

永新专利商标代理有限公司 72002

代理人:

于辉

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内容摘要

本发明提供用于具有抗静电性能的平坦结构的人造石,其含有离子液体或金属盐在离子液体中的溶液作为抗静电组分,还提供其用途和制备方法。

权利要求书

1: 用于平坦结构的人造石,其特征在于,其含有抗静电配制物,所述抗静电配制物包含至少一种离子液体或金属盐在离子液体中的溶液。
2: 如权利要求1所述的用于平坦结构的人造石,其特征在于,所述离子液体含有通式(IV)、(V)、(VI)、(VII)或(VIII)的至少一种阳离子, R1R2R3R4N+      (IV) R1R2N+=CR3R4   (V) R1R2R3R4P+      (VI) R1R2P+=CR3R4   (VII) R1R2R3S+        (VIII) 其中R1、R2、R3、R4相同或不同,并且各自是氢;具有1~30个碳原子并任选含有双键的直链或枝化的脂肪族烃基;具有5~40个碳原子并任选含有双键的环脂肪族烃基;具有6~40个碳原子的芳香族烃基;具有7~40个碳原子的烷芳基;具有2~30个碳原子并插入有一个或多个杂原子(O、NH、NR’,其中R’是任选含有双键的C1-C30-烷基,特别是-CH3)并任选含有双键的直链或枝化的脂肪族烃基;具有2~30个碳原子并插入有一个或多个选自-O-C(O)-、-(O)C-O-、-NH-C(O)-、-(O)C-NH-、-(CH3)N-C(O)-、-(O)C-N(CH3)-、-S(O2)-O-、-O-S(O2)-、-S(O2)-NH-、-NH-S(O2)-、-S(O2)-N(CH3)-、-N(CH3)-S(O2)-的官能团并任选含有双键的直链或枝化的脂肪族烃基;具有1~30个碳原子并被OH、OR’、NH2、N(H)R’或N(R’)2末端官能化并任选含有双键的直链或枝化的脂肪族或环脂肪族烃基,其中R’是任选含有双键的C1-C30-烷基;或根据-(R5-O)n-R6的嵌段或无规聚醚,其中R5是具有2~4个碳原子的直链或枝化的烃基,n为1~100,和R6是氢、具有1~30个碳原子并任选含有双键的直链或枝化的脂肪族烃基、具有5~40个碳原子并任选含有双键的环脂肪族烃基、具有6~40个碳原子的芳香族烃基、具有7~40个碳原子的烷芳基或基团-C(O)-R7,其中R7是具有1~30个碳原子并任选含有双键的直链或枝化的脂肪族烃基、具有5~40个碳原子并任选含有双键的环脂肪族烃基、具有6~40个碳原子的芳香族烃基、或具有7~40个碳原子的烷芳基。
3: 如权利要求1和2中至少一项所述的用于平坦结构的人造石,其特征在于,所述离子液体含有通式(XIII)、(XIV)和(XV)的至少一种阳离子,其中杂环还任选含有多个杂原子, R1和R2具有上述含义, R是氢、具有1~30个碳原子并任选含有双键的直链或枝化的脂肪族烃基、具有5~40个碳原子并任选含有双键的环脂肪族烃基、具有6~40个碳原子的芳香族烃基或具有7~40个碳原子的烷芳基, X是氧原子、硫原子或取代的氮原子(X=O、S、NR1)。
4: 如权利要求1所述的用于平坦结构的人造石,其特征在于,所述离子液体含有通式(XVI)的至少一种阳离子, 其中R8、R9、R10、R11、R12相同或不同,并且各自是氢;具有1~30个碳原子并任选含有双键的直链或枝化的脂肪族烃基;具有5~40个碳原子并任选含有双键的环脂肪族烃基;具有6~40个碳原子的芳香族烃基;具有7~40个碳原子的烷芳基;具有1~30个碳原子并插入有一个或多个杂原子(O、NH、NR’,其中R’是任选含有双键的C1-C30-烷基)并任选含有双键的直链或枝化的脂肪族烃基;具有1~30个碳原子并插入有一个或多个选自-O-C(O)-、-(O)C-O-、-NH-C(O)-、-(O)C-NH-,-(CH3)N-C(O)-、-(O)C-N(CH3)-、-S(O2)-O-、-O-S(O2)-、-S(O2)-NH-、-NH-S(O2)-、-S(O2)-N(CH3)-、-N(CH3)-S(O2)-的官能团并任选含有双键的直链或枝化的脂肪族烃基;具有1~30个碳原子并被OH、OR’、NH2、N(H)R’或N(R’)2末端官能化并任选含有双键的直链或枝化的脂肪族或环脂肪族烃基,其中R’是任选含有双键的C 1-C30-烷基;或由-(R5-O)n-R6构成的嵌段或无规聚醚,其中R5是含有2~4个碳原子的烃基,n为1~100,和R6是氢、具有1~30个碳原子并任选含有双键的直链或枝化的脂肪族烃基、具有5~40个碳原子并任选含有双键的环脂肪族烃基、具有6~40个碳原子的芳香族烃基、具有7~40个碳原子的烷芳基或基团-C(O)-R7,其中R7是具有1~30个碳原子并任选含有双键的直链或枝化的脂肪族烃基、具有5~40个碳原子并任选含有双键的环脂肪族烃基、具有6~40个碳原子的芳香族烃基、或具有7~40个碳原子的烷芳基。
5: 如权利要求1~4中任一项所述的用于平坦结构的人造石,其特征在于,所述离子液体含有至少一种选自以下的阴离子:卤离子、双(全氟烷基磺酰基)酰胺、双(全氟烷基磺酰基)酰亚胺、双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺、烷基甲苯磺酸根和芳基甲苯磺酸根、全氟烷基甲苯磺酸根、硝酸根、硫酸根、硫酸氢根、烷基硫酸根和芳基硫酸根、聚醚硫酸根和聚醚磺酸根、全氟烷基硫酸根、磺酸根、烷基磺酸根和芳基磺酸根、全氟化烷基磺酸根和全氟化芳基磺酸根、烷基羧酸根和芳基羧酸根、全氟烷基羧酸根、高氯酸根、四氯铝酸根、糖酸根、化合物二氰胺的阴离子、硫氰酸根、异硫氰酸根、四苯基硼酸根、四(五氟苯基)硼酸根、四氟硼酸根、六氟磷酸根、聚醚磷酸根和磷酸根。
6: 如权利要求1~5中至少一项所述的用于平坦结构的人造石,其特征在于,所述离子液体含有至少一种选自以下的阳离子:1,3-二烷基咪唑鎓、1,2,3-三烷基咪唑鎓、1,3-二烷基咪唑啉鎓和/或1,2,3-三烷基咪唑啉鎓阳离子与至少一种选自以下的阴离子:卤离子、双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺、全氟烷基甲苯磺酸根、烷基硫酸根和烷基磺酸根、全氟化烷基磺酸根和全氟化烷基硫酸根、全氟烷基羧酸根、高氯酸根、二氰胺、硫氰酸根、异硫氰酸根、四苯基硼酸根、四(五氟苯基)硼酸根、四氟硼酸根、六氟磷酸根和/或无环季铵盐。
7: 如权利要求1~6中至少一项所述的用于平坦结构的人造石,其特征在于,所述离子液体含有至少一种以改善阳离子溶解性的化合物或络合剂的形式的添加剂,特别是冠醚或其穴状配体和/或EDTA。
8: 如权利要求1~7中至少一项所述的用于平坦结构的人造石,其特征在于,将选自具有以下阴离子的碱金属盐的至少一种金属盐溶解在所述离子液体中:双(全氟烷基磺酰基)酰胺、双(全氟烷基磺酰基)酰亚胺、双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺、烷基甲苯磺酸根和芳基甲苯磺酸根、全氟烷基甲苯磺酸根、硝酸根、硫酸根、硫酸氢根、烷基硫酸根和芳基硫酸根、聚醚硫酸根和聚醚磺酸根、全氟烷基硫酸根、磺酸根、烷基磺酸根和芳基磺酸根、全氟化烷基磺酸根和全氟化芳基磺酸根、烷基羧酸根和芳基羧酸根、全氟烷基羧酸根、高氯酸根、四氯铝酸根、糖酸根、硫氰酸根、异硫氰酸根、二氰胺、四苯基硼酸根、四(五氟苯基)硼酸根、四氟硼酸根、六氟磷酸根、磷酸根和/或聚醚磷酸根。
9: 如权利要求1~8中至少一项所述的用于平坦结构的人造石,其特征在于,所述聚合物基质包括至少一种聚氨酯、环氧树脂、聚酯树脂、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和/或乙烯基酯。
10: 如权利要求1~9中至少一项所述的用于平坦结构的人造石,其特征在于,所述人造石包含经研磨的固体作为组分。
11: 如权利要求10所述的用于平坦结构的人造石,其特征在于,所述经研磨的固体包括天然或合成的固体,任选地由矿物、岩石碎片、玻璃、或有机体的残留物构成的微观异质的组合物、或合成的岩石、或粉碎形式的玻璃、瓷器和陶瓷、或塑料,可以单独使用或彼此混合使用。
12: 如权利要求1~11中任一项所述的用于平坦结构的人造石,其特征在于,所述聚合物基质含有填料和/或颜料、导电材料、碳纤维、石墨、炭黑、金属(合金)氧化物、和/或用导电材料和/或颜料涂布的填料。
13: 如权利要求1~12中任一项所述的用于平坦结构的人造石,其特征在于,所述抗静电组分的存在量为0.01~30重量%。
14: 如权利要求1~13中任一项所述的用于平坦结构的人造石,其特征在于,其厚度不高于10cm。
15: 一种权利要求11~14中至少一项所述的抗静电处理的人造石,其特征在于,其比表面电阻小于1010欧姆。
16: 如权利要求1~15中任一项所述的用于平坦结构的人造石的用途,其用于建筑化学领域,特别是电子和电气行业的会馆和商业大厦,以及在因静电荷造成危害的建筑和应用领域中。
17: 一种桌板,其包含如权利要求1~16中任一项所述的人造石作为表面贴砖。
18: 一种桌板,其包含如权利要求1~16中任一项所述的人造石。
19: 厨房工作板,其包含如权利要求17或18所述的桌板。
20: 一种制备如权利要求1~15中任一项所述的人造石的方法,其特征在于,将含有至少一种离子液体和任选地至少一种金属盐的抗静电配制物在固化聚合物基质之前与经研磨的固体一起捏合,或者在热塑性聚合物的情况下,经熔化加入。 21.抗静电处理的人造石粘合剂、胶泥、水泥砂浆或贴砖粘合剂,其通过使用至少一种离子液体和/或金属盐在离子液体中的溶液和任选地经研磨的固体来制备。
21: TIF" wi="496" he="138" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/> R1和R2具有上述含义, R是氢、具有1~30个碳原子并任选含有双键的直链或枝化的脂肪族烃基、具有5~40个碳原子并任选含有双键的环脂肪族烃基、具有6~40个碳原子的芳香族烃基或具有7~40个碳原子的烷芳基, X是氧原子、硫原子或取代的氮原子(X=O、S、NR1)。 4.如权利要求1所述的用于平坦结构的人造石,其特征在于,所述离子液体含有通式(XVI)的至少一种阳离子, 22: TIF" wi="268" he="160" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/> 其中R8、R9、R10、R11、R12相同或不同,并且各自是氢;具有1~30个碳原子并任选含有双键的直链或枝化的脂肪族烃基;具有5~40个碳原子并任选含有双键的环脂肪族烃基;具有6~40个碳原子的芳香族烃基;具有7~40个碳原子的烷芳基;具有1~30个碳原子并插入有一个或多个杂原子(O、NH、NR’,其中R’是任选含有双键的C1-C30-烷基)并任选含有双键的直链或枝化的脂肪族烃基;具有1~30个碳原子并插入有一个或多个选自-O-C(O)-、-(O)C-O-、-NH-C(O)-、-(O)C-NH-,-(CH3)N-C(O)-、-(O)C-N(CH3)-、-S(O2)-O-、-O-S(O2)-、-S(O2)-NH-、-NH-S(O2)-、-S(O2)-N(CH3)-、-N(CH3)-S(O2)-的官能团并任选含有双键的直链或枝化的脂肪族烃基;具有1~30个碳原子并被OH、OR’、NH2、N(H)R’或N(R’)2末端官能化并任选含有双键的直链或枝化的脂肪族或环脂肪族烃基,其中R’是任选含有双键的C 1-C30-烷基;或由-(R5-O)n-R6构成的嵌段或无规聚醚,其中R5是含有2~4个碳原子的烃基,n为1~100,和R6是氢、具有1~30个碳原子并任选含有双键的直链或枝化的脂肪族烃基、具有5~40个碳原子并任选含有双键的环脂肪族烃基、具有6~40个碳原子的芳香族烃基、具有7~40个碳原子的烷芳基或基团-C(O)-R7,其中R7是具有1~30个碳原子并任选含有双键的直链或枝化的脂肪族烃基、具有5~40个碳原子并任选含有双键的环脂肪族烃基、具有6~40个碳原子的芳香族烃基、或具有7~40个碳原子的烷芳基。 5.如权利要求1~4中任一项所述的用于平坦结构的人造石,其特征在于,所述离子液体含有至少一种选自以下的阴离子:卤离子、双(全氟烷基磺酰基)酰胺、双(全氟烷基磺酰基)酰亚胺、双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺、烷基甲苯磺酸根和芳基甲苯磺酸根、全氟烷基甲苯磺酸根、硝酸根、硫酸根、硫酸氢根、烷基硫酸根和芳基硫酸根、聚醚硫酸根和聚醚磺酸根、全氟烷基硫酸根、磺酸根、烷基磺酸根和芳基磺酸根、全氟化烷基磺酸根和全氟化芳基磺酸根、烷基羧酸根和芳基羧酸根、全氟烷基羧酸根、高氯酸根、四氯铝酸根、糖酸根、化合物二氰胺的阴离子、硫氰酸根、异硫氰酸根、四苯基硼酸根、四(五氟苯基)硼酸根、四氟硼酸根、六氟磷酸根、聚醚磷酸根和磷酸根。 6.如权利要求1~5中至少一项所述的用于平坦结构的人造石,其特征在于,所述离子液体含有至少一种选自以下的阳离子:1,3-二烷基咪唑鎓、1,2,3-三烷基咪唑鎓、1,3-二烷基咪唑啉鎓和/或1,2,3-三烷基咪唑啉鎓阳离子与至少一种选自以下的阴离子:卤离子、双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺、全氟烷基甲苯磺酸根、烷基硫酸根和烷基磺酸根、全氟化烷基磺酸根和全氟化烷基硫酸根、全氟烷基羧酸根、高氯酸根、二氰胺、硫氰酸根、异硫氰酸根、四苯基硼酸根、四(五氟苯基)硼酸根、四氟硼酸根、六氟磷酸根和/或无环季铵盐。 7.如权利要求1~6中至少一项所述的用于平坦结构的人造石,其特征在于,所述离子液体含有至少一种以改善阳离子溶解性的化合物或络合剂的形式的添加剂,特别是冠醚或其穴状配体和/或EDTA。 8.如权利要求1~7中至少一项所述的用于平坦结构的人造石,其特征在于,将选自具有以下阴离子的碱金属盐的至少一种金属盐溶解在所述离子液体中:双(全氟烷基磺酰基)酰胺、双(全氟烷基磺酰基)酰亚胺、双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺、烷基甲苯磺酸根和芳基甲苯磺酸根、全氟烷基甲苯磺酸根、硝酸根、硫酸根、硫酸氢根、烷基硫酸根和芳基硫酸根、聚醚硫酸根和聚醚磺酸根、全氟烷基硫酸根、磺酸根、烷基磺酸根和芳基磺酸根、全氟化烷基磺酸根和全氟化芳基磺酸根、烷基羧酸根和芳基羧酸根、全氟烷基羧酸根、高氯酸根、四氯铝酸根、糖酸根、硫氰酸根、异硫氰酸根、二氰胺、四苯基硼酸根、四(五氟苯基)硼酸根、四氟硼酸根、六氟磷酸根、磷酸根和/或聚醚磷酸根。 9.如权利要求1~8中至少一项所述的用于平坦结构的人造石,其特征在于,所述聚合物基质包括至少一种聚氨酯、环氧树脂、聚酯树脂、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和/或乙烯基酯。 10.如权利要求1~9中至少一项所述的用于平坦结构的人造石,其特征在于,所述人造石包含经研磨的固体作为组分。 11.如权利要求10所述的用于平坦结构的人造石,其特征在于,所述经研磨的固体包括天然或合成的固体,任选地由矿物、岩石碎片、玻璃、或有机体的残留物构成的微观异质的组合物、或合成的岩石、或粉碎形式的玻璃、瓷器和陶瓷、或塑料,可以单独使用或彼此混合使用。 12.如权利要求1~11中任一项所述的用于平坦结构的人造石,其特征在于,所述聚合物基质含有填料和/或颜料、导电材料、碳纤维、石墨、炭黑、金属(合金)氧化物、和/或用导电材料和/或颜料涂布的填料。 13.如权利要求1~12中任一项所述的用于平坦结构的人造石,其特征在于,所述抗静电组分的存在量为0.01~30重量%。 14.如权利要求1~13中任一项所述的用于平坦结构的人造石,其特征在于,其厚度不高于10cm。 15.一种权利要求11~14中至少一项所述的抗静电处理的人造石,其特征在于,其比表面电阻小于1010欧姆。 16.如权利要求1~15中任一项所述的用于平坦结构的人造石的用途,其用于建筑化学领域,特别是电子和电气行业的会馆和商业大厦,以及在因静电荷造成危害的建筑和应用领域中。 17.一种桌板,其包含如权利要求1~16中任一项所述的人造石作为表面贴砖。 18.一种桌板,其包含如权利要求1~16中任一项所述的人造石。 19.厨房工作板,其包含如权利要求17或18所述的桌板。 20.一种制备如权利要求1~15中任一项所述的人造石的方法,其特征在于,将含有至少一种离子液体和任选地至少一种金属盐的抗静电配制物在固化聚合物基质之前与经研磨的固体一起捏合,或者在热塑性聚合物的情况下,经熔化加入。 21.抗静电处理的人造石粘合剂、胶泥、水泥砂浆或贴砖粘合剂,其通过使用至少一种离子液体和/或金属盐在离子液体中的溶液和任选地经研磨的固体来制备。

