CN102585349A - 一种抗静电材料、制备方法及其应用 - Google Patents

一种抗静电材料、制备方法及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于高分子复合材料技术领域，公开了一种抗静电材料、制备方法及其应用。本发明公开的抗静电材料包括以下组分和重量份：聚丙烯40-70份、聚乙烯3-10份、弹性体3-10份、滑石粉10-30份、相容剂1-2份、偶联剂0.1-0.5份、导电填料1-20份和抗氧剂0.1-0.5份。本发明公开的抗静电材料的制备方法包括以下步骤：称取40～70份聚丙烯、3～10份聚乙烯、3～10份弹性体、10～30份滑石粉、1～2份相容剂、0.1～0.5份偶联剂、1～20份导电填料和0.1～0.5份抗氧剂。在高速混合机中混合5分钟后取出，在双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机温度设定在175-215℃，制得抗静电材料。本发明方法操作简单易于实现工业化生产，可以满足汽车材料的高强度和抗静电性需求。

Description

一种抗静电材料、制备方法及其应用
技术领域
本发明属于高分子复合材料技术领域，具体涉及一种抗静电材料、制备方法及其应用。
背景技术
高分子材料一般具有易加工成型等优点，但通常为绝缘材料限制了它的应用。人们通常采用炭黑、石墨、碳纤维和碳纳米管等碳素作为导电材料制备各种导电材料。但这些导电填料的缺点就是添加量大导致材料的力学性能下降，或者采用原位聚合、溶液复合等操作步骤繁杂，耗费大量溶剂、不适合大规模生产的方法。在操作简单易于工业化生产的基础上制备一种汽车用高强度抗静电复合材料还未见报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种抗静电材料。
本发明的另一个目的是提供一种上述抗静电材料的制备方法。
本发明的第三个目的是提供一种上述抗静电材料用作汽车材料的用途。
本发明的技术方案如下：
本发明提供了一种抗静电材料，该抗静电材料包括以下组分和重量份：
聚丙烯        40-70份，
聚乙烯        3-10份，
弹性体        3-10份，
滑石粉        10-30份，
相容剂        1-2份，
偶联剂        0.1-0.5份，
导电填料      1-20份，
抗氧剂        0.1-0.5份。
所述的聚丙烯采用各种牌号的聚丙烯。
所述的聚乙烯选自低密度聚乙烯或线性低密度聚乙烯中的一种或几种的混合物。
所述的弹性体选自乙烯辛烯共聚物、热塑性弹性体(TPE/TPR)或乙烯和丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物(EPDM)中的一种或几种的混合物。
所述的滑石粉采用800目以上的滑石粉。
所述的相容剂采用聚丙烯接枝马来酸酐。
所述的偶联剂选自硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂或钛酸酯偶联剂中的一种或几种的混合物。
所述的导电填料选自导电炭黑、单壁碳纳米管、双壁碳纳米管或多壁碳纳米管中的一种或几种的混合物。
所述的抗氧剂选自抗氧剂1010或抗氧剂168中的一种或两种的混合物。
本发明还提供了一种上述抗静电材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
称取40～70份聚丙烯、3～10份聚乙烯、3～10份弹性体、10～30份滑石粉、1～2份相容剂、0.1～0.5份偶联剂、1～20份导电填料和0.1～0.5份抗氧剂，，在高速混合机中混合5分钟后取出，在双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机温度设定在175-215℃，制得抗静电材料。
本发明的抗静电材料，其性能符合汽车材料性能要求，因此，本发明的技术方案包括本发明的抗静电材料用作汽车材料的用途。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明提供了一种高强度的抗静电材料，该材料是汽车专用料。
2、本发明通过导电炭黑和碳纳米管的复配，优化导电填料的用量，并利用碳纳米管和导电炭黑的协同作用，构筑更好的导电网络，提高材料的抗静电性能。
3、本发明对导电填料和滑石粉进行了表面改性并采用聚丙烯、聚乙烯和弹性体制备的合金材料为基体解决了目前各种方法制备的汽车用抗静电材料强度差的问题同时提高了导电填料在基体中的分散效果有利于利用较少的导电填料构筑更好的导电网络在保证了材料导电性能的同时降低了导电填料的用量，还能提高材料的尺寸稳定性。另外该复合材料的成型工艺简单成本较低易于工业化生产。
4、本发明的目的在操作简单易于工业化生产的基础上提出一种以聚丙烯合金为基体加复配导电填料制备一种高强度抗静电复合材料。本发明通过导电炭黑和碳纳米管复配的方法，利用它们之间的协同作用，提高了材料的导电性能降低了导电填料的用量，同时通过采用聚丙烯、聚乙烯和弹性体制备的合金材料为基体解决了目前各种方法制备的汽车用抗静电材料强度差的问题。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
聚丙烯70份(重量份，下同)，线性低密度聚乙烯5份，EPDM 10份，800目以上的滑石粉10份，相容剂聚丙烯接枝马来酸酐1份，硅烷偶联剂0.2份，多壁碳纳米管1份、导电炭黑2.5份，抗氧剂1010 0.3份。
