CN111748148A - 一种抗静电聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗静电聚丙烯材料，包括以下重量百分比组分：聚丙烯77‑89.4%，玻璃碳10‑20%，抗氧剂0.4‑2%，加工助剂0.2‑1%。本发明通过玻璃碳改性聚丙烯材料，改善了材料的抗静电性能，同时解决了目前传统抗静电材料的环境污染等缺点，得到了一种安全、环保的抗静电聚丙烯，可广泛应用于家电、电子电器产品中。
Description
技术领域
本发明涉及聚丙烯复合材料技术领域，具体涉及一种抗静电聚丙烯材料及其制备方法。
技术背景
聚丙烯是一种性能优良的热塑性工程塑料，具有密度小、无毒、易加工、冲击强度高等优点，其用量发展速度逐年增加，尤其是近年来，由于聚丙烯改性技术的发展，使得聚丙烯的应用领域不断拓展，进一步推动了聚丙烯产业的发展。
当两种不同性质的物体相互摩擦或紧密接触后迅速剥离时，由于它们对电子的吸引力大小各不相同，会发生电子转移。一部分物体因失去部分电子而带正电，另一部分获得电子而带负电。如果该物体与大地绝缘，则电荷无法导出，停留在物体的内部或表面呈相对静止状态，这种电荷称为静电。
聚丙烯虽然具有很多优点，但是由于其分子链是非极性的，容易在应用中产生静电，这在很大程度上限制了聚丙烯在某些领域的应用。消除聚丙烯所带静电的一种有效方法是加入抗静电剂改性。抗静电剂分为永久性抗静电剂和非永久性抗静电剂。非永久性抗静电剂主要为亲水性物质，加入聚丙烯中会迁移至表面，吸收空气中的水，从而形成导电回路，但是随着使用过程中表面接触和磨损，抗静电剂全部迁移消耗完全后，材料便不具备导电效果。而目前使用的永久性抗静电剂多为导电炭黑，首先导电炭黑的添加量较高，对材料性能影响较大。另外，炭黑改性的抗静电产品在加工过长中，大量的炭黑粒子悬浮在空气中，对操作工及使用人员身体造成极大的危害。
发明内容
本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种抗静电聚丙烯材料及其制备方法。
一种抗静电聚丙烯材料，包括如下重量百分比的各组分：
聚丙烯 77-89.4％，
玻璃碳 10-20％，
抗氧剂 0.4-2％，
加工助剂 0.2-1％。
所述的玻璃碳为市售产品，是将糠醇树脂或酚醛树脂逐步加热到1200℃以上碳化形成的一种新型碳，粒径为0.4-12μm。
优选地，所述的聚丙烯的熔融指数为0.1-120g/10min。
优选地，所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、硫代二丙酸双醇酯中的一种或两种以上的混合物。
优选地，所述的加工助剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、亚乙基二硬脂酸胺中的一种或两种以上的混合物。
本发明还提供制备上述一种抗静电聚丙烯材料的方法，包括以下步骤：在高混机中将上述原料混合均匀，然后加入双螺杆挤出机中混炼、挤出，得到抗静电聚丙烯材料。其中高混机的混合温度为40-60℃，混合时间为5-20min，双螺杆挤出机中各挤出温度为175-210℃。
本发明的有益效果在于：
本发明首次提出选用玻璃碳作为抗静电改性剂可克服现有技术中的缺点。玻璃碳本身含有SP2杂化碳原子的带状石墨化结构，这些碳原子层叠在一起，不规则地扭曲和纠缠，从而形成一种具有高化学性能和高导电率的材料。且加工和使用过程中不会出现炭黑抗静电剂的环境危害，可视为一种新型的绿色环保高效抗静电改性材料。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明内容。应该强调的是，这些实施例仅用于对本发明的进一步说明，而不能理解为对本发明保护范围的限制。此外应理解，在阅读了本发明所述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1：
将熔指为60g/10min的聚丙烯83.5份，粒径为0.4-12μm的玻璃碳15份，抗氧剂10100.5份、抗氧剂168 0.5份，加工助剂硬脂酸钙0.5份加入高混机中混合均匀，然后加入双螺杆挤出机中混炼、挤出，得到抗静电聚丙烯材料。其中高混机的混合温度为50℃，混合时间为10min，双螺杆挤出机中各挤出温度为175-210℃，即得抗静电聚丙烯材料。