说明书


用于平坦结构的经抗静电处理的人造石的制备方法

    通常,平坦结构是电气绝缘体,在从其制造的物品的制造、加工和使用期间其上可能积累高表面电荷。

    对于本发明的目的,人造石所构成的平坦结构包括具有用作表面的至少一个(可见的)面的所有物品,例如适合的是贴砖和/或其他地板、墙壁、桌子或天花板涂层的形式,用于在基材上产生坚实的板材样涂层。

    静电产生不良影响和严重的危害情形,包括吸引灰尘、附着有卫生问题的污染物、由于电弧造成的电子元件破坏、生理上不愉快的电击、易燃液体在容器或管道(易燃液体在其中搅拌、浇注、运送或储存)中的燃烧直至灰尘爆炸,例如当从充满灰尘的大型容器中转移时。灰尘在衬里材料和涂层材料表面上的不良静电积聚可能在机械应力的作用下导致更迅速的擦伤,从而缩短消费物品的使用寿命。

    因此,对于防止这些材料上的静电或减少电荷到无危险水平产生了极大兴趣。

    一种能够使电荷导出并最小化带静电的常用方法是使用抗静电剂形式的涂层,即非离子或离子表面活性化合物,特别是铵和碱金属盐,其中主要以外部和内部抗静电剂的形式使用。

    外部抗静电剂作为水或醇溶液通过喷洒、涂抹或浸渍并随后在空气中干燥施用于涂料的表面上。留下的抗静电膜在几乎所有表面上是有效的,但缺点是因为摩擦或液体而再次非常容易和不希望的去除。

    与具有从涂料的塑料聚合物基底的内部持续迁移出来的抗静电分子的内部抗静电剂相比,外部抗静电剂因为缺少滞留效果而不具有长期作用。为此,优选使用内部抗静电剂,尽可能地将其以纯形式以浓缩配制物的形式加到涂料中。在通常的机械加到涂料中之后,内部抗静电剂均匀分布,使得它们在整个生成层中发挥作用,而不仅存在于与空气的界面处。

    根据目前通过实验证明的理解,因为与涂料表面的固有不兼容性,抗静电剂不断迁移,并在那里积累,或代替失去。它们往往只与基体具有低的相互作用,即相互作用大到足以使它们不会分离出来,但并非大到足以避免迁移到表面。疏水部分保留在涂料中,亲水部分例如与大气中存在的水结合,并形成可以即使在几十或几百伏而不仅是危险程度的几千伏下将电荷传导到大气中的导电层。这确保了有效量的抗静电剂在表面上存在相对较长的时间。

    然而,迁移率(扩散率)是这一概念中的关键因素:如果过大,可能会形成具有低能量、失去与水分结合的能力、因而大大降低了抗静电效果并在表面上产生不良的油脂膜的结构(例如晶体结构),并且所有相关的美感和加工缺点以及功效将处于不利之中。

    如果迁移率太低,在实际中没有效果或效果不足。

    为此,迁移迅速和缓慢的抗静电剂的组合已经被使用,以实现足够快的初始效果以及持续几个星期和几个月的长期效果。

    未被抗静电处理的典型涂层的表面电阻为1014~1011欧姆,并因此可以积聚达到15000伏的电压。因此,有效的抗静电剂应该能够将衬里材料和涂料的表面电阻降低到1010欧姆以下。

    此外,必须考虑到抗静电剂可能影响聚合物衬里材料和涂料的物理和技术性能,例如表面流动、基底润湿性、基底粘合、密封力和热稳定性。为尽量减少这些影响,抗静电剂因此应该即使在低浓度下也有效。目前使用的抗静电剂的典型用量为0.01~3重量%。

    金属盐是已知有效的抗静电剂。然而,它们的缺点在于,它们必须在使用前溶解以实现在衬里材料和涂料中的均匀分布。一般地,常用溶剂是醇、醚、酯、聚醚、环醚、环酯、酰胺、环酰胺、芳香族化合物或有机溶剂。然而,溶解度有时极低,使得必须使用大量的溶剂,以达到充分有效的使用浓度。

    如果这些抗静电配制物用在透明或至少未着色的衬里材料和涂料中,它们的缺点在于,它们能够对最终产品的光学性能产生不利影响。

    在多组分反应体系中,例如在生产反应性聚氨酯涂料时,溶剂或抗静电配制物的其他成分中存在的任何反应性基团可能会不希望地参与反应,从而改变尤其是最终产品的物理性能。在实践中,金属盐因此优选溶解在配制物成分之一中;在聚氨酯的情况下,这一般是醇成分,即在二醇或多元醇中,然后与异氰酸酯成分反应形成聚合物基质。由于可以使用大多数的多元醇,因此可以提供相应大多数的溶液。这些抗静电剂/金属盐因此经常溶解在作为所有配制物的成分的溶剂中,例如乙二醇、丙二醇或其他反应性有机溶剂。其缺点在于,通常这些配制物成分(它们不仅在聚氨酯配制物中用作反应性成分,而且在抗静电配制物中用作额外或唯一的溶剂)在聚氨酯配制物中的总比例不得高于没有加入抗静电配制物的情况,以使得最终产品的物理性能尽量没有改变。

    已经尝试了提供可以通用并且对于许多金属盐具有高溶剂能力的金属盐用的溶剂。此外,它们应该对反应成分是很大惰性的,或者是配制物的成分,或者对最终产品的物理性能没有产生不利影响。新溶剂还应该对金属盐具有改善的溶剂特性,以及得到的由溶剂和金属盐构成的溶液应该在涂料中具有更好的抗静电性能。

