CN103131169B - 一种永久抗静电pa6/hdpe合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种永久抗静电PA6/HDPE合金及其制备方法，该合金材料包括以下组分和重量份含量：抗静电母粒3-8，PA640-43，HDPE 40-52，相容剂1-5，按重量配比称取原料放入高混机中混合2-5分钟，出料，然后用双螺杆挤出机挤出造粒，加工温度在190-215℃，螺杆转数在35-40HZ。与现有技术相比，本发明具有抗静电效果持久、达到永久抗静电的效果，抗静电效果好，综合力学性能较高、接近纯PA6/HDPE合金的性能，颜色浅可配成各种颜色，成本低，耐热性好等优点，该永久抗静电PA6/HDPE合金的表面电阻率可以达到106-108Ω。

Description

一种永久抗静电PA6/HDPE合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种抗静电合金及其制备方法，尤其是涉及一种永久抗静电PA6/HDPE合金及其制备方法。
背景技术
尼龙6由于具有较好的综合力学性能，较高的耐热性，较好的耐磨、自润滑性，良好的阻燃性、优良的耐化学腐蚀性，优良的阻隔性等性能成为当前用途最广泛的工程塑料。HDPE具有无毒、无味，密度小，价格低廉，同时具有良好的电性能，良好的防渗透性，如透气性或水蒸气透过性，同时具有高抗冲性。适于制作一般机械零件，耐腐蚀零件和汽车、电器零部件及电线电缆等。HDPE加入到PA6中能有效地改善其吸湿性，提高制品的稳定性，同时HDPE明显地提高了PA6的抗冲击性。PA6/HDPE合金同时兼具了PA6、HDPE的特性，同时材料成本低于PA6，该材料已得到广泛的应用。但是PA6/HDPE合金与大多数高分子材料一样都具有良好的电绝缘性，其表面电阻率一般在1013-1015Ω.m，导电性远小于金属材料。当PA6/HDPE合金与其他物质接触或摩擦以后易聚集静电荷。静电积累所带来的负作用严重影响了生产、生活、工作，有时甚至会引起火灾和爆炸。在纺织、煤矿开采及电子电器行业的一些特定工作环境中，要求PA6/HDPE合金制品在具有较高的力学性能、耐磨性、阻燃性等性能的同时还要具有抗静电功能，即表面电阻要到达109-1011Ω.m，甚至要到达107-108Ω.m，而且要求永久抗静电，以满足特定的使用要求。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可以广泛应用于纺织、煤矿开采及电子电器行业的一些特定工作环境的部件中的永久抗静电PA6/HDPE合金及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种永久抗静电PA6/HDPE合金，该合金由以下组分及重量份含量的原料制备得到：抗静电母粒3-8，PA6 40-43，HDPE 40-52，相容剂1-5。
所述的抗静电母粒由以下组分及重量份含量的原料制备得到：碱金属盐1-15，抗氧剂0.1-2，热稳定剂0.1-2，助抗静电剂0-10，含聚醚嵌段的高分子材料70-95。
所述的碱金属盐为M+X-，其中M+为Li+、Na+或K+，X-为Cl-、Br-、I-或ClO4 -。
所述的抗氧剂为吩噻嗪和亚磷酸酯按重量比为1∶1复配物。
所述的热稳定剂为有机锡热稳定剂、硬脂酸钙、硬质酸锌按重量比为2∶1∶1的复配物。
所述的助抗静电剂为二氧化硅。
所述的含聚醚嵌段的高分子材料为聚氧化乙烯、聚乙烯乙二醇甲基丙烯酸共聚体按重量比为5∶1的复配物。
所述的PA6特性粘度为2.8dL/g，HDPE的熔融指数为2.5-5.5g/cm3。
所述的相容剂为马来酸酐接枝聚氧化乙烯和马来酸酐接枝HDPE按重量比为2∶3的复合物。