实施例2：
将熔指为30g/10min的聚丙烯86.8份，粒径为0.4-12μm的玻璃碳12份，抗氧剂10100.4份、硫代二丙酸双醇酯0.4份，加工助剂硬脂酸锌0.4份加入高混机中混合均匀，然后加入双螺杆挤出机中混炼、挤出，得到抗静电聚丙烯材料。其中高混机的混合温度为45℃，混合时间为8min，双螺杆挤出机中各挤出温度为175-210℃，即得抗静电聚丙烯材料。
实施例3：
将熔指为80g/10min的聚丙烯79.6份，粒径为0.4-12μm的玻璃碳18份，抗氧剂1681.6份，加工助剂亚乙基二硬脂酸胺0.8份加入高混机中混合均匀，然后加入双螺杆挤出机中混炼、挤出，得到抗静电聚丙烯材料。其中高混机的混合温度为55℃，混合时间为18min，双螺杆挤出机中各挤出温度为175-210℃，即得抗静电聚丙烯材料。
实施例4：
将熔指为0.1g/10min的聚丙烯77份，粒径为0.4-12μm的玻璃碳20份，抗氧剂168 2份，加工助剂亚乙基二硬脂酸胺1份加入高混机中混合均匀，然后加入双螺杆挤出机中混炼、挤出，得到抗静电聚丙烯材料。其中高混机的混合温度为60℃，混合时间为20min，双螺杆挤出机中各挤出温度为175-210℃，即得抗静电聚丙烯材料。
.实施例5：
将熔指为120g/10min的聚丙烯89.4份，粒径为0.4-12μm的玻璃碳10份，抗氧剂1010 0.2份、抗氧剂168 0.2份，加工助剂硬脂酸钙0.2份加入高混机中混合均匀，然后加入双螺杆挤出机中混炼、挤出，得到抗静电聚丙烯材料。其中高混机的混合温度为40℃，混合时间为5min，双螺杆挤出机中各挤出温度为175-210℃，即得抗静电聚丙烯材料。
将得到的产品进行拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度及表面电阻率的实验测试，测试结果见表1所示。
表1实施例1-5制得的抗静电聚丙烯材料及传统抗静电聚丙烯材料的力学性能及表面电阻率
本发明利用玻璃碳改性得到一种高效、环保、永久型抗静电聚丙烯材料，根据上表中结果可看出，通过10-20％玻璃碳的加入，即可得到表面电阻低于107的优质抗静电聚丙烯材料。
以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (7)
1.一种抗静电聚丙烯材料，其特征在于，包括如下重量百分比的各组分：
聚丙烯 77-89.4%，
玻璃碳 10-20%，
抗氧剂0.4-2%，
加工助剂0.2-1%。
2.根据权利要求1所述的一种抗静电聚丙烯材料，其特征在于，所述的聚丙烯的熔融指数为0.1-120g/10min。
3.根据权利要求1所述的一种抗静电聚丙烯材料，其特征在于，所述的玻璃碳的粒径为0.4-12 µm。
4.根据权利要求1所述的一种抗静电聚丙烯材料，其特征在于，所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、硫代二丙酸双醇酯中的一种或两种以上的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种抗静电聚丙烯材料，其特征在于，所述的加工助剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、亚乙基二硬脂酸胺中的一种或两种以上的混合物。
6.制备权利要求1-5任一项所述的一种抗静电聚丙烯材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：在高混机中将上述原料混合均匀，然后加入双螺杆挤出机中混炼、挤出，得到抗静电聚丙烯材料。
7.根据权利要求6所述的一种抗静电聚丙烯材料的制备方法，其特征在于：所述高混机的混合温度为40-60℃，混合时间为5-20min，双螺杆挤出机中各挤出温度为175-210℃。
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