CN104031312A - 一种导电聚乙烯及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种导电聚乙烯及其制备方法。所述导电聚乙烯按各组分占的质量百分比主要由如下材料制成：LLDPE55～65％、PE-MAH5～8％、EVA10～15％、导电碳黑20～30％、表面活性剂2～5％、润滑剂0.5～2％以及抗氧剂0.3～0.5％。本发明所述导电聚乙烯导电性优异，表面或体积电阻≤1000Ω，可用于吹膜和制作防静电包装袋。
Description
技术领域
本发明涉及一种导电聚乙烯及其制备方法，属于聚合物改性技术领域。
背景技术
具有导电性的树脂组合物，在产业界广泛普及，已在各种用途、尤其是要求导电性的用途中利用。作为这样的导电性树脂组合物，有例如在各种树脂中将炭黑等导电性填料高充填的组合物，而且经济性也优异，以产业界为中心已广泛地利用。
聚乙烯(PE)树脂，摩擦磨损特性、机械强度优异，已广泛应用，并且含有导电性填充材料的导电性PE树脂组合物也已广泛地普及。近年来，随着精密机器的普及，要求更高的抗静电功能，已逐渐要求以往以上的低摩擦低磨损特性、稳定的导电性。在上述的PE树脂中将以炭黑为代表的导电性填充材料复合化的产物，具有优异的导电性，对于要求优异的导电性的用途有效。
CN102165003A公开了一种具有稳定的体积电阻值，而且还同时具有低摩擦特性、耐磨损特性的导电性聚乙烯树脂组合物。将重均分子量100万～400万的非注射成型性超高分子量聚乙烯树脂100重量份、科琴黑2～15重量份和选自聚四氟乙烯树脂粉末、石墨粉末和有机硅树脂粉末中的至少1种的平均粒径1～30μm的粉末0.5～5重量份配合而成。
但是，该已有技术的导电聚乙烯材料的导电性能和力学性能较差，无法满足实际应用的需要。
发明内容
针对已有技术的问题，本发明的目的之一在于提供一种导电聚乙烯，其具有优异的导电性能和力学性能。
为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种导电聚乙烯，其按各组分占的质量百分比主要由如下材料制成：
所述LLDPE的质量百分比例如为55.5％、56％、56.5％、57％、57.5％、58％、58.5％、59％、59.5％、60％、60.5％、61％、61.5％、62％、62.5％、63％、63.5％、64％或64.5％。
所述PE-MAH的质量百分比例如为5.2％、5.4％、5.6％、5.8％、6％、6.2％、6.4％、6.6％、6.8％、7％、7.2％、7.4％、7.6％或7.8％。
在本发明中，PE-MAH主要起增容作用，含量太高则所得制品性脆，太低则难以起到增容的作用。
所述EVA的质量百分比例如为10.2％、10.4％、10.6％、10.8％、11％、11.2％、11.4％、11.6％、11.8％、12％、12.2％、12.4％、12.6％、12.8％、13％、13.2％、13.4％、13.6％、13.8％、14％、14.2％、14.4％、14.6％或14.8％。
在本发明中，EVA主要起增韧以及增柔作用，提高制品的柔韧性。含量太高会降低制品的刚性。
所述导电碳黑的质量百分比例如为21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％或29％。
所述表面活性剂的质量百分比例如为2.2％、2.4％、2.6％、2.8％、3％、3.2％、3.4％、3.6％、3.8％、4％、4.2％、4.4％、4.6％或4.8％。
所述润滑剂的质量百分比例如为0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％或1.9％。
所述抗氧剂的质量百分比例如为0.32％、0.34％、0.36％、0.38％、0.4％、0.42％、0.44％、0.46％或0.48％。
优选地，一种导电聚乙烯，其按各组分占的质量百分比主要由如下材料制成：
优选地，一种导电聚乙烯，其按各组分占的质量百分比主要由如下材料制成：
本发明所述的“包括”，意指其除所述组分外，还可以包括其他组分，这些其他组分赋予所述导电聚乙烯不同的特性。除此之外，本发明所述的“包括”，还可以替换为封闭式的“为”或“由……组成”。不管本发明所述导电聚乙烯包含哪些原料，所述各原料的质量百分比之和为100％。
