CN102719020B - 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及其制备方法。所述抗静电聚丙烯材料，包括下述重量份的组分：共聚聚丙烯30-80份，三元乙丙橡胶5-20份，滑石粉10-30份，偶联剂1-5份，抗静电剂0.1-5份。按配比称取各原料，混合均匀后，熔融混炼、挤出造粒，即可制得。本发明的抗静电聚丙烯材料，具有良好的抗静电性能，同时拉升强度、弯曲强度、弯曲模量和冲击强度均较满足要求，可用注塑工艺制成驾驶座外旁侧板、小罩盖、旁侧板内板、内旁侧板塑件、乘客座外旁侧板、门板扶手骨架、门嵌饰板骨架和门嵌饰板等汽车内饰件。
Description
技术领域
本发明涉及一种塑料材料及其制备方法，尤其涉及一种抗静电聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯，英文缩写为PP，是1957年于意大利首先投入工业生产，是继聚乙烯（PE）之后的又一个重要的塑料品种。它有较好的耐热性，在135℃蒸煮1000h也不会被破坏，PP的比热容、热导率皆小于PE，但绝热性优于PE。PP属于非极性聚合物，具有优异的介电性和电绝缘性，电性能基本不受环境湿度及电场频率的影响，在允许的工作范围内，温度升高会使电性能降低，它的耐电弧性较高。PP的耐化学性良好，除强氧化剂对它有侵蚀作用外，其他试剂对它均无作用。PP在室温下不溶于任何溶剂，但可以在某些溶剂，如四氯化碳、三氯甲烷、二硫化碳、苯中溶胀，在温度升高时，PP可溶解于某些溶剂中。PP对氧的作用较敏感，特别是在温度较高时。它耐紫外线能力很差，也易受高能辐射的破坏，在受到上述破坏时，它都会降解产生低分子物质。铜的存在会急剧加大PP的氧化降解速率，使其很快脆化，故称之为“铜害”。PP有较突出的耐应力开裂性。但它的耐寒性差，耐候性也不好，高温则刚性不足。
目前的技术中，PP的某些性能不够理想，特别是抗静电性能不佳。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题之一提供一种抗静电聚丙烯材料，无卤配方，具有良好的抗静电性能。
本发明所要解决的技术问题之二提供上述抗静电聚丙烯材料的制备方法。
本发明目的是通过如下技术方案实现的：
一种抗静电聚丙烯材料，包括下述重量份的组分：共聚聚丙烯30-80份，三元乙丙橡胶5-20份，滑石粉10-30份，偶联剂1-5份，抗静电剂0.1-5份。
优选的，所述抗静电聚丙烯材料包括下述重量份的组分：共聚聚丙烯30-80份，三元乙丙橡胶5-20份，滑石粉10-30份，偶联剂1-5份，抗静电剂0.5-2份。
进一步的，
所述偶联剂为γ-（甲基丙烯酰氧基）丙基三甲氧基硅烷。
所述抗静电剂为硬脂酰胺丙基二甲基-β-羟乙基季铵硝酸盐、聚氧乙烯硬脂酸酯、N,N-双（2-羟基乙基）-N-（3’-十二烷氧基-2’-羟基丙基）甲基硫酸甲酯铵和（3-月桂酰胺丙基）三甲基硫酸甲酯铵中的一种或其混合物。
优选的，所述抗静电剂，由下述组分按重量份组成：硬脂酰胺丙基二甲基-β-羟乙基季铵硝酸盐10-30份、聚氧乙烯硬脂酸酯30-60份、N,N-双（2-羟基乙基）-N-（3’-十二烷氧基-2’-羟基丙基）甲基硫酸甲酯铵20-40份、（3-月桂酰胺丙基）三甲基硫酸甲酯铵5-10份。
将硬脂酰胺丙基二甲基-β-羟乙基季铵硝酸盐10-30份、聚氧乙烯硬脂酸酯30-60份、N,N-双（2-羟基乙基）-N-（3’-十二烷氧基-2’-羟基丙基）甲基硫酸甲酯铵20-40份、（3-月桂酰胺丙基）三甲基硫酸甲酯铵5-10份搅拌混合均匀，即可制得该抗静电剂。
本发明还提供了上述抗静电聚丙烯材料的制备方法：按配比称取各原料，混合均匀后，熔融混炼、挤出造粒，即获得所述抗静电聚丙烯材料。
