專利名稱：：一種新型抗靜電聚丙烯材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種新型抗靜電聚丙烯材料及其制備方法，更具體的是通過添加一種導(dǎo)電纖維來提高聚丙烯復(fù)合材料的抗靜電性能，可用于電子、石油化工、醫(yī)療等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：聚丙烯因其具有良好的加工性能和物理、力學(xué)、化學(xué)性能和電絕緣性能，同時質(zhì)輕、價廉，是一種應(yīng)用廣泛的通用塑料。然而，其體積電阻率在1016102°Q.cm的范圍，在使用過程中容易產(chǎn)生靜電危害，從而限制了其在電子、石油化工、醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用。為了降低PP的體積電阻率，在PP基材中添加導(dǎo)電劑是最常用的抗靜電措施。常用的導(dǎo)電材料主要為導(dǎo)電炭黑、石墨等，碳黑價格低廉實用性強，并且導(dǎo)電性需求有較大的余地，其表面電阻范圍可在102_1090，但添加量較大。國內(nèi)外對添加導(dǎo)電炭黑的PP共混體系進(jìn)行了大量的研究。JournalofAppliedPolymerScience,2001，81:104-115報道了PP/超高分子聚乙烯(UHMWPE)/炭黑(CB)復(fù)合體系，通過Y射線輻射交聯(lián)UHMWPE，進(jìn)一步降低了復(fù)合體系的體積電阻率和滲濾閾值。中國專利CN1312321A的共混物包括PP、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)和導(dǎo)電炭黑，具有良好的導(dǎo)電性能。導(dǎo)電纖維的長徑比和接觸面積大，彼此更容易搭接和分散，因此在相同填充量下更易形成三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)而獲得較佳的導(dǎo)電性能，所以將其作為導(dǎo)電填料具有很廣闊的應(yīng)用前景。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了提供一種新型抗靜電聚丙烯材料及其制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題。-種新型抗靜電聚丙烯材料，按以下重量百分比的原料配制成聚丙烯導(dǎo)電纖維增韌劑POE偶聯(lián)劑抗氧劑其他助劑80-100.1-97%10%'10%0.5%0.11%02%。本發(fā)明所適用的聚丙烯復(fù)合材料體系中所述的聚丙烯在230°CX2.16kg的測試條件下，為熔體流動速率在260g/10min之間的均聚聚丙烯或嵌段共聚聚丙烯，其中嵌段共聚丙烯的共聚單體常見為乙烯，其含量在410mol^的范圍內(nèi)，均聚聚丙烯的結(jié)晶度在70%以上，等規(guī)度大于99%。所述的增韌劑POE(聚烯烴彈性體)為線形乙烯-辛烯共聚物，密度為0.860.90g/W，在190°CX2.16kg的測試條件下，熔融指數(shù)為0.520g/10min;所述的導(dǎo)電纖維的直徑在O.010.08iim之間。3所述的偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑中的一種或幾種。所述的抗氧劑包括主抗氧劑和輔抗氧劑，主抗氧劑選自受阻酚和硫酯類抗氧劑中的一種或幾種。如3114、1010和DSTP中的一種或幾種；輔抗氧劑選自亞磷酸鹽和酯類抗氧劑中的一種或幾種。如618和168中的一種或幾種。所述的其他助劑為各種顏色添加劑和各種酯類/脂肪酸類潤滑劑等?！N制備新型抗靜電聚丙烯材料的方法，其步驟如下(1)按重量配比稱取原料；(2)將聚丙烯、導(dǎo)電纖維、增韌劑P0E、抗氧劑及其他助劑在高速混合器中干混515分鐘;(3)將混合的原料置于雙螺桿機(jī)中，經(jīng)熔融擠出，造粒，其工藝為一區(qū)190200。C，二區(qū)200210。C，三區(qū)210220°C，四區(qū)205215°C;整個擠出過程的停留時間為12分鐘，壓力為1218Mpa。本發(fā)明在聚丙烯復(fù)合材料的基礎(chǔ)配方中添加一種能夠有效提高抗靜電性能的導(dǎo)電纖維，從而制備出抗靜電性能優(yōu)異的聚丙烯復(fù)合材料。