所述LLDPE为线性低密度聚乙烯，以低熔指或/和薄膜级LLDPE为宜，优选日本三井公司生产的2020L、日本三井公司生产的3021F、日本三井公司生产的3520F、日本三菱公司生产的3100H、日本三菱公司生产的F30H、美国陶氏公司生产的1220或美国陶氏公司生产的1221中的任意一种或者至少两种的混合物。所述混合物例如日本三井公司生产的2020L和日本三井公司生产的3021F的混合物，日本三井公司生产的3520F和日本三菱公司生产的3100H的混合物，日本三菱公司生产的F30H、美国陶氏公司生产的1220和美国陶氏公司生产的1221的混合物。
所述PE-MAH为聚乙烯接枝马来酸酐，接枝率在0.8～1.5％，例如0.85％、0.9％、0.95％、1％、1.05％、1.1％、1.15％、1.2％、1.25％、1.3％、1.35％、1.4％或1.45％，以1％为优选。
EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)在此起增韧增柔作用，使制品手感柔软滑腻。以VA含量大于18％的EVA为宜，优选台聚的UE629、台聚的UE659、台聚的UE633、台塑的7350M、台塑的7360M、三菱的50M、三菱的V401S、三菱的V505、三星的E220F、三星的E210F、三星的E180F、德国拜耳的400、德国拜耳的408、德国拜耳的450、美国杜邦的200W、美国杜邦的150或美国杜邦的140W中的任意一种或者至少两种的混合物。所述混合物例如台聚的UE629和台聚的UE659的混合物，台聚的UE633和台塑的7350M的混合物，台塑的7360M和三菱的50M的混合物，三菱的V401S和三菱的V505的混合物，三星的E220F、三星的E210F和三星的E180F的混合物，德国拜耳的400、德国拜耳的408和德国拜耳的450的混合物，美国杜邦的200W、美国杜邦的150和美国杜邦的140W的混合物，台聚的UE629、台聚的UE659、台聚的UE633和台塑的7350M的混合物，台塑的7360M、三菱的50M、三菱的V401S、三菱的V505和三星的E220F的混合物，三星的E210F、三星的E180F、德国拜耳的400、德国拜耳的408、德国拜耳的450和美国杜邦的200W的混合物，美国杜邦的150和美国杜邦的140W的混合物。
导电碳黑以高结构特导电碳黑为宜，优选卡博特导电碳黑BP2000、卡博特导电碳黑Vxc72R、卡博特导电碳黑Vxc72、赢创德固赛导电碳黑Printex XE2-B、赢创德固赛导电碳黑HIBLACK420B、赢创德固赛导电碳黑Printex L6、赢创德固赛导电碳黑Hiblack40B2、科琴EC-300J、科琴EC-600JD、捷克B型超导电碳黑、美国哥伦比亚的Conductex7055Ultra或美国哥伦比亚的Conductex7067等中的任意一种或者至少两种的混合物。所述混合物例如卡博特导电碳黑BP2000和卡博特导电碳黑Vxc72R的混合物，卡博特导电碳黑Vxc72和赢创德固赛导电碳黑Printex XE2-B的混合物，赢创德固赛导电碳黑Hiblack40B2和科琴EC-300J的混合物，科琴EC-600JD、捷克B型超导电碳黑、美国哥伦比亚的Conductex7055Ultra和美国哥伦比亚的Conductex7067的混合物，卡博特导电碳黑BP2000、卡博特导电碳黑Vxc72R、卡博特导电碳黑Vxc72、赢创德固赛导电碳黑Printex XE2-B和赢创德固赛导电碳黑HIBLACK420B的混合物，赢创德固赛导电碳黑Hiblack40B2、科琴EC-300J、科琴EC-600JD、捷克B型超导电碳黑、美国哥伦比亚的Conductex7055Ultra和美国哥伦比亚的Conductex7067的混合物。
优选地，所述表面活性剂为多功能偶联分散剂。
优选地，所述表面活性剂为硅烷偶联剂或铝酸酯偶联剂中的任意一种和乙撑双硬脂酰胺(EBS)的混合物。
优选地，所述润滑剂可采用聚乙烯蜡或/和硬脂酸锌等。
优选地，所述聚乙烯蜡为科莱恩蜡粉PE520或/和Honeywell6A蜡。
优选地，所述抗氧剂为抗氧剂168或/和抗氧剂1010。
本发明的目的之二在于提供一种如上所述的导电聚乙烯的制备方法，所述方法包括如下步骤：