一种永久抗静电PA6/HDPE合金的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备抗静电母粒
a、按照以下组分及重量份含量备料：碱金属盐1-15，抗氧剂0.1-2，热稳定剂0.1-2，助抗静电剂0-10，含聚醚嵌段的高分子材料70-95；
b、将上述原料放入高混机中混合2-5分钟，出料，然后用双螺杆挤出机挤出造粒，控制加工温度在150-200℃，螺杆转数在25-35HZ，制备得到抗静电母粒；
(2)制备永久抗静电PA6/HDPE合金
a、按照以下组分及重量百分比含量备料：抗静电母粒3-8，PA6 40-43，HDPE 40-52，相容剂1-5；
b、将上述原料放入高混机中混合2-5分钟，出料，然后用双螺杆挤出机挤出造粒，控制加工温度在190-215℃，螺杆转数在35-40HZ，制备得到永久抗静电PA6/HDPE合金。
与现有技术相比，本发明具有抗静电效果持久、达到永久抗静电的效果，抗静电效果好，综合力学性能较高、接近纯PA6/HDPE的性能，颜色浅可配成各种颜色，成本低，耐热性好等优点。该永久抗静电PA6/HDPE合金的表面电阻率可以达到106-108Ω.m，马来酸酐接枝聚氧化乙烯和马来酸酐接枝HDPE的复合物作为相容剂加入到复合材料中明显改善了抗静电母粒与PA6/HDPE的相容性，提高了材料的综合性能，该材料可以广泛应用于纺织、煤矿开采及电子电器行业的一些特定工作环境的部件。
另外，制备开发的永久抗静电母粒表面电阻率可以达到102-103Ω.m.可以广泛应用于改性PA6/HDPE合金中，具有抗静电效果持久，添加量小但抗静电效果好，对PA6/HDPE合金性能影响小，颜色浅、成本低、耐热性好等优点，而且和很多树脂相容性较好。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1-5
实施例1-5的永久抗静电母粒的原材料配方如下：
将上述组分按比例放入高混机中混合2-5分钟，出料，然后用螺杆挤出机挤出造粒，加工温度在150-200℃，螺杆转数在25-35HZ。
对实施例1-5制得的永久抗静电母粒，进行表面电阻率测试对比。
测试性能对比如下表所示：
  项目  实施例1   实施例2  实施例3  实施例4  实施例5
  表面电阻率  106   103  102  104  102
按照上述配方及工艺所开发的永久抗静电母粒表面电阻率可以达到106-108Ω.m.可以广泛应用于改性PA6/HDPE合金中；与现有技术相比，具有抗静电效果持久，添加量小但抗静电效果好、对PA6/HDPE合金性能影响小，颜色浅、成本低、耐热性好等优点，而且和很多树脂相容性较好。
实施例5表面电阻率最低、性价比最高。
应用实施例5配方、工艺体系所生产的抗静电母粒用于下面的抗静电PA6/HDPE合金中。
实施例6-10
实施例6-10的原材料配方如下：
将上述组分按比例放入高混机中混合2-5分钟，出料，然后用螺杆挤出机挤出造粒，加工温度在190-215℃，螺杆转数在35-40HZ。
根据对比例1-5制得的样品，进行性能测试对比，采用ASTM标准。
测试性能对比如下表所示：
按照上述配方及工艺所开发的永久抗静电PA6/HDPE合金与现有技术相比，具有抗静电效果持久、达到永久抗静电的效果，抗静电效果好，综合力学性能较高、接近纯PA6/HDPE合金的性能，颜色浅可配成各种颜色，成本低，耐热性好等优点。该永久抗静电PA6/HDPE合金的表面电阻率可以达到106-108Ω.m.该材料广泛应用于纺织、煤矿开采及电子电器行业的一些特定工作环境的部件。
实施例11