混合工序可以在通用的混合机中进行，控制转速在300-400转/分钟，熔融混炼、挤出造粒工序可在通用的螺杆挤出机中进行，控制机筒温度在200-220℃。
显然，在本发明中为提高产品的其他性能，还可以适应性地添加其他助剂，如阻燃剂、着色剂和抗氧剂等。
具体的，在本发明中：
三元乙丙橡胶，英文缩写为EPDM，是乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物，1963年开始商业化生产。EPDM最主要的特性就是其优越的耐氧化、抗臭氧和抗侵蚀的能力。由于三元乙丙橡胶属于聚烯烃家族，它具有极好的硫化特性。在所有橡胶当中，EPDM具有最低的比重。它能吸收大量的填料和油而影响特性不大。因此可以制作成本低廉的橡胶化合物。
γ-（甲基丙烯酰氧基）丙基三甲氧基硅烷，英文名：γ-（methacryloxy）propyl trime thoxysilane，商品名为A-174、KH-570。
硬脂酰胺丙基二甲基-β-羟乙基季铵硝酸盐，英文名：Stearamidopropyldimethyl-β-hydroxyethyl ammonium nitrate，商品名：Cyastat SN，别名：抗静电剂SN。
聚氧乙烯硬脂酸酯，英文名：polyoxyethylene stearic acid ester，别名：10EO。
N,N-双（2-羟基乙基）-N-（3’-十二烷氧基-2’-羟基丙基）甲基硫酸甲酯铵，英文名：N,N-bis（2-hydroxyethyl）-N-（3’-dodecyloxy-2’-hydroxypropyl）methyl ammonium methosulfate，别名：抗静电剂609。
（3-月桂酰胺丙基）三甲基硫酸甲酯铵，英文名：（3-lauramidopropyl）trimethyl ammonium methyl sulfate，别名：抗静电剂LS。
发明人意外的发现，将硬脂酰胺丙基二甲基-β-羟乙基季铵硝酸盐、聚氧乙烯硬脂酸酯、N,N-双（2-羟基乙基）-N-（3’-十二烷氧基-2’-羟基丙基）甲基硫酸甲酯铵、（3-月桂酰胺丙基）三甲基硫酸甲酯铵进行复配使用，其抗静电效果更加优异，具有协同抗静电效果，其机理还有待发明人进一步研究探讨。
聚丙烯与三元乙丙橡胶共混可以改善其韧性和耐寒性，具有较好的抗臭氧、抗氧化和抗侵蚀能力，同时还具有一定的防震效果，配方中加入滑石粉后，可以降低摩擦系数，提高自润滑性。在聚丙烯、三元乙丙橡胶和滑石粉的基础配方中，添加抗静电剂能够提升产品的抗静电性能，通过对抗静电剂硬脂酰胺丙基二甲基-β-羟乙基季铵硝酸盐、聚氧乙烯硬脂酸酯、N,N-双（2-羟基乙基）-N-（3’-十二烷氧基-2’-羟基丙基）甲基硫酸甲酯铵、（3-月桂酰胺丙基）三甲基硫酸甲酯铵的优选配比使得产品具有良好的协同抗静电性能，同时拉升强度、弯曲强度、弯曲模量和冲击强度均较满足要求。
本发明的抗静电聚丙烯材料，可以用注塑工艺轻易加工成各种形状的零件，可用于制成汽车密封件、各种操作手柄和拉手等。
具体的，可以用于生产的汽车内饰件如下：驾驶座外旁侧板、小罩盖、旁侧板内板、内旁侧板塑件、乘客座外旁侧板、门板扶手骨架、门嵌饰板骨架、门嵌饰板。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
按照表1中对应实施例1数据称取各原料。
将各组分在高速混合机中混合均匀，控制转速在300-400转/分钟，在双螺杆挤出机中熔融混炼、挤出造粒，控制机筒温度在200-220℃，挤出的聚丙烯料在10-40℃的冷水中冷却成型，即获得所述抗静电聚丙烯材料。
表1：抗静电聚丙烯材料配方表 单位：公斤
