一種抗靜電聚丙烯材料及其製備方法

2023-10-17 10:01:04 1

專利名稱：一種抗靜電聚丙烯材料及其製備方法
技術領域：
本發明屬於高分子材料改性技術領域和加工技術領域，涉及一種聚丙烯材料及其製備方法。
背景技術：
聚丙烯(PP)是一種熱塑性塑料，比重輕，成品表面硬度大，彈性高，耐熱性、化學穩定性、絕緣性良好，被廣泛應用於生產、生活的諸多領域。然而其體積電阻率在IO16 IO20 Ω · cm的範圍，在使用過程中容易產生靜電危害，從而限制了其在電子、石油化工、醫療等領域的應用。PP中空板是以聚丙烯為主要原料，經擠出機熔融擠壓成型得到的一種薄板。PP中空板因具有無毒、無味、防潮、耐腐蝕、重量輕、強度高、環保等特點，在各個行業都獲得廣泛的應用。但是PP中空板不抗靜電，極大的限制了其在電子電器產品包裝中的應用。目前賦予聚丙烯材料抗靜電性能的方法主要有兩種一是在聚丙烯表面塗覆抗靜電劑，該方法的缺點是材料表面的抗靜電劑容易脫落，抗靜電周期短；二是採用共混法，將聚丙烯與抗靜電劑熔融共混，這樣得到的聚丙烯複合材料既具有抗靜電性能，有具有良好的力學性能。共混法得到的改性材料主要是利用抗靜電劑在材料表面吸附水分，降低表面電阻率來達到抗靜電的目的。普通的低分子量抗靜電劑耐久性差，不耐擦洗，對環境溼度的依賴性大。高分子永久型抗靜電劑抗靜電效果持久，無誘導期，不受擦拭和洗滌等條件影響，但是價格較高。碳纖維具有良好的導電性、耐腐蝕性等性能，是良好的抗靜電添加劑。

發明內容
本發明的目的在於針對現有技術的缺陷而提供一種具有優良的抗靜電性能的聚丙烯材料及其製備方法。為實現上述目的，本發明採用的技術方案如下一種聚丙烯材料，該原料包括以下組分及其重量份數聚丙烯78 90份，碳纖維8 15份，相容劑1 8份，抗氧劑0. 2 O. 4份。所述的聚丙烯為流動性不同的共聚聚丙烯或均聚聚丙烯中的一種或幾種的混合物，在230°C X2. 16kg的條件下，其熔體流動速率為I 100g/10min。所述的碳纖維是連續性碳纖維或者短纖維。所述的抗氧劑包括主抗氧劑和輔抗氧劑。所述的主抗氧劑可以選用受阻酚或硫酯類抗氧劑中的一種或者幾種，優選抗氧劑1010，化學名稱四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，以及抗氧劑 1076，化學名稱β-(4』 -羥基_3』，5』 - 二叔丁基苯基)丙酸十八醇酯。所述的輔抗氧劑選自亞磷酸鹽或酯類抗氧劑中的一種或者幾種，優選抗氧劑168， 化學名稱:三(2，4_ 二叔丁基苯基)亞磷酸酯。所述相容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯，密度為O. 89 O. 91g/cm3,接枝率為O. 5 3% ;優選合肥傑事傑新材料股份有限公司生產的PP-G。一種上述聚丙烯材料的製備方法，該方法包括以下步驟(I)按上述比例將聚丙烯、相容劑、抗氧劑，放入高速混合機中混合3 5分鐘；(2)然後將上述混合物加入擠出機中，將所述碳纖維從入纖口加到雙螺杆擠出機中擠出，控制雙螺杆擠出機的料筒溫度在200 250°C範圍內；(3)擠出條通過循環水槽冷卻至室溫，經過吹風機乾燥後進入切粒機造粒得到上述抗靜電聚丙烯材料。本發明的聚丙烯材料，其性能符合抗靜電PP中空板材料的性能要求，因此,本發明的技術方案包括本發明的聚丙烯材料作為抗靜電PP中空板材料的用途。本發明的優點是I、本發明使用的碳纖維添加量少，具有永久抗靜電性能。2、本發明所製備的聚丙烯材料在保證材料抗靜電性能的同時，還可以提高材料的拉伸強度和彎曲強度。3、本發明提出的改善聚丙烯複合材料的抗靜電性能的方法製備工藝簡單、生產成本低。4、本發明的方法得到的聚丙烯材料用於生產中空板，能夠使中空板的體積電阻率下降到IO3 108Ω · Cm，可以用於包裝電子電器產品。