(1)导电碳黑预处理：将配方量的导电碳黑放入高混机中，在100℃下300r/min下预热10min，去除水分，然后加入配方量的表面活性剂、润滑剂与抗氧剂，1500r/min下处理15～25min；
(2)将步骤(1)得到的导电碳黑与配方量的LLDPE、PE-MAH和EVA混合，然后采用密炼机密炼成型，然后采用双螺杆挤出机挤出造粒，制成导电聚乙烯。
与已有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明所述导电聚乙烯导电性优异，表面或体积电阻≤1000Ω，可用于吹膜，制作防静电包装袋，具体性能如下表所示：
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
一种导电聚乙烯，其按各组分占的质量百分比主要由如下材料制成：
所述LLDPE为日本三井公司生产的2020L。
所述PE-MAH为聚乙烯接枝马来酸酐，接枝率在0.8％。
EVA为台聚的UE629。
导电碳黑为卡博特导电碳黑BP2000。
所述表面活性剂为铝酸酯偶联剂和乙撑双硬脂酰胺的混合物。
所述润滑剂采用科莱恩蜡粉PE520。
所述抗氧剂为抗氧剂168和抗氧剂1010。
如上所述的导电聚乙烯的制备方法，所述方法包括如下步骤：
(1)导电碳黑预处理：将配方量的导电碳黑放入高混机中，在100℃下300r/min下预热10min，去除水分，然后加入配方量的表面活性剂、润滑剂与抗氧剂，1500r/min下处理15～25min；
(2)将步骤(1)得到的导电碳黑与配方量的LLDPE、PE-MAH和EVA混合，然后采用密炼机密炼成型，然后采用双螺杆挤出机挤出造粒，制成导电聚乙烯。
实施例2
一种导电聚乙烯，其按各组分占的质量百分比主要由如下材料制成：
所述LLDPE为日本三井公司生产的3021F和日本三井公司生产的3520F的混合物。
所述PE-MAH为聚乙烯接枝马来酸酐，接枝率在1.5％。
EVA为台聚的UE659和台聚的UE633的混合物。
导电碳黑为卡博特导电碳黑Vxc72R和卡博特导电碳黑Vxc72的混合物。
所述表面活性剂为铝酸酯偶联剂和乙撑双硬脂酰胺的混合物。
所述润滑剂采用Honeywell6A蜡。
所述抗氧剂为抗氧剂168和抗氧剂1010。
如上所述的导电聚乙烯的制备方法，所述方法包括如下步骤：
(1)导电碳黑预处理：将配方量的导电碳黑放入高混机中，在100℃下300r/min下预热10min，去除水分，然后加入配方量的表面活性剂、润滑剂与抗氧剂，1500r/min下处理15～25min；
(2)将步骤(1)得到的导电碳黑与配方量的LLDPE、PE-MAH和EVA混合，然后采用密炼机密炼成型，然后采用双螺杆挤出机挤出造粒，制成导电聚乙烯。
实施例3
一种导电聚乙烯，其按各组分占的质量百分比主要由如下材料制成：
所述LLDPE为日本三井公司生产的3520F、日本三菱公司生产的3100H、日本三菱公司生产的F30H和美国陶氏公司生产的1220的混合物。
所述PE-MAH为聚乙烯接枝马来酸酐，接枝率在1％。
EVA为台聚的UE633、台塑的7350M、台塑的7360M和三菱的50M的混合物。
导电碳黑为赢创德固赛导电碳黑Printex XE2-B、赢创德固赛导电碳黑HIBLACK420B、赢创德固赛导电碳黑Printex L和赢创德固赛导电碳黑Hiblack40B2的混合物。
所述表面活性剂为铝酸酯偶联剂和乙撑双硬脂酰胺的混合物。
所述润滑剂采用科莱恩蜡粉PE520和Honeywell6A蜡。
所述抗氧剂为抗氧剂168和抗氧剂1010。
如上所述的导电聚乙烯的制备方法，所述方法包括如下步骤：
(1)导电碳黑预处理：将配方量的导电碳黑放入高混机中，在100℃下300r/min下预热10min，去除水分，然后加入配方量的表面活性剂、润滑剂与抗氧剂，1500r/min下处理15～25min；
(2)将步骤(1)得到的导电碳黑与配方量的LLDPE、PE-MAH和EVA混合，然后采用密炼机密炼成型，然后采用双螺杆挤出机挤出造粒，制成导电聚乙烯。
实施例4
一种导电聚乙烯，其按各组分占的质量百分比主要由如下材料制成：
所述LLDPE为日本三井公司生产的3520F、日本三菱公司生产的3100H、日本三菱公司生产的F30H、美国陶氏公司生产的1220和美国陶氏公司生产的1221的混合物。