按重量配比称取原料：上面所述抗静电母粒2％，PA643％，HDPE 51％，相容剂4％，按重量配比称取原料放入高混机中混合2-5分钟，出料，然后用双螺杆挤出机挤出造粒，加工温度在190-215℃，螺杆转数在40HZ。所制得材料的表面电阻率为1010Ω.m。
实施例12
按重量配比称取原料：上面所述抗静电母粒7％，PA643％，HDPE 45％，相容剂5％，按重量配比称取原料放入高混机中混合2-5分钟，出料，然后用双螺杆挤出机挤出造粒，加工温度在190-215℃，螺杆转数在40HZ。所制得材料的表面电阻率为106Ω.m。
实施例13
一种永久抗静电PA6/HDPE合金，由以下组分及重量份含量的原料制备得到：8kg的抗静电母粒，40kg的PA6，52kg的HDPE，2kg的相容剂，其中，PA6特性粘度为2.8dL/g，HDPE的熔融指数为2.5g/cm3，相容剂为马来酸酐接枝聚氧化乙烯和马来酸酐接枝HDPE按重量比为2∶3的复合物。
抗静电母粒由以下组分及含量的原料制备得到：碱金属盐1kg，抗氧剂0.1kg，热稳定剂0.1kg，含聚醚嵌段的高分子材料70kg，其中，使用的碱金属盐为NaClO4，抗氧剂为吩噻嗪和亚磷酸酯按重量比为1∶1复配物，热稳定剂为有机锡热稳定剂、硬脂酸钙、硬质酸锌按重量比为2∶1∶1的复配物，含聚醚嵌段的高分子材料为聚氧化乙烯、聚乙烯乙二醇甲基丙烯酸共聚体按按重量比为5∶1的复配物。
永久抗静电PA6/HDPE合金的制备方法包括以下步骤：
(1)制备抗静电母粒
a、按照抗静电母粒的组分及含量备料；
b、将上述原料放入高混机中混合2分钟，出料，然后用双螺杆挤出机挤出造粒，控制加工温度在150℃，螺杆转数在25HZ，制备得到抗静电母粒；
(2)制备永久抗静电PA6/HDPE合金
a、按照永久抗静电PA6/HDPE合金的组分及含量备料；
b、将上述原料放入高混机中混合2分钟后出料，然后用双螺杆挤出机挤出造粒，控制加工温度在190℃，螺杆转数在40HZ，制备得到永久抗静电PA6/HDPE合金。
实施例14
一种永久抗静电PA6/HDPE合金，由以下组分及重量份含量的原料制备得到：5kg的抗静电母粒，42kg的PA6，45kg的HDPE，5kg的相容剂，其中，PA6特性粘度为2.8dL/g，HDPE的熔融指数为4g/cm3，相容剂为马来酸酐接枝聚氧化乙烯和马来酸酐接枝HDPE按重量比为2∶3的复合物。
抗静电母粒由以下组分及含量的原料制备得到：碱金属盐10kg，抗氧剂1kg，热稳定剂1kg，助抗静电剂5kg，含聚醚嵌段的高分子材料80kg，其中，使用的碱金属盐为KCl，抗氧剂为吩噻嗪和亚磷酸酯按重量比为1∶1复配物，热稳定剂为有机锡热稳定剂、硬脂酸钙、硬质酸锌按重量比为2∶1∶1的复配物，助抗静电剂为二氧化硅，含聚醚嵌段的高分子材料为聚氧化乙烯、聚乙烯乙二醇甲基丙烯酸共聚体按按重量比为5∶1的复配物。
永久抗静电PA6/HDPE合金的制备方法包括以下步骤：
(1)制备抗静电母粒
a、按照抗静电母粒的组分及含量备料；
b、将上述原料放入高混机中混合4分钟，出料，然后用双螺杆挤出机挤出造粒，控制加工温度在180℃，螺杆转数在30HZ，制备得到抗静电母粒；
(2)制备永久抗静电PA6/HDPE合金
a、按照永久抗静电PA6/HDPE合金的组分及含量备料；
b、将上述原料放入高混机中混合3分钟，出料，然后用双螺杆挤出机挤出造粒，控制加工温度在205℃，螺杆转数在35HZ，制备得到永久抗静电PA6/HDPE合金。
实施例15
一种永久抗静电PA6/HDPE合金，由以下组分及重量份含量的原料制备得到：3kg的抗静电母粒3-8，43kg的PA6，40kg的HDPE，1kg的相容剂，其中，PA6特性粘度为2.8dL/g，HDPE的熔融指数为4g/cm3，相容剂为马来酸酐接枝聚氧化乙烯和马来酸酐接枝HDPE按重量比为2∶3的复合物。