    为此,使用了特定的离子液体,其对于许多金属盐是比上述二醇和多元醇和常用的有机溶剂更好的溶剂。与WO 2008/006422相比,需要显著更少量的溶剂以将有效量的金属盐引入涂料中,从而提高导电性并产生更有效的抗静电配制物。该文献规定了使用离子液体作为金属盐的溶剂,其中有机溶剂或分散剂能够额外地加到混合物中,以设定极高的导电盐含量。这是用于极低粘度的体系,如印刷油墨和/或印刷油漆。该文献中并没有公开还可以用于厚涂层中并且聚合物基质具有高比例的颗粒研磨固体(如研磨的大理石)且也可以用在具有不同要求的其他领域中的抗静电体系。

    导电地板必须能够以有针对性的方式传导静电;为此,通常使用特定的体系结构,除了底漆(primer)之外,其主要成分是高导电表面涂层和上涂层(通过它可以传导电荷)。基本上通过使用碳纤维可以实现传导电荷所要求的能力。最后,导电表面涂层必须仍然连接到地面。

    所谓的ESD地板被设计成尽可能地避免静电并以确定的方式传导静电。不仅通过传统的电极测量而且通过测量身体电压产生来检查这些功能,即借助人/鞋/地板/地球系统测量并通过每个人的电荷衰减时间的能力。这种ESD地板被构造成类似于导电系统那样,但另外还设有至少一个薄膜表面导电密封层。也可以使用额外的表面-导电上涂层,在这种情况下,表面导电性是由使用导电填料和颜料而产生的。然而,这种体系非常昂贵。此外,这些涂层的层厚容差通常非常有限,其中也使用的季铵化合物不是十分有效。

    对于导电地板和对于ESD地板,各种粘结剂体系被用作聚合物基质。最常见的是胺固化的环氧树脂、芳香族和脂肪族聚氨酯体系、自由基交联的甲基丙烯酸酯(PMMA地板)和乙烯基酯。为了达到预期的ESD性能,需要高应用支出,一般必须施用昂贵的上涂层。

    DE 10 2006 015775还描述了厚层地板涂层形式的抗静电配制物,其不适合作为形成柔性地板涂层的厚涂层,特别是必须满足苛刻要求的强地板。

    针对现有技术的上述缺点,本发明的目的是提供具有抗静电性能的用于平坦结构的人造石(如人造大理石)。这应该不使用额外的密封材料来实现;没有已知是不利的层厚敏感性,并且自然地在经济有利的条件下特别是使用廉价的原材料。

    同样重要的是,由于使用地板、墙壁或桌面贴砖或厚板的美感性质的要求,尽可能地通过不会对最终产品的颜色选择产生不利影响的物质传导静电。

    通过含有离子液体和/或金属盐在离子液体中的溶液作为抗静电成分的用于平坦结构的人造石实现了该目的。

    令人惊讶的是,已经发现,通过该体系可以充分地实现该目的,特别是,电导率值随着在每种情况下选择的层厚变化的分散可以完全避免。此外,不会发生导电孔(“死点”)的比例随着层厚增大而增大。因此,本发明的人造石能够避免不利的层厚敏感性。此外,没有预期到的是,提出的用于平坦结构的人造石可以同时满足传导电荷能力的要求以及ESD在一个平坦结构中的要求。这样,可以相对便宜的方式生产不会再显著带静电的用于平坦结构的人造石,而且还可以根据各自的使用领域,将本发明的抗静电成分与另外的导电成分组合,以便有针对性地地设定材料的性能。

    根据本发明的平坦结构的表面电阻下降到低于1010欧姆。

    用于平坦结构的本发明的抗静电处理的人造石基于离子液体用作金属盐(导电盐)的抗静电剂和/或用作溶剂(兼容剂),特别是碱金属盐,另外的有机溶剂或分散剂能够加到这些混合物中,以设定极高的导电盐含量。

    包括至少一种离子液体和任选地至少一种金属盐的抗静电配制物通常在固化聚合物基质之前一起加入,但不必须与其他成分同时加入。在热塑性体系的情况下,抗静电配制物和经研磨的固体也可以在熔化后加入。

    因此,本发明提供一种方法,其中含有至少一种离子液体和任选地至少一种金属盐的抗静电配制物在固化聚合物基质之前与其他成分一起捏合,或者在热塑性聚合物的情况下,经熔化加入。

    使用本领域技术人员熟悉的方法,以与将其他添加剂和助剂加到聚合物复合组合物中的相似方法,进行抗静电配制物的加入。

    用于平坦结构的本发明的抗静电处理的人造石含有达到最大40重量%,优选达到25重量%的聚合物基质,所述聚合物基质含有聚氨酯、环氧树脂、聚酯树脂、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和/或乙烯基酯。此外,聚合物也可以含有植物成分,尤其是多糖,如玉米淀粉、大豆淀粉和脂肪。

    与厚地板涂层不同的是,本发明提供的人造石基质包括至少60重量%,优选超过70重量%的经研磨的固体。其余的由聚合物基质、抗静电配制物和额外的添加剂和助剂构成,如颜料、染料、脱气剂等。

    要求保护的人造石不限于在定义的化合物中含有抗静电组分的具体配制物。然而,按人造石配制物的总质量计,建议将抗静电组分混合到人造石中的量为0.01~30重量%,优选0.1~20重量%。

    根据本发明使用的抗静电组分由单独的离子液体构成或者由离子液体和金属盐的混合物构成。在离子液体和金属盐的混合物的情况下,按平坦结构配制物的总质量计,使用0.01~30重量份的离子液体和/或0.1~30重量份的金属盐,其中金属盐总是与至少一种离子液体组合使用。可以使用不同的金属盐混合物和各种离子液体的混合物。

    在抗静电配制物的总混合物中金属盐的比例优选为0.1~50重量%,特别优选0.5~20重量%,极特别优选1~10重量%。

    作为经研磨的固体,根据本发明可以使用天然或人工制作的固体(如果需要通常产生微观异质的矿物组合物)、研磨的岩石、岩石碎片、玻璃或有机体的残留物(例如含二氧化硅的藻类)以及人工制作的岩石或硬塑料。经研磨的固体也可用于不同组分的混合物中。

    本发明的抗静电配制物用作内部抗静电剂,可以从聚合物基质和经研磨的固体迁移到表面,从而保持抗静电作用。

    这里使用的术语“固体”作广义使用,也涉及到天然金属合金、火山玻璃、散沙或煤。

    岩石以及因此从其获得的研磨的岩石,包括诸如大理石、石英或花岗岩等首先和最初的矿物。这些是首先和最初的硅酸盐,如长石、石英、云母、角闪石或橄榄石,但是诸如方解石和白云石等碳酸盐也是岩石的重要组分。除了这些主要组分(占总质量的超过10重量%的矿物组分),大部分岩石还含有次要组分(占10~1重量%的组分)或附属组分(存在量只有<1重量%的组分)。附属组分常常赋予岩石的名称。

    天然岩石可以根据它们形成的方式(起源)分为三类岩石:

    岩浆岩(magmatites)、变质岩(metamorphites)、沉积岩(sedimentites)。

    岩石的例子是无球粒陨石、埃达克岩(adakite)、粉砂(aleurite)、碱性花岗岩、闪岩、深熔岩、安山岩、硬石膏岩、无烟煤、细晶岩、砂质岩、红钛铁矿、长石砂岩、网眼片麻岩、玄武岩、碧玄岩、铝土矿、膨润土、浮石、生物岩(biolites)、层状煤、蓝色石、豌豆矿、褐煤、角砾岩、彩色砂岩、纹矿、紫苏花岗岩、燧石、智利硝石、绿泥石页岩、球粒陨石、云母大理岩(cipollino)、板岩、英安岩、辉绿岩、杂砾岩(diamictite)、硅藻土、闪长岩、煌绿岩、白云石、纯橄榄岩、铁陨石、铁鲕粒岩、榴辉岩、紫苏斜长花岗岩(enderbite)、豆石、厄塞岩、蒸发岩、扇积砾(fanglomerate)、法克瑟石灰(faxe lime)、纤维煤、霏细岩、岩石石英岩、肥煤、耐火石、蛋糕熔岩(cake lava)、焰煤、斑点页岩、打火石、复理石、副长火山岩(foidite)、流霞正长岩、水果页岩(fruit shale)、闪电熔岩、辉长岩、束页岩(sheaf shale)、气焰煤、天然气煤、石膏、光亮煤(无烟煤)、发光煤(褐煤)、闪石页岩、云母页岩、片麻岩、花岗岩、花岗斑岩(granite porphyry)、花岗闪长岩、花斑岩(granophyr)、麻粒岩、笔石页岩(graptholite shale)、杂砂岩(greywacke)、griffel页岩、绿色页岩、halitite、硬褐煤、方辉橄榄岩、深绿橄缆岩(hawaiite)、角闪石岩、角页岩、角石、腐殖煤、熔结凝灰岩、可弯砂岩、钾盐、钙质砂岩、石灰石、石灰-硅酸盐岩石、烧结石灰、钙质凝灰岩、calciolite、运河煤、高岭土、碳酸盐岩、岩溶大理石、碎裂岩、长焰煤、孔兹岩、硅藻土、硅藻土、黑碧玉、烧结硅石、金伯利岩、垫熔岩、响岩、骨角砾、结节页岩、煤、煤铁矿石、石灰炭、环状矿石、砾岩、接触页岩、珊瑚矿、白垩、含藻岩、钾镁煌斑岩、煌斑岩、火山砾、青金石、歪碱正长岩、火山岩、安粗岩、粘土、砖粘土、白榴石岩、二辉橄榄岩、褐煤、玻基辉橄岩、流纹岩、残植煤、松动的岩石、黄土、细屑岩、燧石板岩、贫煤、mafitite、杏仁岩石、锰结核、大理石、大块石灰、亚光煤、海泡石、暗玢岩、黄长石、泥灰岩、泥灰岩页岩、泥灰岩石、陨石、混合岩、微闪长岩、微辉长岩、微花岗岩、云煌岩(脉石)、云煌岩(矿石)、绿玻陨石、二长岩、MORB、橄榄粗安岩、糜棱岩、霞石玄武岩、霞岩、霞石正长岩、黑曜石、OIB、油页岩、缟玛瑙大理石、鲕粒岩、蛇纹大理岩、蛇绿岩、辉绿岩、opuka、石铁陨石、硬质沥青、碱流岩、伟晶岩、珍珠岩、钙钛矿、响岩、千枚岩、苦橄岩、粗砂岩、斑岩、绿泥闪帘片岩、假玄武玻璃、辉岩、石英岩、石英岩、石英斑岩、放射岩、奥长环斑岩、沼泽铁矿石、流纹岩、环状矿石、鱼卵石、砂岩、硅灰石、板岩、矿渣、黑色泥质岩、蛇纹岩、泥岩、矽卡岩、风化玄武岩、多晶铁矿石、针雏晶岩、细碧岩、硬煤、岩石盐、石陨石、撞击角砾岩、正长岩、滑石-蓝晶石页岩、玻质碎屑岩、碱玄岩、拉斑玄武岩、英云闪长岩、粘土页岩、粘土岩、粗面岩、石灰华、奥长花岗岩、石笋、凝灰岩、绿帘花岗岩、白页岩、方铁矿。

    根据本发明为产生平坦结构,除了这些主要的天然岩石,还可以伴随使用人造岩石或者例如粉碎形式的玻璃、瓷器和陶瓷。

    许多固体,任选地冲击韧性或抗冲击塑料,可以粉碎形式单独地或与岩石和/或合成岩石混合使用,并可以被加工而得到根据本发明的平坦结构。

    天然类型的岩石、合成岩石、玻璃、陶瓷以及硬塑料可以单独使用,和/或以彼此的任何混合物使用。

    此外,可以存在优选具有导电性能的诸如填料和/或颜料等添加剂和助剂。这里的可能性特别是碳纤维如基于聚丙烯腈(PAN)的纤维、沥青和石墨、炭黑、金属氧化物和金属合金氧化物。用赋予导电性能的成分涂布的填料和颜料也同样适用。在这种情况下以及在每种情况下,任选地导电涂布的石墨、涂布的炭黑和涂布的金属氧化物或涂布的金属合金氧化物是特别适合的。