具體實施例方式以下結合實施例對本發明作進一步的說明。在實施例以及對比例複合材料的配方中，聚丙烯為上海揚子石油化工股份有限公司生產的嵌段共聚聚丙烯，商品名為YPJ-1215C，其熔融指數為15g/10min(測試條件 230°C X2. 16kg)。所述的碳纖維為長纖維。所述的相容劑為合肥傑事傑新材料有限公司生產的PP-G，接枝率為0.6%，熔融指數為120g/10min (測試條件230°C X 2. 16kg)，密度為
O.9g/cm3。所述的主抗氧劑為Ciba公司生產的1010,所述的輔抗氧劑為Ciba公司生產的 168。材料的綜合力學性能通過測試所得的拉伸強度、彎曲強度以及體積電阻率的數值進行判斷。實施例I將88. 8 份 PP YPJ-1215C，3 份 PP-G，O. I 份抗氧劑 1010，O. I 份抗氧劑 168，放入高速混合機中混5分鐘，然後將混合物加入雙螺杆擠出機，將8份所述碳纖維從入纖口牽入， 然後加到雙螺杆擠出機中擠出。雙螺杆擠出機的料筒各區段溫度分別設置為一區205°C、 二區205°C、三區215°C、四區215°C、五區215°C、六區220°C、機頭225°C。擠出條通過循環水槽冷卻至室溫，經過吹風機乾燥後進入切粒機造粒。
實施例2將83. 8 份 PP YPJ-1215C，5 份 PP-G，O. I 份抗氧劑 1010，O. I 份抗氧劑 168，放入高速混合機中混3分鐘，然後將混合物加入雙螺杆擠出機，將11份所述碳纖維從入纖口牽入， 然後加到雙螺杆擠出機中擠出。雙螺杆擠出機的料筒各區段溫度分別設置為一區215°C、 二區215°C、三區220°C、四區225°C、五區230°C、六區235°C、機頭240°C。擠出條通過循環水槽冷卻至室溫，經過吹風機乾燥後進入切粒機造粒。實施例3將78. 8 份 PP YPJ-1215C，6 份 PP-G，O. I 份抗氧劑 1010，O. I 份抗氧劑 168，放入高速混合機中混3分鐘，然後將混合物加入雙螺杆擠出機，將15份所述碳纖維從入纖口牽入， 然後加到雙螺杆擠出機中擠出。雙螺杆擠出機的料筒各區段溫度分別設置為一區220°C、 二區225°C、三區225°C、四區235°C、五區235°C、六區240°C、機頭245°C。擠出條通過循環水槽冷卻至室溫，經過吹風機乾燥後進入切粒機造粒。對比例I將99. 8份PP YPJ-1215C，。· I份抗氧劑1010，O. I份抗氧劑168，放入高速混合機中混5分鐘，然後將混合物加入雙螺杆擠出機中擠出。雙螺杆擠出機的料筒各區段溫度分別設置為一區205°C、二區205°C、三區215°C、四區215°C、五區215°C、六區220°C、機頭 225°C。擠出條通過循環水槽冷卻至室溫，經過吹風機乾燥後進入切粒機造粒。對比例2將94. 8 份 PP YPJ-1215C，5 份 PP-G, O. I 份抗氧劑 1010，O. I 份抗氧劑 168，放入高速混合機中混5分鐘，然後將混合物加入雙螺杆擠出機中擠出。雙螺杆擠出機的料筒各區段溫度分別設置為一區205°C、二區205°C、三區215°C、四區215°C、五區215°C、六區 220°C、機頭225°C。擠出條通過循環水槽冷卻至室溫，經過吹風機乾燥後進入切粒機造粒。各配方的測試結果如表I所示。表I實施例I 3以及對比例I 2性能表