所述PE-MAH为聚乙烯接枝马来酸酐，接枝率在1.2％。
EVA为三菱的V505、三星的E220F、三星的E210F、三星的E180F、德国拜耳的400和德国拜耳的408的混合物。
导电碳黑为科琴EC-300J、科琴EC-600JD、捷克B型超导电碳黑、美国哥伦比亚的Conductex7055Ultra和美国哥伦比亚的Conductex7067的混合物。
所述表面活性剂为铝酸酯偶联剂和乙撑双硬脂酰胺的混合物。
所述润滑剂采用硬脂酸锌。
所述抗氧剂为抗氧剂168和抗氧剂1010。
如上所述的导电聚乙烯的制备方法，所述方法包括如下步骤：
(1)导电碳黑预处理：将配方量的导电碳黑放入高混机中，在100℃下300r/min下预热10min，去除水分，然后加入配方量的表面活性剂、润滑剂与抗氧剂，1500r/min下处理15～25min；
(2)将步骤(1)得到的导电碳黑与配方量的LLDPE、PE-MAH和EVA混合，然后采用密炼机密炼成型，然后采用双螺杆挤出机挤出造粒，制成导电聚乙烯。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种导电聚乙烯，其特征在于，其按各组分占的质量百分比主要由如下材料制成：
2.如权利要求1所述的导电聚乙烯，其特征在于，其按各组分占的质量百分比主要由如下材料制成：
3.如权利要求1或2所述的导电聚乙烯，其特征在于，其按各组分占的质量百分比主要由如下材料制成：
4.如权利要求1-3之一所述的导电聚乙烯，其特征在于，所述LLDPE为低熔指或/和薄膜级LLDPE，优选日本三井公司生产的2020L、日本三井公司生产的3021F、日本三井公司生产的3520F、日本三菱公司生产的3100H、日本三菱公司生产的F30H、美国陶氏公司生产的1220或美国陶氏公司生产的1221中的任意一种或者至少两种的混合物；
优选地，所述PE-MAH接枝率在0.8～1.5％，优选1％。
5.如权利要求1-4之一所述的导电聚乙烯，其特征在于，所述EVA选自VA含量大于18％的EVA，优选台聚的UE629、台聚的UE659、台聚的UE633、台塑的7350M、台塑的7360M、三菱的50M、三菱的V401S、三菱的V505、三星的E220F、三星的E210F、三星的E180F、德国拜耳的400、德国拜耳的408、德国拜耳的450、美国杜邦的200W、美国杜邦的150或美国杜邦的140W中的任意一种或者至少两种的混合物。
6.如权利要求1-5之一所述的导电聚乙烯，其特征在于，导电碳黑为高结构特导电碳黑，优选卡博特导电碳黑BP2000、卡博特导电碳黑Vxc72R、卡博特导电碳黑Vxc72、赢创德固赛导电碳黑Printex XE2-B、赢创德固赛导电碳黑HIBLACK420B、赢创德固赛导电碳黑Printex L6、赢创德固赛导电碳黑Hiblack40B2、科琴EC-300J、科琴EC-600JD、捷克B型超导电碳黑、美国哥伦比亚的Conductex7055Ultra或美国哥伦比亚的Conductex7067中的任意一种或者至少两种的混合物。
7.如权利要求1-6之一所述的导电聚乙烯，其特征在于，所述表面活性剂为多功能偶联分散剂；
优选地，所述表面活性剂为硅烷偶联剂或铝酸酯偶联剂中的任意一种和乙撑双硬脂酰胺的混合物。
8.如权利要求1-7之一所述的导电聚乙烯，其特征在于，所述润滑剂采用聚乙烯蜡或/和硬脂酸锌；
优选地，所述聚乙烯蜡为科莱恩蜡粉PE520或/和Honeywell6A蜡。
9.如权利要求1-8之一所述的导电聚乙烯，所述抗氧剂为抗氧剂168或/和抗氧剂1010。
10.一种如权利要求1-9之一所述的导电聚乙烯的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)导电碳黑预处理：将配方量的导电碳黑放入高混机中，在100℃下300r/min下预热10min，去除水分，然后加入配方量的表面活性剂、润滑剂与抗氧剂，1500r/min下处理15～25min；
(2)将步骤(1)得到的导电碳黑与配方量的LLDPE、PE-MAH和EVA混合，然后采用密炼机密炼成型，然后采用双螺杆挤出机挤出造粒，制成导电聚乙烯。
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