    用于形成人造石并在适当时也用于人造石粘合剂、胶泥、水泥砂浆或贴砖粘合剂的经研磨的固体的粒径为0.001mm~20mm,优选0.01mm~5mm。

    在聚合物基质中包括经研磨的固体的完全固化的人造石如有需要可以使用本领域技术人员已知的方法研磨和/或抛光,以便获得美感上所需的表面结构,但没有不利地影响抗静电性能。

    根据本发明的经抗静电处理的人造石其比表面电阻为1010欧姆以下,并因而显著低于由未被抗静电处理的聚合物制成的厚地板涂层的表面电阻。

    本发明还提供用于粘合基底的粘合剂和胶泥;它们可以与根据本发明的抗静电配制物以相同方式处理。然而,这些组分还可以含有经研磨的固体。

    离子液体通常是在低温(<100℃)下熔融的盐,并代表具有非分子性的离子性的新一类液体。与作为高熔点、高粘性和非常腐蚀性介质的常规盐熔体相比,离子液体在低温下是液体并具有相对较低的粘度(K.R.Seddon J.Chem.Technol.Biotechnol.1997,68,351-356)。

    在本发明中,离子液体是以下通式(I)、(II)或(III)的盐:

    [A]n+[Y]n-(I)

    其中n是1、2、3或4,[A]+是季铵阳离子、氧鎓阳离子、锍阳离子或鏻阳离子,[Y]n-是一价、二价、三价或四价阴离子;或

    通式(II)的混合盐

    [A1]+[A2]+[Y]2-            (IIa);

    [A1]+[A2]+[A3]+[Y]3-       (IIb);或

    [A1]+[A2]+[A3]+[A4]+[Y]4-  (IIc),

    其中[A1]+、[A2]+、[A3]+和[A4]+独立地选自对[A]+所述的基团,[Y]n与对式(I)所示的同义;或

    通式(III)的混合盐

    [A1]+[A2]+[A3]+[M1]+[Y]4-  (IIIa);

    [A1]+[A2]+[M1]+[M2]+[Y]4-  (IIIb);

    [A1]+[M1]+[M2]+[M3]+[Y]4-  (IIIc);

    [A1]+[A2]+[M1]+[Y]3-       (IIId);

    [A1]+[M1]+[M2]+[Y]3-       (IIIe);

    [A1]+[M1]+[Y]2-            (IIIf);

    [A1]+[A2]+[M4]2+[Y]4-      (IIIg);

    [A1]+[M1]+[M4]2+[Y]4-      (IIIh);

    [A1]+[M5]3+[Y]4-           (IIIi);或

    [A1]+[M4]2+[Y]3-           (IIIj),

    其中[A1]+、[A2]+和[A3]+独立地选自对[A]+所述的基团,[Y]n-与对式(I)所示的同义,[M1]+、[M2]+、[M3]+是一价金属阳离子,[M4]2+是二价金属阳离子,和[M5]3+是三价金属阳离子;或

    所有式(I)~(III)的混合物。

    离子液体包括例如阴离子,如卤离子、羧酸根、磷酸根、硫氰酸根、异硫氰酸根、二氰酰胺、硫酸根、烷基硫酸根、磺酸根、烷基磺酸根、四氟硼酸根、六氟磷酸根或双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺,例如,与取代的铵、鏻、吡啶鎓或咪唑鎓阳离子结合,其中上述阴离子和阳离子代表从大量可能的阴离子和阳离子中的较少选择,因此不受限制并且不限于此。

    根据本发明使用的离子液体优选由至少一种季氮和/或磷化合物和/或硫化合物和至少一种阴离子构成,其熔点低于约+250℃,优选低于约+150℃,特别是低于约+100℃。根据本发明使用的离子液体或其混合物在室温下特别优选是液体。

    本发明优选使用的离子液体可以包括例如以下通式的至少一种阳离子:

    R1R2R3R4N+    (IV)

    R1R2N+=CR3R4 (V)

    R1R2R3R4P+    (VI)

    R1R2P+=CR3R4 (VII)

    R1R2R3S+      (VIII)

    其中

    R1、R2、R3、R4相同或不同,并且各自是氢;具有1~30个碳原子并任选含有双键的直链或枝化的脂肪族烃基;具有5~40个碳原子并任选含有双键的环脂肪族烃基;具有6~40个碳原子的芳香族烃基;具有7~40个碳原子的烷芳基;具有2~30个碳原子并插入有一个或多个杂原子(O、NH、NR’,其中R’是任选含有双键的C1-C30-烷基,特别是-CH3)并任选含有双键的直链或枝化的脂肪族烃基;具有2~30个碳原子并插入有一个或多个选自-O-C(O)-、-(O)C-O-、-NH-C(O)-、-(O)C-NH、-(CH3)N-C(O)-、-(O)C-N(CH3)-、-S(O2)-O-、-O-S(O2)-、-S(O2)-NH-、-NH-S(O2)-、-S(O2)-N(CH3)-、-N(CH3)-S(O2)-的官能团并任选含有双键的直链或枝化的脂肪族烃基;具有1~30个碳原子和被OH、OR’、NH2、N(H)R’或N(R’)2末端官能化并任选含有双键的直链或枝化的脂肪族或环脂肪族烃基,其中R’是任选含有双键的C1-C30-烷基;或根据-(R5-O)n-R6的嵌段或无规聚醚,

    其中

    R5是具有2~4个碳原子的直链或枝化的烃基,

    n为1~100,优选2~60,和

    R6是氢、具有1~30个碳原子并任选含有双键的直链或枝化的脂肪族烃基、具有5~40个碳原子并任选含有双键的环脂肪族烃基、具有6~40个碳原子的芳香族烃基、具有7~40个碳原子的烷芳基或基团-C(O)-R7,其中

    R7是具有1~30个碳原子并任选含有双键的直链或枝化的脂肪族烃基、具有5~40个碳原子并任选含有双键的环脂肪族烃基、具有6~40个碳原子的芳香族烃基、具有7~40个碳原子的烷芳基。

    优选的是烷氧基化的脂肪酸的季铵盐,也称为烷醇胺酯季铵盐,特征在于通式R1R2R3R4N+A-(IV),其中R1是具有1~20个碳原子的烷基,R2是具有1~4个碳原子的烷基,R3是基团(CH2CHRO)n-H,其中n为1~200和R是H或CH3,R4是具有1~4个碳原子的烷基或基团(CH2CHRO)n-H,其中n为1~200和R是H或CH3,和A-是一价阴离子。

    在这些化合物中,优选下式的物质:

    (IX)R64-mN+[((CH2)n-Q-R7]mX-

    其中:每个基团R6独立地是具有1~6个碳原子的烷基或羟基烷基或苄基基团,优选甲基;基团R7每一个彼此独立地是氢、具有11~22个碳原子的直链或枝化的烷基、具有11~22个碳原子的直链或枝化的烯基,条件是至少一个基团R7不是氢;

    基团Q独立地选自式-O-C(O)-、-C(O)O、-NR8-C(O)-、-C(O)-NR8-、-O-C(O)-O、-CHR9-O-C(O)-或-CH(OCOR7)-CH2-O-C(O)-,其中R8是氢、甲基、乙基、丙基或丁基,R9是氢或甲基,Q优选是-O-C(O)-或-NH-C(O)-;m为1~4,优选2或3;n为1~4,优选2;和X是与增塑剂相容的阴离子,例如氯离子、溴离子、甲基硫酸根、乙基硫酸根、硫酸根或硝酸根,优选氯离子或甲基硫酸根。季铵化合物可以是含有不同的不是氢且数量为1达到m的基团R7的化合物的混合物。这种混合物优选包括平均1.2~2.5个不是氢的基团R7。不是氢的基团R7的比例优选为1.4~2.0,更优选1.6~1.9。

    优选的季铵化合物是以下类型的化合物:

    (X)R6N+[CH2CHR9OH-][CH2CHR9OC(O)R7]2X-

    (XI)R6N+[CH2CHR9OC(O)R7]2X-

    (XII)R6N+[CH2CHR9OH-][CH2CH2NHC(O)R7]2X-,

    其中R6、R7和X与上面对式(IX)定义的同义,条件是R7不是氢。

    片段-C(O)R7优选是脂肪酰基。脂肪酰基衍生于天然来源的甘油三酯,优选牛脂、植物油、部分氢化的牛脂和部分氢化的植物油。适用的甘油三酸酯来源是大豆油、牛脂、部分氢化的牛脂、棕榈油、棕榈壳、油菜籽、猪油、椰子、野油菜、红花油、玉米、稻子和塔罗油以及这些成分的混合物。

    本领域技术人员应知道含有脂肪酸的化合物的组成因收获不同而有一些天然波动,或者随着植物油的多种来源变化。R7基团经常是饱和和不饱和的脂肪族脂肪酸的直链和支链碳链的混合物。

    不饱和基团R7在混合物中的比例优选至少10%,特别优选至少25%,极特别优选40%~70%。多不饱和基团R7在混合物中的比例小于10%,优选小于5%,特别优选小于3%。在需要时,可以进行部分氢化,以提高饱和性,从而提高最终产品的稳定性(例如气味、颜色等)。以碘值表示的不饱和成分的含量应为5~150,优选为5~50。不饱和基团R7中的双键的顺式与反式异构体的比例优选大于1∶1,特别优选为4∶1~50∶1。

    式(IX)化合物的优选例子是:

    N,N-二(牛脂酰氧基乙基)N,N-二甲基氯化铵;

    N,N-二(椰子酰(canolyl)氧基乙基)-N,N-二甲基氯化铵;

    N,N-二(牛脂酰氧基乙基)-N-甲基,N-(2-羟基乙基)甲基硫酸铵;

    N,N-二(椰子酰氧基乙基)-N-甲基,N-(2-羟基乙基)-甲基硫酸铵;

    N,N-二(牛脂酰基酰氨基乙基)-N-甲基,N-(2-羟基乙基)-甲基硫酸铵;

    N,N-二(2-牛脂酰氧基-2-氧代-乙基)-N,N-二甲基氯化铵;

    N,N-二(2-椰子酰氧基-2-氧代-乙基)-N,N-二甲基氯化铵;

    N,N-二(2-牛脂酰氧基乙基羰氧基乙基)-N,N-二甲基氯化铵;

    N,N-二(2-椰子酰氧基乙基羰氧基乙基)-N,N-二甲基氯化铵;

    N-(2-牛脂酰氧基-2-乙基)-N-(2-牛脂酰氧基-2-氧代-乙基)-N,N-二甲基氯化铵;

    N(2-椰子酰氧基-2-乙基)-N-(2-椰子酰氧基-2-氧代-乙基)-N,N-二甲基氯化铵;

    N,N,N-三(牛脂酰氧基乙基)-N-甲基氯化铵;

    N,N,N-三(椰子酰氧基乙基)-N-甲基氯化铵;

    1,2-二牛脂酰氧基-3-N,N,N-三甲基丙基氯化铵;和

    1,2-二椰子酰氧基-3-N,N,N-三甲基丙基氯化铵。

    更优选的季铵盐是二牛脂基二甲基氯化铵、二牛脂基二甲基甲基硫酸铵、二甲基氯化铵和二(水合的-牛脂基)二硬脂基二甲基氯化铵和二山嵛基二甲基氯化铵。

    进一步可能的阳离子是衍生于在任选被取代的4-~10-元,优选5-或6-元杂环中具有至少一个三价氮原子的饱和或不饱和的环状化合物或芳香族化合物的离子。这种阳离子的简化形式(即,没有指明分子中双键的精确位置和数目)由以下通式(XIII)、(XIV)和(XV)描述,其中杂环还可以含有多个杂原子。

    

    这里,R1和R2具有上述含义,

    R是氢、具有1~30个碳原子并任选含有双键的直链或枝化的脂肪族烃基、具有5~40个碳原子并任选含有双键的环脂肪族烃基、具有6~40个碳原子的芳香族烃基或具有7~40个碳原子的烷芳基,