实施例2
按照表1中对应实施例2数据称取各原料。采用实施例1所述的方法制备所述抗静电聚丙烯材料。
实施例3
按照表1中对应实施例3数据称取各原料。采用实施例1所述的方法制备所述抗静电聚丙烯材料。
实施例4
按照表1中对应的实施例4数据称取各原料。采用实施例1所述的方法制备所述抗静电聚丙烯材料。
实施例5
按照表1中对应的实施例5数据称取各原料。采用实施例1所述的方法制备所述抗静电聚丙烯材料。
实施例6
按照表1中对应的实施例6数据称取各原料。采用实施例1所述的方法制备所述抗静电聚丙烯材料。
实施例7
按照表1中对应的实施例7数据称取各原料。采用实施例1所述的方法制备所述抗静电聚丙烯材料。
对比例
按照表1中对应的对比例数据称取各原料。采用实施例1所述的方法制备所述抗静电聚丙烯材料。
测试例
对实施例1~7和对比例的共聚聚丙烯塑料常规性能和表面电阻率进行测试，表面电阻率的测试方法按照GB/T 1410-2006进行。
表2：抗静电聚丙烯材料性能测试表
| 拉伸强度/Mpa | 冲击强度/KJ/m2 | 弯曲强度/Mpa | 弯曲模量/Mpa | 表面电阻率/Ω | |
| 实施例1 | 17.8 | 1.9 | 21.8 | 1020 | 3×107 |
| 实施例2 | 16.5 | 1.8 | 20.0 | 995 | 2×106 |
| 实施例3 | 17.0 | 2.1 | 22.1 | 954 | 6×106 |
| 实施例4 | 16.8 | 1.7 | 21.4 | 1012 | 8×106 |
| 实施例5 | 16.2 | 1.8 | 20.9 | 985 | 1×106 |
| 实施例6 | 17.4 | 1.9 | 21.8 | 1028 | 5×109 |
| 实施例7 | 16.9 | 2.0 | 20.5 | 976 | 4×109 |
| 对比例 | 16.5 | 1.8 | 21.6 | 990 | 1×1011 |
由测试数据可以明显的得出，将硬脂酰胺丙基二甲基-β-羟乙基季铵硝酸盐、聚氧乙烯硬脂酸酯、N,N-双（2-羟基乙基）-N-（3’-十二烷氧基-2’-羟基丙基）甲基硫酸甲酯铵、（3-月桂酰胺丙基）三甲基硫酸甲酯铵四种抗静电剂进行合理复配使用，抗静电效果明显，具有协同抗静电效果，特别针对共聚聚丙烯材料的抗静电效果更加优异。同时抗静电聚丙烯材料保持了良好的拉伸强度、冲击强度、弯曲强度和弯曲模量。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (4)
1.一种抗静电聚丙烯材料，其特征在于，包括下述重量份的组分：共聚聚丙烯30-80份，三元乙丙橡胶5-20份，滑石粉10-30份，偶联剂1-5份，抗静电剂0.1-5份；所述抗静电剂，由下述组分按重量份组成：硬脂酰胺丙基二甲基-β-羟乙基季铵硝酸盐10-30份、聚氧乙烯硬脂酸酯30-60份、N,N-双（2-羟基乙基）-N-（3’-十二烷氧基-2’-羟基丙基）甲基硫酸甲酯铵20-40份、（3-月桂酰胺丙基）三甲基硫酸甲酯铵5-10份。
2.如权利要求1所述的抗静电聚丙烯材料，其特征在于，包括下述重量份的组分：共聚聚丙烯30-80份，三元乙丙橡胶5-20份，滑石粉10-30份，偶联剂1-5份，抗静电剂0.5-2份。
3.如权利要求1或2所述的的抗静电聚丙烯材料，其特征在于：所述偶联剂为γ-（甲基丙烯酰氧基）丙基三甲氧基硅烷。
4.如权利要求1-3中任一项所述的抗静电聚丙烯材料的制备方法，其特征在于：按配比称取各原料，混合均匀后，熔融混炼、挤出造粒，即获得所述抗静电聚丙烯材料。
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