将聚丙烯、线性低密度聚乙烯、弹性体、滑石粉、聚丙烯接枝马来酸酐、硅烷偶联剂和抗氧剂1010，按上述比例放入高速混合机中混合5分钟后取出，在双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机温度设定在175-215℃，将得到的粒料在注塑机中制成样条，注塑机温度设定在190-220℃。其性能测试结果见表1。
实施例2
聚丙烯65份，低密度聚乙烯5份，乙烯辛烯共聚物5份，800目以上的滑石粉20份，相容剂聚丙烯接枝马来酸酐1.5份，铝酸酯偶联剂0.2份，导电炭黑1.5份、多壁碳纳米管1.5份，抗氧剂1010 0.3份。
将聚丙烯、线性低密度聚乙烯、弹性体乙烯辛烯共聚物、滑石粉、相容剂聚丙烯接枝马来酸酐、铝酸酯偶联剂、多壁碳纳米管和抗氧剂1010，按上述比例放入高速混合机中混合5分钟后取出，在双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机温度设定在175-215℃，将得到的粒料在注塑机中制成样条，注塑机温度设定在190-220℃，其性能测试结果见表1。
实施例3
聚丙烯44份，线性低密度聚乙烯10份，乙烯辛烯共聚物10份，800目以上的滑石粉30份，相容剂聚丙烯接枝马来酸酐2份，钛酸酯偶联剂0.3份，多壁碳纳米管2份、导电炭黑1.5份，抗氧剂168 0.2份；
将聚丙烯、线性低密度聚乙烯、弹性体、滑石粉、相容剂聚丙烯接枝马来酸酐、铝酸酯偶联剂、多壁碳纳米管、导电炭黑和抗氧剂168，按上述比例放入高速混合机中混合5分钟后取出，在双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机温度设定在175-215℃，将得到的粒料在注塑机中制成样条，注塑机温度设定在190-220℃，其性能测试结果见表1。
实施例4
聚丙烯40份，线性低密度聚乙烯5份，乙烯辛烯共聚物10份，800目以上的滑石粉30份，相容剂聚丙烯接枝马来酸酐2份，钛酸酯偶联剂0.3份，多壁碳纳米管2份、导电炭黑2.5份，抗氧剂168 0.2份；
将聚丙烯、线性低密度聚乙烯、弹性体、滑石粉、相容剂聚丙烯接枝马来酸酐、铝酸酯偶联剂、多壁碳纳米管、导电炭黑和抗氧剂168，按上述比例放入高速混合机中混合5分钟后取出，在双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机温度设定在175-215℃，将得到的粒料在注塑机中制成样条，注塑机温度设定在190-220℃，其性能测试结果见表1。
表1
Figure BDA0000042935480000031
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抗静电材料，其特征在于：该抗静电材料包括以下组分和重量份，
聚丙烯    40-70份，
聚乙烯    3-10份，
弹性体    3-10份，
滑石粉    10-30份，
相容剂    1-2份，
偶联剂    0.1-0.5份，
导电填料  1-20份，
抗氧剂    0.1-0.5份。
2.根据权利要求1所述的一种抗静电材料，其特征在于：所述的聚乙烯选自低密度聚乙烯或线性低密度聚乙烯中的一种或几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种抗静电材料，其特征在于：所述的弹性体选自乙烯辛烯共聚物、热塑性弹性体或乙烯和丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物中的一种或几种的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种抗静电材料，其特征在于：所述的滑石粉采用800目以上的滑石粉。
5.根据权利要求1所述的一种抗静电材料，其特征在于：所述的相容剂采用聚丙烯接枝马来酸酐。
6.根据权利要求1所述的一种抗静电材料，其特征在于：所述的偶联剂选自硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂或钛酸酯偶联剂中的一种或几种的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种抗静电材料，其特征在于：所述的导电填料选自导电炭黑、单壁碳纳米管、双壁碳纳米管或多壁碳纳米管中的一种或几种的混合物。
8.根据权利要求1所述的一种抗静电材料，其特征在于：所述的抗氧剂选自抗氧剂1010或抗氧剂168中的一种或两种的混合物。
9.权利要求1至8任一所述的抗静电材料的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤，
称取40～70份聚丙烯、3～10份聚乙烯、3～10份弹性体、10～30份滑石粉、1～2份相容剂、0.1～0.5份偶联剂、1～20份导电填料和0.1～0.5份抗氧剂，在高速混合机中混合5分钟后取出，在双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机温度设定在175-215℃，制得抗静电材料。
10.权利要求1至8任一所述的抗静电材料用作汽车材料的用途。
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