    X是氧原子、硫原子或取代的氮原子(X=O、S、NR1)。

    上述类型的环氮化合物的例子是吡咯烷、二氢吡咯、吡咯、咪唑啉、噁唑啉、噁唑、噻唑啉、噻唑、异噁唑、异噻唑、吲哚、咔唑、哌啶、吡啶、异构的甲基吡啶和二甲基吡啶、喹啉和异喹啉。通式(XIII)、(XIV)和(XV)的环氮化合物可以是未取代的(R=H)或被基团R单取代或多取代,其中在被R多取代的情况下,各个基团R可以不同。

    进一步可能的阳离子是衍生于在4-~10-元,优选5-或6-元杂环中具有多于一个的三价氮原子的饱和的无环、饱和或不饱和的环状化合物或芳香族化合物的离子。这些化合物在碳原子上和/或在氮原子上均可被取代。它们也可以与任选地取代的苯环和/或环己烷环稠合形成多环结构。这类化合物的例子是吡唑、3,5-二甲基吡唑、咪唑、苯并咪唑、N-甲基咪唑、二氢吡唑、吡唑烷、哒嗪、嘧啶、吡嗪、2,3-、2,5-和2,6-二甲基吡嗪、噌啉、酞嗪、喹唑啉、吩嗪和哌嗪。已经发现,衍生于咪唑和其烷基和苯基衍生物的阳离子特别适于用作离子液体的成分。

    进一步可能的阳离子是含有两个氮原子并由以下通式(XVI)代表的离子。

    

    其中,R8、R9、R10、R11、R12相同或不同,并且各自是氢、具有1~30个碳原子并任选含有双键的直链或枝化的脂肪族烃基、具有5~40个碳原子并任选含有双键的环脂肪族烃基、具有6~40个碳原子的芳香族烃基、具有7~40个碳原子的烷芳基、具有1~30个碳原子并插入有一个或多个杂原子(O、NH、NR’,其中R’是任选含有双键的C1-C30-烷基)并任选含有双键的直链或枝化的脂肪族烃基、具有1~30个碳原子并插入有一个或多个选自-O-C(O)-、-(O)C-O-、-NH-C(O)-、-(O)C-NH,-(CH3)N-C(O)-、-(O)C-N(CH3)-、-S(O2)-O-、-O-S(O2)-、-S(O2)-NH-、-NH-S(O2)-、-S(O2)-N(CH3)-、-N(CH3)-S(O2)-的官能团并任选含有双键的直链或枝化的脂肪族烃基、具有1~30个碳原子和被OH、OR’、NH2、N(H)R’、N(R’)2末端官能化并任选含有双键的直链或枝化的脂肪族或环脂肪族烃基,其中R’是任选含有双键的C1-C30-烷基、或由-(R5-O)n-R6构成的嵌段或无规聚醚,

    其中

    R5是具有2~4个碳原子的烃基,

    n为1~100,和

    R6是氢、具有1~30个碳原子并任选含有双键的直链或枝化的脂肪族烃基、具有5~40个碳原子并任选含有双键的环脂肪族烃基、具有6~40个碳原子的芳香族烃基、具有7~40个碳原子的烷芳基或基团-C(O)-R7,其中

    R7是具有1~30个碳原子并任选含有双键的直链或枝化的脂肪族烃基、具有5~40个碳原子并任选含有双键的环脂肪族烃基、具有6~40个碳原子的芳香族烃基、具有7~40个碳原子的烷芳基。

    极特别优选的咪唑鎓离子(XVI)是1-甲基咪唑鎓、1-乙基咪唑鎓、1-(1-丁基)咪唑鎓、1-(1-辛基)咪唑鎓、1-(1-十二烷基)咪唑鎓、1-(1-十四烷基)咪唑鎓、1-(1-十六烷基)咪唑鎓、1,3-二甲基咪唑鎓、1-乙基-3-甲基咪唑鎓、1-(1-丁基)-3-甲基咪唑鎓、1-(1-丁基)-3-乙基咪唑鎓、1-(1-己基)-3-甲基咪唑鎓、1-(1-己基)-3-乙基-咪唑鎓、1-(1-己基)-3-丁基-咪唑鎓、1-(1-辛基)-3-甲基咪唑鎓、1-(1-辛基)-3-乙基咪唑鎓、1-(1-辛基)-3-丁基咪唑鎓、1-(1-十二烷基)-3-甲基咪唑鎓、1-(1-十二烷基)-3-乙基咪唑鎓、1-(1-十二烷基)-3-丁基咪唑鎓、1-(1-十二烷基)-3-辛基咪唑鎓、1-(1-十四烷基)-3-甲基咪唑鎓、1-(1-十四烷基)-3-乙基咪唑鎓、1-(1-十四烷基)-3-丁基咪唑鎓、1-(1-十四烷基)-3-辛基咪唑鎓、1-(1-十六烷基)-3-甲基咪唑鎓、1-(1-十六烷基)-3-乙基咪唑鎓、1-(1-十六烷基)-3-丁基咪唑鎓、1-(1-十六烷基)-3-辛基咪唑鎓、1,2-二甲基咪唑鎓、1,2,3-三甲基咪唑鎓、1-乙基-2,3-二甲基咪唑鎓、1-(1-丁基)-2,3-二甲基咪唑鎓、1-(1-己基)-2,3-二甲基咪唑鎓、1-(1-辛基)-2,3-二甲基咪唑鎓、1,4-二甲基咪唑鎓、1,3,4-三甲基咪唑鎓、1,4-二甲基-3-乙基咪唑鎓,3-丁基咪唑鎓、1,4-二甲基-3-辛基咪唑鎓、1,4,5-三甲基咪唑鎓、1,3,4,5-四甲基咪唑鎓、1,4,5-三甲基-3-乙基咪唑鎓、1,4,5-三甲基-3-丁基咪唑鎓和1,4,5-三甲基-3-辛基咪唑鎓。

    进一步可能的阳离子尤其是从上述阳离子通过二聚、三聚或多聚合形成的二阳离子、三阳离子或多阳离子的那些离子。这些还包括具有聚合骨架的二阳离子、三阳离子和多阳离子,例如基于硅氧烷、聚醚、聚酯、聚酰胺或聚丙烯酸酯的骨架,特别是支链和超枝化的聚合物。

    进一步可能的离子液体是其中阳离子[A]+是吡啶鎓离子(XVIIa)的那些,

    

    其中

    ·基团R1~R5之一是甲基、乙基或氯,其余基团R1~R5每一个是氢;

    ·R3是二甲基氨基,其余基团R1、R2、R4和R5每一个是氢;

    ·所有基团R1~R5是氢;

    ·R2是羧基或羧酰胺,其余基团R1、R2、R4和R5每一个是氢;或

    ·R1和R2或R2和R3是亚-1,4-丁-1,3-二烯基,其余基团R1、R2、R4和R5每一个是氢;特别是其中:

    ·R1~R5每一个是氢;或

    ·基团R1~R5之一是甲基或乙基,其余基团R1~R5每一个是氢。

    作为极特别优选的吡啶鎓离子(XVIIa),可以提到的有1-甲基吡啶鎓、1-乙基吡啶鎓、1-(1-丁基)吡啶鎓、1-(1-己基)吡啶鎓、1-(1-辛基)吡啶鎓、1-(1-己基)吡啶鎓、1-(1-辛基)吡啶鎓、1-(1-十二烷基)吡啶鎓、1-(1-十四烷基)吡啶鎓、1-(1-十六烷基)吡啶鎓、1,2-二甲基吡啶鎓、1-乙基-2-甲基吡啶鎓、1-(1-丁基)-2-甲基吡啶鎓、1-(1-己基)-2-甲基吡啶鎓、1-(1-辛基)-2-甲基吡啶鎓、1-(1-十二烷基)-2-甲基吡啶鎓、1-(1-十四烷基)-2-甲基吡啶鎓、1-(1-十六烷基)-2-甲基吡啶鎓、1-甲基-2-乙基吡啶鎓、1,2-二乙基吡啶鎓、1-(1-丁基)-2-乙基吡啶鎓、1-(1-己基)-2-乙基吡啶鎓、1-(1-辛基)-2-乙基吡啶鎓、1-(1-十二烷基)-2-乙基吡啶鎓、1-(1-十四烷基)-2-乙基吡啶鎓、1-(1-十六烷基)-2-乙基吡啶鎓、1,2-二甲基-5-乙基吡啶鎓、1,5-二乙基-2-甲基吡啶鎓、1-(1-丁基)-2-甲基-3-乙基吡啶鎓、1-(1-己基)-2-甲基-3-乙基吡啶鎓和1-(1-辛基)-2-甲基-3-乙基吡啶鎓、1-(1-十二烷基)-2-甲基-3-乙基吡啶鎓、1-(1-十四烷基)-2-甲基-3-乙基吡啶鎓和1-(1-十六烷基)-2-甲基-3-乙基吡啶鎓。

    进一步可能的离子液体是其中阳离子[A]+是哒嗪鎓离子(XVIIb)的那些,

    

    其中

    ·R1~R4每一个是氢;或

    ·基团R1~R4之一是甲基或乙基,其余基团R1~R4每一个是氢。

    此外,极特别优选的是其中阳离子[A]+是嘧啶鎓离子(XVIIc)的离子液体,

    

    其中

    ·R1是氢、甲基或乙基,R2~R4每一个彼此独立地是氢或甲基;或

    ·R1是氢、甲基或乙基,R2和R4每一个是甲基,R3是氢。

    进一步可能的离子液体其中阳离子[A]+是吡嗪鎓离子(XVIId)的那些,

    

    其中

    ·R1是氢、甲基或乙基,R2~R4每一个彼此独立地是氢或甲基;

    ·R1是氢、甲基或乙基,R2和R4每一个是甲基,R3是氢;

    ·R1~R4每一个是甲基;或

    ·R1~R4每一个是甲基或氢。

    进一步可能的离子液体是其中阳离子[A]+是吡唑鎓离子(XVIIf)、(XVIIg)或(XVIIg’)的那些,

    

    其中

    ·R1是氢、甲基或乙基,R2~R4每一个彼此独立地是氢或甲基。

    进一步可能的离子液体是其中阳离子[A]+是吡唑鎓离子(XVIIh)的那些,

    

    其中

    ·R1~R4每一个彼此独立地是氢或甲基。

    还可能的离子液体是其中阳离子[A]+是1-吡唑啉鎓离子(XVIIi)的那些,

    

    其中

    ·R1~R6每一个彼此独立地是氢或甲基。

    进一步可能的离子液体是其中阳离子[A]+是2-吡唑啉鎓离子(XVIIj)的那些,

    

    其中

    ·R1是氢、甲基、乙基或苯基,R2~R6每一个彼此独立地是氢或甲基。

    其他可能的离子液体是其中阳离子[A]+是3-吡唑啉鎓离子(XVIIk)或(XVIIk’)的那些,

    

    其中

    ·R1和R2每一个彼此独立地是氢、甲基、乙基或苯基,R3~R6每一个彼此独立地是氢或甲基。

    还可能的离子液体是其中阳离子[A]+是咪唑啉鎓离子(XVIIl)的那些,

    

    其中

    ·R是H或甲基,R1和R2每一个彼此独立地是氢、甲基或乙基或具有14~22、优选16~18个碳原子的直链饱和或不饱和的酰基,R3~R6每一个彼此独立地是氢、具有1~4个碳原子并可以含有OH基团的直链饱和的烷基,优选甲基或脂肪酸基团;特别优选R1和R2是脂肪酸酰基,R或R2和R3是脂肪酸酰基。相应于式(XVIIm)的物质是特别重要的。在文献中,这些有时也以误导式给出(类似于式XVIIm’或XVIIl)。

    还可能的离子液体是其中阳离子[A]+是咪唑啉鎓离子(XVIIm)或(XVIIm’)的那些,

    

    其中:R是H或甲基,R1和R2每一个彼此独立地是氢、甲基或乙基或具有14~22、优选16~18个碳原子的直链饱和或不饱和的酰基,R3~R6每一个彼此独立地是氢、具有1~4个碳原子并可以含有OH基团的直链饱和的烷基,优选甲基或脂肪酸基团;特别优选R1和R2是脂肪酸酰基,R或R2和R3是脂肪酸酰基。相应于式(XIIIm)的物质是特别重要的。在文献中,这些有时也以误导式给出(类似于式XIIIm’或XIIIl)。