本發(fā)明的優(yōu)點是1、本發(fā)明使用適量導(dǎo)電纖維在復(fù)合材料體系中，使得所制得的聚丙烯復(fù)合材料具有更好的抗靜電特性。2、本發(fā)明所制得的聚丙烯復(fù)合材料在保證材料抗靜電性能的同時，材料的各項物理力學(xué)性能基本不受影響。3、本發(fā)明提出的改善聚丙烯復(fù)合材料抗靜電性能的方法制備工藝簡單、生產(chǎn)成本低。具體實施例方式下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明在實施例及對比例復(fù)合材料配方中，聚丙烯為上海石化生產(chǎn)的嵌段共聚聚丙烯，商品名為M700R，其熔體流動速率為7g/10min(23(TCX2.16kg)。所用到的導(dǎo)電纖維直徑為0.04iim左右。所用的增韌劑POE為杜邦公司產(chǎn)的線形乙烯-辛烯共聚物，商品名為8180，其密度為0.880.90g/cm3，熔融指數(shù)為0.5g/10min(測試條件:190°CX2.16kg)。所用到的偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑，商品牌號是KH-550。所用的主抗氧劑為英國ICE公司產(chǎn)的DSTP，商品牌號為NegonoxDSTP，化學(xué)名稱為硫代二丙酸十八酯，以及Ciba公司產(chǎn)的3114，商品牌號為Irganox3114，化學(xué)名稱為3，5-二叔丁基-4-羥基芐基磷酸二乙酯。輔抗氧劑為Ciba公司產(chǎn)的168，商品牌號為Irgafos168，化學(xué)名稱為三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯。此外還包括各種顏色添加劑、各種酯類或脂肪酸類潤滑劑等。將樹脂和各種添加劑在高速混合器中干混35分鐘，再在雙螺桿擠出機(jī)中經(jīng)熔融擠出，造粒，其工藝為一區(qū)190200。C，二區(qū)200210。C，三區(qū)210220°C，四區(qū)205215°C;整個擠出過程的停留時間為12分鐘，壓力為1218Mpa。件能評價方式及實行標(biāo)準(zhǔn):將按上述方法制備的粒子材料，在90IO(TC的鼓風(fēng)烘箱中干燥23小時，然后再將干燥好的粒子材料在注射成型機(jī)上進(jìn)行注射成型制樣。表面電阻測試按GB/T1410-1978在ZC36型超高電阻儀上進(jìn)行測試，測試電壓500V，充電時間15s，測試溫度(20士2)。C，相對濕度(65±5)%。熔體流動速率(MFR)測定按IS01183標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，測試溫度為230°C，負(fù)荷2.16kg;拉伸性能測試按ISO527-2標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，試樣尺寸為170*10*4mm，拉伸速度為50mm/min;彎曲性能測試按ISO178標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，試樣尺寸為80*10*4咖，彎曲速度為2mm/min，跨距為64mm，彎曲模量按切線方向進(jìn)行；簡支梁沖擊強度測試按ISO180標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，試樣尺寸為80*10*4mm，缺口深度為試樣厚度的三分之一；材料的綜合力學(xué)性能通過測試所得的缺口沖擊強度、拉伸強度以及彎曲強度的數(shù)值進(jìn)行評判。實施例配方及各項性能測試結(jié)果見下各表表1實施例1-6及對比例1、2材料配方表<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實施例1實施例2實施例3實施例4實施例5實施例6對比例1對比例2缺口沖擊強度(kj/m2)9.29.18.612.816.2269.527拉伸強度(MPa)23.224.827.422.120.818.92317.5彎曲強度(MPa)3136433431293027表面電阻率(Q)5.3X10148.3X10126.5X10118.0X10127.5X10128.4X10124.2X10154.8X1015從實施例1-3與對比例1的對比以及實施例6與對比例2的對比可以看出，無論聚丙烯中是否含有POE，添加導(dǎo)電纖維都能明顯降低材料的表面電阻，提高材料的抗靜電性能。