實施例I實施例2實施例3對比例I對比例2檢測標準熔融指數(g/10min)1312111518GB/T 3682密度(g/cm3)O. 971.00I. 03O. 90O. 90GB/T 1033拉伸強度(MPa)3336432125GB/T 1040彎曲強度(MPa)4650582730GB/T 9341彎曲模量(MPa)21082390267010201180GB/T 9341體積電阻率(Ω · cm)6. 8 X IO8I. 5 X IO62. OXlO3IXlO16IXlO16GB/T 1410從實施例I 3和對比例I 2的對比可以看出，加入碳纖維能顯著降低材料的體積電阻率。從實施例I 3的性能數據可以看出，本發明提供的材料具有良好的抗靜電性。該材料經過注塑成中空板，其性能可以達到電子電器包裝材料的要求。 上述的對實施例的描述是為便於該技術領域的普通技術人員能理解和應用本發明。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，並把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經過創造性的勞動。因此，本發明不限於這裡的實施例，本領域技術人員根據本發明的揭示，不脫離本發明範疇所做出的改進和修改都應該在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種聚丙烯材料，其特徵在於該材料包含以下組分及其重量份數聚丙烯78 90份，碳纖維8 15份，相容劑1 8份，抗氧劑0. 2 O. 4份。
2.根據權利要求I所述的聚丙烯材料，其特徵在於所述的聚丙烯為流動性不同的共聚聚丙烯或均聚聚丙烯中的一種或幾種的混合物；在230°C X2. 16kg的條件下，其熔體流動速率為I 100g/10min。
3.根據權利要求I所述的聚丙烯材料，其特徵在於所述的碳纖維是連續性碳纖維或者短纖維。
4.根據權利要求I所述的聚丙烯材料，其特徵在於所述的抗氧劑包括主抗氧劑和輔抗氧劑。
5.根據權利要求4所述的聚丙烯材料，其特徵在於所述的主抗氧劑選自受阻酚或硫酯類抗氧劑中的一種或者幾種；所述的輔抗氧劑選自亞磷酸鹽或酯類抗氧劑中的一種或者幾種。
6.根據權利要求5所述的聚丙烯材料，其特徵在於所述的主抗氧劑選自抗氧劑1010 或抗氧劑1076 ;所述的輔抗氧劑選自抗氧劑168。
7.根據權利要求I所述的聚丙烯材料，其特徵在於所述相容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯，密度為O. 89 O. 91g/cm3，接枝率為O. 5 3%。
8.—種權利要求1-7中任一所述的聚丙烯材料的製備方法，其特徵在於包括以下步驟(1)按權利要求I所述的比例將聚丙烯、相容劑、抗氧劑，放入高速混合機中混合3 5 分鐘；(2)然後將上述混合物加入擠出機中，將所述碳纖維從入纖口加到雙螺杆擠出機中擠出，控制雙螺杆擠出機的料筒溫度在200 250°C範圍內；(3)擠出條通過循環水槽冷卻至室溫，經過吹風機乾燥後進入切粒機造粒得到上述抗靜電聚丙烯材料。
全文摘要
本發明涉及一種抗靜電聚丙烯材料及其製備方法。該材料包含以下原料及其重量份數聚丙烯78～90份，碳纖維8～15份，相容劑1～8份，抗氧劑0.2～0.4份。本發明使用的碳纖維添加量少，具有永久抗靜電性能；且所製備的聚丙烯材料在保證材料抗靜電性能的同時，還可以提高材料的拉伸強度和彎曲強度。另外，本發明提出的改善聚丙烯複合材料的抗靜電性能的方法製備工藝簡單、生產成本低。通過本發明的方法製得的聚丙烯材料用於生產抗靜電中空板，能夠使抗靜電中空板的體積電阻率下降到103～108Ω·cm，可以用於包裝電子電器產品。
文檔編號C08L23/12GK102604232SQ20111002267
公開日2012年7月25日 申請日期2011年1月20日 優先權日2011年1月20日
發明者宋偉華 申請人:合肥傑事傑新材料股份有限公司