    进一步可能的离子液体是其中阳离子[A]+是咪唑啉鎓离子(XVIIn)或(XVIIn’)的那些,

    

    其中

    ·R1~R3每一个彼此独立地是氢、甲基或乙基,R4~R6每一个彼此独立地是氢或甲基。

    还可能的离子液体是其中阳离子[A]+是噻唑鎓离子(XVIIo)或(XVIIo’)或噁唑鎓离子(XVIIp)的那些,

    

    其中

    ·R1是氢、甲基、乙基或苯基,R2和R3每一个彼此独立地是氢或甲基。

    其他可能的离子液体是其中阳离子[A]+是1,2,4-三唑鎓离子(XVIIq)、(XVIIq’)或(XVIIq”)的那些,

    

    其中

    ·R1和R2每一个彼此独立地是氢、甲基、乙基或苯基,R3是氢、甲基或苯基。

    进一步可能的离子液体是其中阳离子[A]+是1,2,3-三唑鎓离子(XVIIr)、(XVIIr’)或(XVIIr”)的那些,

    

    其中

    ·R1是氢、甲基或乙基,R2和R3每一个彼此独立地是氢或甲基,或R2和R3一起是亚1,4-丁-1,3-二烯基。

    还可能的离子液体是其中阳离子[A]+是吡咯烷鎓离子(XVIIs)的那些,

    

    其中

    ·R1是氢、甲基、乙基或苯基,R2~R9每一个彼此独立地是氢或甲基。还可能的离子液体是其中阳离子[A]+是咪唑烷鎓离子(XVIIt)的那些,

    

    其中

    ·R1和R4每一个彼此独立地是氢、甲基、乙基或苯基,R2和R3和R5~R8每一个彼此独立地是氢或甲基。

    进一步可能的离子液体是其中阳离子[A]+是铵离子(IV)的那些,

    

    其中

    ·R1~R3每一个彼此独立地是C1-C18-烷基;或

    ·R1~R3每一个彼此独立地是氢或C1-C18-烷基,R4是2-羟基乙基;或

    ·R1和R2一起是1,5-亚戊基或3-氧杂-1,5-亚戊基,R3是C1-C18-烷基、2-羟基乙基或2-氰基乙基。

    作为特别优选的铵铵离子(IV),还可以提到的有甲基三(1-丁基)铵、2-羟基乙基铵、双(2-羟基乙基)二甲基铵、N,N-二甲基哌啶鎓和N,N-二甲基吗啉鎓。

    还可能的离子液体是其中阳离子[A]+是胍鎓离子(IVv)的那些,

    

    其中

    ·R1~R5每一个是甲基;

    ·R1~R5每一个彼此独立地是C1-C18-烷基;或

    ·R1或R5每一个彼此独立地是氢或C1-C18-烷基或2-羟基乙基。

    作为极特别优选的胍鎓离子(IVy),可以提到的有N,N,N’,N’,N”,N”-六甲基胍鎓。

    进一步可能的离子液体是其中阳离子[A]+是乙醇胺衍生物例如胆碱离子(XVIIw)、或二乙醇胺(XVIIw’)或三乙醇胺(XVIIw”)的那些,

    

    其中

    ·R1和R2每一个彼此独立地是甲基、乙基、1-丁基或1-辛基,R3是氢、甲基、乙基、乙酰基、-SO2OH或-PO(OH)2;

    ·R1是甲基、乙基、1-丁基或1-辛基,R2是-CH2-CH2-OR4基团,R3和R4每一个彼此独立地是氢、甲基、乙基、乙酰基、-SO2OH或-PO(OH)2;或

    ·R1是-CH2-CH2-OR4基团,R2是-CH2-CH2-OR5基团,R3~R5每一个彼此独立地是氢、甲基、乙基、乙酰基、-SO2OH或-PO(OH)2;

    ·R1是甲基、乙基、1-丁基、1-辛基、乙酰基、-SO2OH或-PO(OH)2,R3~R5彼此独立地是氢、甲基、乙基、乙酰基、-SO2OH、-PO(OH)2或-(CnH2nO)mR1,其中n=1~5和m=1~100。

    还优选以下化合物,其中R、R1和R2是具有1~4个碳原子的烷基,特别优选甲基,且R3和/或R4是具有8~22个碳原子、优选12~18个碳原子的饱和或不饱和的脂肪酸或酰基。还可以存在酰基或脂肪酸基团的混合物(特别是,例如,以天然存在的比例)。

    在式(XVIIw”)的情况下,极特别优选的是R、R1、R2每一个是具有1~4个碳原子的烷基,尤其是甲基,R3是脂肪酸基团,R4和R5每一个是脂肪酸基团或氢。

    进一步可能的离子液体是其中阳离子[A]+是鏻离子(VI)的那些,其中

    ·R1~R3每一个彼此独立地是C1-C18-烷基,特别是丁基、异丁基、1-己基或1-辛基。

    在上述阳离子中,优选吡啶鎓离子(XVIIa)、咪唑鎓离子(XVI)和铵离子(IV),特别是1-甲基吡啶鎓、1-乙基吡啶鎓、1-(1-丁基)吡啶鎓、1-(1-己基)吡啶鎓、1-(1-辛基)吡啶鎓、1-(1-己基)吡啶鎓、1-(1-辛基)吡啶鎓、1-(1-十二烷基)吡啶鎓、1-(1-十四烷基)吡啶鎓、1-(1-十六烷基)吡啶鎓、1,2-二甲基吡啶鎓、1-乙基-2-甲基吡啶鎓、1-(1-丁基)-2-甲基吡啶鎓、1-(1-己基)-2-甲基吡啶鎓、1-(1-辛基)-2-甲基吡啶鎓、1-(1-十二烷基)-2-甲基吡啶鎓、1-(1-十四烷基)-2-甲基吡啶鎓、1-(1-十六烷基)-2-甲基吡啶鎓、1-甲基-2-乙基吡啶鎓、1,2-二乙基吡啶鎓、1-(1-丁基)-2-乙基吡啶鎓、1-(1-己基)-2-乙基吡啶鎓、1-(1-辛基)-2-乙基吡啶鎓、1-(1-十二烷基)-2-乙基吡啶鎓、1-(1-十四烷基)-2-乙基吡啶鎓、1-(1-十六烷基)-2-乙基吡啶鎓、1,2-二甲基-5-乙基吡啶鎓、1,5-二乙基-2-甲基吡啶鎓、1-(1-丁基)-2-甲基-3-乙基吡啶鎓、1-(1-己基)-2-甲基-3-乙基吡啶鎓、1-(1-辛基)-2-甲基-3-乙基吡啶鎓、1-(1-十二烷基)-2-甲基-3-乙基吡啶鎓、1-(1-十四烷基)-2-甲基-3-乙基吡啶鎓、1-(1-十六烷基)-2-甲基-3-乙基吡啶鎓、1-甲基咪唑鎓、1-乙基咪唑鎓、1-(1-丁基)咪唑鎓、1-(1-辛基)咪唑鎓、1-(1-十二烷基)咪唑鎓、1-(1-十四烷基)咪唑鎓、1-(1-十六烷基)咪唑鎓、1,3-二甲基咪唑鎓、1-乙基-3-甲基咪唑鎓、1-(1-丁基)-3-甲基咪唑鎓、1-(1-己基)-3-甲基咪唑鎓、1-(1-辛基)-3-甲基咪唑鎓、1-(1-十二烷基)-3-甲基咪唑鎓、1-(1-十四烷基)-3-甲基咪唑鎓、1-(1-十六烷基)-3-甲基咪唑鎓、1,2-二甲基咪唑鎓、1,2,3-三甲基咪唑鎓、1-乙基-2,3-二甲基咪唑鎓、1-(1-丁基)-2,3-二甲基咪唑鎓、1-(1-己基)-2,3-二甲基咪唑鎓、1-(1-辛基)-2,3-二甲基咪唑鎓、1,4-二甲基咪唑鎓、1,3,4-三甲基咪唑鎓、1,4-二甲基-3-乙基咪唑鎓,3-丁基咪唑鎓、1,4-二甲基-3-辛基咪唑鎓、1,4,5-三甲基咪唑鎓、1,3,4,5-四甲基咪唑鎓、1,4,5-三甲基-3-乙基咪唑鎓、1,4,5-三甲基-3-丁基咪唑鎓、1,4,5-三甲基-3-辛基咪唑鎓和2-羟基乙基铵。

    式(IIIa)~(IIIj)中的金属阳离子[M1]+、[M2]+、[M3]+、[M4]2+和[M5]3+通常是元素周期表第1、2、6、7、8、9、10、11、12和13族的金属阳离子。适合的金属阳离子例如是Li+、Na+、K+、Cs+、Mg2+、Ca2+、Ba2+、Cr3+、Fe2+、Fe3+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Ag+、Zn2+和Al3+。

    根据本发明使用的离子液体在每种情况下包括至少一种上述阳离子与至少一种阴离子。可能的阴离子原则上是经与阳离子络合产生离子液体的所有阴离子。

    离子液体的阴离子[Y]n-例如选自:

    ·以下通式的含卤离子和卤素的化合物:F-、Cl-、Br-、I-、BF4-、PF6-、AlCl4-、Al2Cl7-、Al3Cl10-、AlBr4-、FeCl4-、BCl4-、SbF6-、AsF6-、ZnCl3-、SnCl3-、CuCl2-、CF3SO3-、(CF3SO3)2N-、CF3CO2-、CCl3CO2-、CN-、SCN-、OCN-、NO2-、NO3-、N(CN)-;

    ·以下通式的硫酸根、亚硫酸根和磺酸根:SO42-、HSO4-、SO32-、HSO3-、RaOSO3-、RaSO3-;

    ·以下通式的磷酸根:PO43-、HPO42-、H2PO4-、RaPO42-、HRaPO4-、RaRbPO4-

    ·以下通式的膦酸根和亚膦酸根:RaHPO3-、RaRbPO2-、RaRbPO3-;

    ·以下通式的亚磷酸根:PO33-、HPO32-、H2PO3-、RaPO32-、RaHPO3-、RaRbPO3-;

    ·以下通式的二氧亚膦酸根(phosphonite)和次亚膦酸根:RaRbPO2-、RaHPO2-、RaRbPO-、RaHPO-;

    ·以下通式的羧酸根:RaCOO-;

    ·以下通式的硼酸根:BO33-、HBO32-、H2BO3-、RaRbBO3-、RaHBO3-、RaBO32-、B(ORa)(ORb)(ORc)(ORd)-、B(HSO4)-、B(RaSO4)-;

    ·以下通式的硼酸酯基团:RaBO22-、RaRbBO-;

    ·以下通式的碳酸根和碳酸酯基团:HCO3-、CO32-、RaCO3-;

    ·以下通式的硅酸根和硅酸酯基团:SiO44-、HSiO43-、H2SiO42-、H3SiO4-、RaSiO43-、RaRbSiO42-、RaRbRcSiO4-、HRaSiO42-、H2RaSiO4-、HRaRbSiO4-;

    ·以下通式的烷基硅烷盐或芳基硅烷盐:RaSiO33-、RaRbSiO22-、RaRbRcSiO-、RaRbRcSiO3-、RaRbRcSiO2-、RaRbSiO32-;

    ·以下通式的羧酰亚胺、双(磺酰基)酰亚胺和磺酰基酰亚胺基团:

    

    ·以下通式的甲基化物基团:

    

    ·以下通式的烷醇盐或芳醇盐基团:RaO-;

    ·通式[MrHalt]s-的卤代金属盐,其中M是金属,Hal是氟、氯、溴或碘,r和t是正整数并表明络合物的化学计量量,s是正整数并表明络合物上的电荷;

    ·以下通式的硫离子、硫氢根、多硫离子、多硫氢根和硫醇盐离子:

    S2-、HS-、[Sv]2-、[HSv]-、[RaS]-,其中v是2~10的正整数;

    ·络合金属离子如Fe(CN)63-、Fe(CN)64-、MnO4-、Fe(CO)4-。

    这里,Ra、Rb、Rc和Rd每一个彼此独立地是,

    ·氢;