當(dāng)添加10X的導(dǎo)電纖維時，PP復(fù)合材料的表面電阻為6.5X10"Q，可以降低四個數(shù)量級的表面電阻，而材料的基本物理力學(xué)性能也能較好地保持。因此，加入適量的導(dǎo)電纖維可以明顯改善PP復(fù)合材料的抗靜電性能，使材料達(dá)到實際應(yīng)用的需求。權(quán)利要求一種新型抗靜電聚丙烯材料，按以下重量百分比的原料配制成聚丙烯80～97％導(dǎo)電纖維1～10％增韌劑POE0～10％偶聯(lián)劑0.1～0.5％抗氧劑0.1～1％其他助劑0～2％。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型抗靜電聚丙烯材料，其特征在于所述的聚丙烯在230°CX2.16kg的測試條件下，為熔體流動速率在260g/10min之間的均聚聚丙烯或嵌段共聚聚丙烯。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型抗靜電聚丙烯材料，其特征在于所述的嵌段共聚丙烯的共聚單體為乙烯，其含量在410mol^的范圍內(nèi)；均聚聚丙烯的結(jié)晶度在70%以上，等規(guī)度大于99%。4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種新型抗靜電聚丙烯材料，其特征在于所述的增韌劑POE為線形乙烯-辛烯共聚物，密度為0.860.90g/cm在190°CX2.16kg的測試條件下，熔融指數(shù)為0.520g/10min。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型抗靜電聚丙烯材料，其特征在于所述的導(dǎo)電纖維的直徑在0.010.08iim之間。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型抗靜電聚丙烯材料，其特征在于所述的偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑中的一種或幾種。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型抗靜電聚丙烯材料，其特征在于所述的抗氧劑包括主抗氧劑和輔抗氧劑，主抗氧劑選自受阻酚和硫酯類抗氧劑中的一種或幾種；輔抗氧劑選自亞磷酸鹽和酯類抗氧劑中的一種或幾種。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型抗靜電聚丙烯材料，其特征在于所述的主抗氧劑為3114、1010和DSTP中的一種或幾種；輔抗氧劑為618和168中的一種或兩種。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型抗靜電聚丙烯材料，其特征在于所述的其他助劑為各種顏色添加劑和各種酯類/脂肪酸類潤滑劑。10.—種制備權(quán)利要求1所述的新型抗靜電聚丙烯材料的方法，其步驟如下(1)按權(quán)利要求1的重量配比稱取原料；(2)將聚丙烯、導(dǎo)電纖維、增韌劑P0E、抗氧劑及其他助劑在高速混合器中干混515分鐘；(3)將混合的原料置于雙螺桿機(jī)中，經(jīng)熔融擠出，造粒，其工藝為一區(qū)19020(TC，二區(qū)200210。C，三區(qū)210220°C，四區(qū)205215°C;整個擠出過程的停留時間為12分鐘，壓力為1218Mpa。全文摘要本發(fā)明公開了一種新型抗靜電聚丙烯材料，按以下重量百分比的原料配制成聚丙烯80～97％，導(dǎo)電纖維1～10％，增韌劑POE0～10％，偶聯(lián)劑0.1～0.5％，抗氧劑0.1～1％，其他助劑0～2％。本發(fā)明的優(yōu)點是1、本發(fā)明使用適量導(dǎo)電纖維在復(fù)合材料體系中，使得所制得的聚丙烯復(fù)合材料具有更好的抗靜電特性。2、本發(fā)明所制得的聚丙烯復(fù)合材料在保證材料抗靜電性能的同時，材料的各項物理力學(xué)性能基本不受影響。3、本發(fā)明提出的改善聚丙烯復(fù)合材料抗靜電性能的方法制備工藝簡單、生產(chǎn)成本低。文檔編號B29B9/00GK101759921SQ20081020790公開日2010年6月30日申請日期2008年12月26日優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日發(fā)明者周文,康興賓,張祥福,張鷹申請人:上海普利特復(fù)合材料股份有限公司