抗静电母粒由以下组分及含量的原料制备得到：碱金属盐15kg，抗氧剂2kg，热稳定剂2kg，助抗静电剂10kg，含聚醚嵌段的高分子材料95kg，其中，使用的碱金属盐为NaI，抗氧剂为吩噻嗪和亚磷酸酯按重量比为1∶1复配物，热稳定剂为有机锡热稳定剂、硬脂酸钙、硬质酸锌按重量比为2∶1∶1的复配物，助抗静电剂为二氧化硅，含聚醚嵌段的高分子材料为聚氧化乙烯、聚乙烯乙二醇甲基丙烯酸共聚体按按重量比为5∶1的复配物。
永久抗静电PA6/HDPE合金的制备方法包括以下步骤：
(1)制备抗静电母粒
a、按照抗静电母粒的组分及含量备料；
b、将上述原料放入高混机中混合5分钟，出料，然后用双螺杆挤出机挤出造粒，控制加工温度在200℃，螺杆转数在35HZ，制备得到抗静电母粒；
(2)制备永久抗静电PA6/HDPE合金
a、按照永久抗静电PA6/HDPE合金的组分及含量备料；
b、将上述原料放入高混机中混合5分钟，出料，然后用双螺杆挤出机挤出造粒，控制加工温度在225℃，螺杆转数在40HZ，制备得到永久抗静电PA6/HDPE合金。

Claims (8)

1.一种永久抗静电PA6/HDPE合金，其特征在于，该合金由以下组分及重量份含量的原料制备得到：抗静电母粒3-8，PA640-43，HDPE 40-52，相容剂1-5；
所述的抗静电母粒由以下组分及重量份含量的原料制备得到：碱金属盐1-15，抗氧剂0.1-2，热稳定剂0.1-2，助抗静电剂0-10，含聚醚嵌段的高分子材料70-95；
所述的相容剂为马来酸酐接枝聚氧化乙烯和马来酸酐接枝HDPE按重量比为2:3的复合物。
2.根据权利要求1所述的一种永久抗静电PA6/HDPE合金，其特征在于，所述的碱金属盐为M+X-，其中M+为Li+、Na+或K+，X-为Cl-、Br-、I-或ClO4 -。
3.根据权利要求1所述的一种永久抗静电PA6/HDPE合金，其特征在于，所述的抗氧剂为吩噻嗪和亚磷酸酯按重量比为1:1复配物。
4.根据权利要求1所述的一种永久抗静电PA6/HDPE合金，其特征在于，所述的热稳定剂为有机锡热稳定剂、硬脂酸钙、硬脂酸锌按重量比为2:1:1的复配物。
5.根据权利要求1所述的一种永久抗静电PA6/HDPE合金，其特征在于，所述的助抗静电剂为二氧化硅。
6.根据权利要求1所述的一种永久抗静电PA6/HDPE合金，其特征在于，所述的含聚醚嵌段的高分子材料为聚氧化乙烯、聚乙烯乙二醇甲基丙烯酸共聚体按重量比为5:1的复配物。
7.根据权利要求1所述的一种永久抗静电PA6/HDPE合金，其特征在于，所述的PA6特性粘度为2.8dL/g，HDPE的熔融指数为2.5-5.5g/10min。
8.一种如权利要求1所述的永久抗静电PA6/HDPE合金的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)制备抗静电母粒
a、按照以下组分及重量份含量备料：碱金属盐1-15，抗氧剂0.1-2，热稳定剂0.1-2，助抗静电剂0-10，含聚醚嵌段的高分子材料70-95；
b、将上述原料放入高混机中混合2-5分钟，出料，然后用双螺杆挤出机挤出造粒，控制加工温度在150-200℃，螺杆转数在25-35Hz，制备得到抗静电母粒；
(2)制备永久抗静电PA6/HDPE合金
a、按照以下组分及重量份含量备料：抗静电母粒3-8，PA640-43，HDPE40-52，相容剂1-5；
b、将上述原料放入高混机中混合2-5分钟，出料，然后用双螺杆挤出机挤出造粒，控制加工温度在190-215℃，螺杆转数在35-40Hz，制备得到永久抗静电PA6/HDPE合金。
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