    ·C1-C30-烷基或芳基-、杂芳基-、环烷基-、卤素-、羟基-、氨基-、羧基-、甲酰基-、-O-、-CO-、-CO-O-或-CO-N<取代的衍生物,例如甲基、乙基、1-丙基、2-丙基、1-丁基、2-丁基、2-甲基-1-丙基(异丁基)、2-甲基-2-丙基(叔丁基)、1-戊基、2-戊基、3-戊基、2-甲基-1-丁基、3-甲基-1-丁基、2-甲基-2-丁基、3-甲基-2-丁基、2,2-二甲基-1-丙基、1-己基、2-己基、3-己基、2-甲基-1-戊基、3-甲基-1-戊基、4-甲基-1-戊基、2-甲基-2-戊基、3-甲基-2-戊基、4-甲基-2-戊基、2-甲基-3-戊基、3-甲基-3-戊基、2,2-二甲基-1-丁基、2,3-二甲基-1-丁基、3,3-二甲基-1-丁基、2-乙基-1-丁基、2,3-二甲基-2-丁基、3,3,-二甲基-2-丁基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、二十一烷基、二十二烷基、二十三烷基、二十四烷基、二十五烷基、二十六烷基、二十七烷基、二十八烷基、二十九烷基、三十烷基、苯基甲基(苄基)、二苯基甲基、三苯基甲基、2-苯基乙基、3-苯基丙基、环戊基甲基、2-环戊基乙基、3-环戊基丙基、环己基甲基、2-环己基乙基、3-环己基丙基、甲氧基、乙氧基、甲酰基、乙酰基或CqF2(q-a)(1-b)H2a+b,其中q<30、0≤a≤q和b=0或1(例如CF3、C2F5、CH2CH2-C(q-2)F2(q-2)+1、C6F13、C8F17、C10F21、C12F25);

    ·C3-C12-环烷基或芳基-、杂芳基-、环烷基-、卤素-、羟基-、氨基-、羧基-、甲酰基-、-O-、-CO-或-CO-O-取代的衍生物,例如环戊基、2-甲基-1-环戊基、3-甲基-1-环戊基、环己基、2-甲基-1-环己基、3-甲基-1-环己基、4-甲基-1-环己基或CqF2(q-a)-(1-b)H2a-b,其中q≤30、0≤a≤q和b=0或1;

    ·C2-C30-烯基或芳基-、杂芳基-、环烷基-、卤素-、羟基-、氨基-、羧基-、甲酰基-、-O-、-CO-或-CO-O-取代的衍生物,例如2-丙烯基、3-丁烯基、顺式-2-丁烯基、反式-2-丁烯基或CqF2(q-a)-(1-b)H2a-b,其中q≤30、0≤a≤q和b=0或1;

    ·C3-C12-环烯基或芳基-、杂芳基-、环烷基-、卤素-、羟基-、氨基-、羧基-、甲酰基-、-O-、-CO-或-CO-O-取代的衍生物,例如3-环戊烯基、3-环己烯基、3-环己烯基、2,5-环己二烯基或CqF2(q-a)-3(1-b)H2a-3b,其中q≤30、0≤a≤q和b=0或1;

    ·具有2~30个碳原子的芳基或杂芳基、或烷基-、芳基-、杂芳基-、环烷基-、卤素-、羟基-、氨基-、羧基-、甲酰基-、-O-、-CO-或-CO-O-取代的衍生物,例如苯基、2-甲基苯基(2-甲苯基)、3-甲基苯基(3-甲苯基)、4-甲基苯基、2-乙基苯基、3-乙基苯基、4-乙基苯基、2,3-二甲基苯基、2,4-二甲基苯基、2,5-二甲基苯基、2,6-二甲基苯基、3,4-二甲基苯基、3,5-二甲基苯基、4-苯基苯基、1-萘基、2-萘基、1-吡咯基、2-吡咯基、3-吡咯基、2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基或C6F(5-a)Ha,其中0≤a≤5;或

    ·两个基团形成不饱和的、饱和的或芳香环,可以被官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代,并可以插入一个或多个氧和/或硫原子和/或一个或多个取代的或未取代的亚氨基。

    可能的阴离子例如是氯离子;溴离子;碘离子;硫氰酸根;六氟磷酸根;三氟甲烷磺酸根;甲烷磺酸根;甲酸根;乙酸根;乙醇酸根;乳酸根;草酸根;柠檬酸根;苹果酸根;马来酸根;酒石酸根;扁桃酸根;硝酸根;亚硝酸根;三氟乙酸根;硫酸根;硫酸氢根;甲基硫酸根;乙基硫酸根;1-丙基硫酸根;1-丁基硫酸根;1-己基硫酸根;1-辛基硫酸根;磷酸根;二氢磷酸根;氢磷酸根;C1-C4-二烷基磷酸根;丙酸根;四氯铝酸根;Al2Cl7-;氯锌酸根;氯高铁酸根;双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺;双(五氟乙基磺酰基)酰亚胺;双(甲基磺酰基)酰亚胺;双(p-甲苯磺酰基)酰亚胺;三(三氟甲基磺酰基)甲基化物;双(五氟乙基磺酰基)甲基化物;p-甲苯磺酸根;四羰基钴酸根;二甘醇单甲基醚硫酸根;油酸根;硬脂酸根;丙烯酸根;甲基丙烯酸根;马来酸根、氢柠檬酸根;乙烯基膦酸根;双(五氟乙基)亚膦酸根;硼酸根,如二[水杨酸合(2-)]硼酸根;二[草酸合(2-)]硼酸根、二[1,2-苯二酚合(2-)-O,O’]硼酸根、四氰硼酸根、四氟硼酸根;二氰胺;三(五氟乙基)三氟磷酸根;三(七氟丙基)三氟磷酸根、环芳基磷酸根如儿茶酚磷酸根(C6H4O2)P(O)O-和氯钴酸根。

    优选的阴离子选自但不限于卤离子、双(全氟烷基磺酰基)酰胺和双(全氟烷基磺酰基)酰亚胺如双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺、烷基甲苯磺酸根和芳基甲苯磺酸根、全氟烷基甲苯磺酸根、硝酸根、硫酸根、硫酸氢根、烷基硫酸根和芳基硫酸根、聚醚硫酸根和聚醚磺酸根、全氟烷基硫酸根、磺酸根、烷基磺酸根和芳基磺酸根、全氟化烷基磺酸根和芳基磺酸根、烷基羧酸根和芳基羧酸根、全氟烷基羧酸根、高氯酸根、四氯铝酸根、糖酸根、二氰胺、硫氰酸根、异硫氰酸根、四苯基硼酸根、四(五氟苯基)硼酸根、四氟硼酸根、六氟磷酸根、聚醚磷酸根和磷酸根。

    极特别优选的阴离子是:

    氯离子、溴离子、硫酸氢根、四氯铝酸根、硫氰酸根、甲基硫酸根、乙基硫酸根、甲烷磺酸根、甲酸根、乙酸根、乙醇酸根、乳酸根、二甲基磷酸根、二乙基磷酸根、p-甲苯磺酸根、四氟硼酸根和六氟磷酸根。

    在本发明更优选的实施方案中,使用含有1,3-二烷基咪唑鎓、1,2,3-三烷基咪唑鎓、1,3-二烷基咪唑啉鎓或1,2,3-三烷基咪唑啉鎓阳离子与选自卤离子、双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺、全氟烷基甲苯磺酸根、烷基硫酸根和烷基磺酸根、全氟化烷基磺酸根和烷基硫酸根、全氟烷基羧酸根、高氯酸根、二氰胺、硫氰酸根、异硫氰酸根、四苯基硼酸根、四(五氟苯基)硼酸根、四氟硼酸根、六氟磷酸根、乙酸根、乙醇酸根、乳酸根的阴离子组合的离子液体或其混合物。

    此外,还可以使用简单的市售无环季铵盐,如IL T16ES、IL K5MS、IL DS或IL 2MS(Evonik Goldschmidt GmbH产品)。

    本发明使用的特别优选的离子液体是:

    1-丁基-3-甲基咪唑鎓2-(2-甲氧基乙氧基)乙基硫酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓乙酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓乙酸盐、四丁基苯甲酸铵、三己基十四烷基鏻双(2,4,4-三甲基戊基)亚膦酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓双(五氟乙基磺酰基)酰亚胺、1-丁基-1-甲基吡咯烷鎓双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺、1-丁基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺、1-丁基-3-甲基吡啶鎓双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺、1,2-二甲基-3-丙基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺、1-乙基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺、3-甲基-1-丙基吡啶鎓双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺、甲基三辛基铵双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺、四丁基铵双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺、三己基十四烷基鏻双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺、1-丁基-1-甲基吡咯烷鎓溴化物、1-丁基吡啶鎓溴化物、1-乙基-3-甲基咪唑鎓溴化物、4-甲基-N-丁基吡啶鎓溴化物、四丁基溴化铵、四丁基鏻溴化物、四庚基溴化铵、四己基溴化铵、四辛基溴化铵、四辛基溴化鏻、四戊基溴化铵、三丁基十六烷基溴化鏻、1-烯丙基-3-甲基咪唑鎓氯化物、1-苄基-3-甲基咪唑鎓氯化物、1-丁基-1-甲基吡咯烷鎓氯化物、1-丁基-2,3-二甲基咪唑鎓氯化物、1-丁基-3-甲基咪唑鎓氯化物、1-丁基-4-甲基吡啶鎓氯化物、1-乙基-2,3-二甲基咪唑鎓氯化物、1-乙基-3-甲基咪唑鎓氯化物、1-己基-3-甲基咪唑鎓氯化物、1-甲基-3-辛基咪唑鎓氯化物、甲基咪唑鎓氯化物、四丁基氯化铵、四丁基氯化鏻、四庚基氯化铵、四辛基氯化铵、三己基十四烷基氯化鏻、丁基铵α-氰基-4-氢化肉桂酸盐、二乙基铵α-氰基-4-氢化肉桂酸盐、三己基十四烷基鏻癸酸盐、1-丁基-1-甲基吡咯烷鎓双氰胺、1-丁基-3-甲基咪唑鎓双氰胺、1-乙基-3-甲基咪唑鎓双氰胺、三己基十四烷基鏻双氰胺、1-乙基-2,3-二甲基咪唑鎓乙基硫酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓乙基硫酸盐、1-苄基-3-甲基咪唑鎓六氟磷酸盐、1-丁基-2,3-二甲基咪唑鎓六氟磷酸盐、1-丁基-3-(3,3-十三氟辛基)咪唑鎓六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓六氟磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓六氟磷酸盐、1-己基-3-甲基咪唑鎓六氟磷酸盐、1-甲基-3-(3,3-十三氟辛基)咪唑鎓六氟磷酸盐、1-丁基-4-甲基吡啶鎓六氟磷酸盐、1-甲基-3-辛基咪唑鎓六氟磷酸盐、三己基十四烷基鏻六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓氢硫酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓氢硫酸盐、甲基咪唑鎓氢硫酸盐、1-十二烷基-3-甲基咪唑鎓氢硫酸盐、1-十二烷基-3-甲基咪唑碘化鎓、四己基碘化铵、1-丁基-3-甲基咪唑鎓甲磺酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓甲磺酸盐、四丁基甲磺酸铵、四丁基鏻甲磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓甲基硫酸盐、1,3-二甲基咪唑鎓甲基硫酸盐、甲基三丁基甲基硫酸铵、1-乙基-3-甲基咪唑鎓甲基硫酸盐、1,2,3-三甲基咪唑鎓甲基硫酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓硝酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓硝酸盐、四丁基九氟丁烷磺酸铵、四丁基十七氟辛烷磺酸铵、1-丁基-3-甲基咪唑鎓辛基硫酸盐、4-(3-丁基-1-咪唑基)丁烷-1-磺酸盐、3-(三苯基磷基)丙烷-1-磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓四氯铝酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓四氯铝酸盐、1-苄基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐、1-丁基-2,3-二甲基咪唑鎓四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐、1-己基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐、1-甲基-3-辛基咪唑鎓四氟硼酸盐、1-丁基-1-甲基吡咯烷鎓四氟硼酸盐、1-丁基-4-甲基吡啶鎓四氟硼酸盐、四丁基四氟硼酸铵、四己基四氟硼酸铵、四丁基四氟硼酸鏻盐、三己基十四烷基四氟硼酸鏻、1-丁基-3-甲基咪唑鎓硫氰酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓硫氰酸盐、四戊基硫氰酸铵、三辛基甲基硫代水杨酸铵、1-丁基-3-甲基咪唑鎓对甲苯磺酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓对甲苯磺酸盐、四丁基对甲苯磺酸鏻、三异丁基甲基对甲苯磺酸鏻、3-(三苯基磷基)丙烷-1-磺酸对甲苯磺酸盐、四乙基三氟乙酸铵、4-(3-丁基-1-咪唑)丁烷-1-磺酸三氟甲磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓三氟甲磺酸盐、1-乙基-2,3-二甲基咪唑鎓三氟甲磺酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓三氟甲磺酸盐、1-己基-3-甲基咪唑鎓三氟甲磺酸盐、1-甲基-3-辛基咪唑鎓三氟甲磺酸盐、四乙基三氟甲磺酸铵、1,2,3-三甲基咪唑鎓三氟甲磺酸盐、1-羟基乙基-3-甲基咪唑鎓2-(2-甲氧基乙氧基)乙基硫酸盐、1-羟基乙基-3-甲基咪唑鎓乙酸盐、1-羟基乙基-3-甲基咪唑鎓三氟乙酸盐、1-羟基乙基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺、1-羟基乙基-3-甲基咪唑鎓溴化物、1-羟基乙基-3-甲基咪唑鎓氯化物、1-羟基乙基-3-甲基咪唑鎓癸酸盐、1-羟基乙基-3-甲基咪唑鎓双氰胺、1-羟基乙基-3-甲基咪唑鎓六氟磷酸盐、1-羟基乙基-3-甲基咪唑鎓氢硫酸盐、1-羟基乙基-3-甲基咪唑鎓碘化物、1-羟基乙基-3-甲基咪唑鎓甲磺酸盐、1-羟基乙基-3-甲基咪唑鎓甲基硫酸盐、1-羟基乙基-3-甲基咪唑鎓乙基硫酸盐、1-羟基乙基-3-甲基咪唑鎓硝酸盐、1-羟基乙基-3-甲基咪唑鎓磷酸盐、1-羟基乙基-3-甲基咪唑鎓辛基硫酸盐、1-羟基乙基-3-甲基咪唑鎓四氯铝酸盐、1-羟基乙基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐、1-羟基乙基-3-甲基咪唑鎓硫氰酸盐、1-羟基乙基-3-甲基咪唑鎓水杨酸盐、1-羟基乙基-3-甲基咪唑鎓硫代水杨酸盐、1-羟基乙基-3-甲基咪唑鎓对甲苯磺酸盐、1-羟基乙基-3-甲基咪唑鎓三氟甲磺酸盐、1-羟基乙基-3-甲基咪唑鎓乳酸盐、1-羟基乙基-3-甲基咪唑鎓乙醇酸盐、1-羟基乙基-3-甲基咪唑鎓柠檬酸盐、1-羟基乙基-3-甲基咪唑鎓草酸盐、1-羟基乙基-3-甲基咪唑鎓酒石酸盐、双(羟基乙基)二甲基乙酸铵、双(羟基乙基)二甲基三氟乙酸铵、双(羟基乙基)二甲基铵双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺、双(羟基乙基)二甲基溴化铵、双(羟基乙基)二甲基氯化铵、双(羟基乙基)二甲基癸酸铵、双(羟基乙基)二甲基铵双氰胺、双(羟基乙基)二甲基六氟磷酸铵、双(羟基乙基)二甲基氢硫酸铵、双(羟基乙基)二甲基碘化铵、双(羟基乙基)二甲基甲磺酸铵、双(羟基乙基)二甲基甲基硫酸铵、双(羟基乙基)二甲基乙基硫酸铵、双(羟基乙基)二甲基硝酸铵、双(羟基乙基)二甲基磷酸铵、双(羟基乙基)二甲基辛基硫酸铵、双(羟基乙基)二甲基四氯铝酸铵、双(羟基乙基)二甲基四氟硼酸铵、双(羟基乙基)二甲基硫氰酸铵、双(羟基乙基)二甲基水杨酸铵、双(羟基乙基)二甲基硫代水杨酸铵、双(羟基乙基)二甲基对甲苯磺酸铵、双(羟基乙基)二甲基三氟甲磺酸铵、双(羟基乙基)二甲基乳酸铵、双(羟基乙基)二甲基乙醇酸铵、双(羟基乙基)二甲基柠檬酸铵、双(羟基乙基)二甲基草酸铵、双(羟基乙基)二甲基酒石酸铵。

    通常,当使用离子液体与碱金属盐的混合比为1∶10~10∶1的混合物时,获得了表面电阻的显著降低。在这种混合物中,碱金属盐应该存在的比例为0.1~75重量%,优选比例为0.5~50重量%,特别优选比例为5~30重量%。

    在用于平坦结构的人造石中根据本发明使用的盐是本领域中通常使用的简单或复杂化合物,例如和尤其是以下阴离子的碱金属盐:双(全氟烷基磺酰基)酰胺或双(全氟烷基磺酰基)酰亚胺,例如双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺、烷基甲苯磺酸根和芳基甲苯磺酸根、全氟烷基甲苯磺酸根、硝酸根、硫酸根、硫酸氢根、烷基硫酸根和芳基硫酸根、聚醚硫酸根和聚醚磺酸根、全氟烷基硫酸根、磺酸根、烷基磺酸根和芳基磺酸根、全氟化烷基磺酸根和芳基磺酸根、烷基羧酸根和芳基羧酸根、全氟烷基羧酸根、高氯酸根、四氯铝酸根、糖酸根,优选的阴离子是硫氰酸根、异硫氰酸根、二氰胺、四苯基硼酸根、四(五氟苯基)硼酸根、四氟硼酸根、六氟磷酸根、磷酸根和聚醚磷酸根。

    优选的混合物尤其是含有NaSCN或NaN(CN)2和KPF6作为碱金属盐和咪唑啉鎓盐或咪唑鎓盐的那些作为离子液体,优选1-乙基-3-甲基咪唑鎓乙基硫酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓六氟磷酸盐,作为离子液体的是1-乙基-3-甲基咪唑鎓乙基硫酸盐/NaN(CN)2或1-乙基-3-甲基咪唑鎓六氟磷酸盐/NaN(CN)2。

    本发明提供各种变体,其中用于平坦结构的人造石的构成基质包括不超过25重量%的至少一种聚合物基质和反应性硅烷,所述聚合物基质含有聚氨酯、环氧树脂、聚酯树脂、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和/或乙烯基酯,所述反应性硅烷例如是甲基丙烯酰基硅烷。与厚地板涂层相比,本发明提供了人造石的构成基质包括至少60重量%的经研磨的固体,例如大理石、石英或花岗岩,以及例如玻璃或陶瓷或硬塑料。此外,可以存在优选具有导电性能的填料和/或颜料。这里的可能性特别是碳纤维如基于聚丙烯腈(PAN)的碳纤维、沥青和石墨、炭黑、金属氧化物和金属合金氧化物。用赋予导电性能的成分涂布的填料和颜料也同样适用。在这种情况下,石墨、炭黑和金属氧化物或金属合金氧化物是特别适合的。

    在聚合物基质中包括经研磨的固体的完全固化的人造石的特征在于,如有需要可以使用本领域技术人员已知的方法研磨和/或抛光,以便获得美感上所需的表面结构,但没有不利地影响抗静电性能。

    需要抗静电处理的(原)人造石其特征在于,比表面电阻为1011欧姆以上,并因而显著高于由聚合物制成的厚地板涂层的电阻。

    如果人造石用作地砖贴砖或厚板的形式,例如桌板,则平坦结构的厚度特别优选为0.2cm~5cm。

    取决于应用,新型人造石的层厚的下限可以为0.2cm,上限可达到100cm,优选0.5~10cm,特别优选0.6~5.0cm,这些同样是适合的。

    除了地板贴砖本身,本发明还包括其在建筑化学领域中的用途,特别是电子和电气行业的会馆和商业大厦。此外,要求保护的人造石适于建筑物的平坦结构和因静电荷造成危害的相当普遍的应用领域,并因此也需要特别的防爆保护。

    总体而言,用于平坦结构的人造石其特征在于,其不再获得任何明显的静电电荷,尤其是可以利用适当混合的添加剂以及进一步的导电成分精确地匹配各种用途。由于特定的成分,这种人造石可以廉价地生产,也可以用在迄今为止似乎很适合的仅薄层表面涂层的应用领域。

    本发明还提供人造石粘合剂、胶泥或水泥砂浆,除了在平坦结构中使用的经研磨的固体之外,它们还可以任选地含有由离子液体和任选地金属盐构成的抗静电作用组合物。

    人造石和任选地人造石粘合剂、胶泥或水泥砂浆使用的经研磨的固体其粒径为0.001mm~20mm,优选0.01mm~5mm。

    以下的实施例说明了本发明的优点。

    本发明的教导的进一步实施方案可以在权利要求书中找到,在此将其中的全部公开内容援引加入本说明书中。

    实验部分:

    以下实施例仅用于说明目的,但不限制本发明的主题。除非特别注明,百分比或份数均按重量计。

    实施例

    在根据本发明的配制物1和2中,使用以下组合的抗静电剂:

    使用磁力搅拌器制备离子液体和导电盐(抗静电剂3和4)的混合物。对于抗静电剂1,使用离子液体1-乙基-3-甲基咪唑啉鎓乙烷磺酸盐,对于抗静电剂2,使用离子液体二-(2-羟乙基)二甲基乙烷磺酸铵。在抗静电剂3的情形中,将组分乙基双(聚乙氧基乙醇)牛脂烷基乙基硫酸铵(IL T16ES)作为离子液体与5重量%的作为导电盐的硫氰酸铵混合。对于抗静电剂4,使用包含1,3-二甲基咪唑鎓甲基硫酸盐作为离子液体和二氰胺作为导电盐的混合物。

    配制物1:

    78重量%的研磨的大理石

    15重量%的聚酯树脂(由98份的聚酯树脂和2份的甲基(丙烯酰基)氧基丙基三甲氧基硅烷(MEMO)构成)

    5重量%的颜料

    2重量%的抗静电剂

    所有组分在捏合机中混合在一起,并在固化聚酯树脂之前捏合形成均质组合物。然后将组合物倒出,铺在一定区域上,在适当时使用(浇注)模具,并在适当时,使表面光滑。

    固化后,该平坦结构可以切割成贴砖或厚板形式。

    与没有加入抗静电剂制造的样品相比,导电性显著增大,或者表面电阻显著降低。

    配制物2:

    77重量%的研磨的花岗岩

    15重量%的聚酯树脂(由98份的聚酯树脂和2份的MEMO构成)

    5重量%的颜料

    3重量%的抗静电剂

    所有组分在捏合机中混合在一起,并在固化聚酯树脂之前捏合形成均质组合物。然后将组合物倒出,铺在一定区域上,在适当时使用(浇注)模具,并在适当时,使表面光滑。

    固化后,该平坦结构可以切割成贴砖或厚板形式。

    与没有加入抗静电剂制造的样品相比,导电性显著增大,或者表面电阻显著降低。

    比较配制物:

    80重量%的研磨的花岗岩

    15重量%的聚酯树脂(由98份的聚酯树脂和2份的MEMO构成)

    5重量%的颜料

    所有组分在捏合机中混合在一起,并在固化聚酯树脂之前捏合形成均质组合物。然后将组合物倒出,铺在一定区域上,在适当时使用(浇注)模具,并在适当时,使表面光滑。

    固化后,该平坦结构可以切割成贴砖或厚板形式。

    与加入抗静电剂制造的样品相比,导电性显著降低,或者表面电阻显著增大。

    

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本发明提供用于具有抗静电性能的平坦结构的人造石,其含有离子液体或金属盐在离子液体中的溶液作为抗静电组分,还提供其用途和制备方法。。

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