CN104250393B - 一种永久抗静电改性聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种永久抗静电改性聚丙烯材料及其制备方法，是由100份聚丙烯、0.05‑0.5份复合抗静电剂、10‑100份填料、0‑1份抗氧剂、0‑1份润滑剂、0‑1份偶联剂、0‑30份增韧剂制备而成，其中所述复合抗静电剂为由油酸聚乙二醇酯与聚丙烯酸钠组成。本发明制备的永久抗静电改性聚丙烯材料是使用复合抗静电剂对聚丙烯材料进行改性，消除了聚丙烯的静电、降低电阻率，并减少抗静电剂的用量降低生产成本。

Description

一种永久抗静电改性聚丙烯材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种永久抗静电改性聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯(PP)是一种性能优良的热塑性合成树脂,其具有密度小、无毒、易加工、冲击强度高、抗挠曲性以及电绝缘性好等优点,具有广泛的应用。尤其是近年来,由于聚丙烯生产技术的不断发展和应用领域的不断开拓,进一步推动了丙烯的快速发展。聚丙烯虽然具有很多优点,但是其具有很强的电绝缘性，其体积电阻率很高，由于其优异的电绝缘性，导致PP制品在生产和使用中会积累静电荷，引起危害与事故。所以，消除PP的静电、降低电阻率是十分必要的。考虑到消除静电时不影响PP基体的力学性能，在塑料领域，一般会使用抗静电剂用于消除PP的静电。
抗静电剂按照分子中的亲水基能否电离一般可分为非离子型、阳离子型、阴离子型与两性型。单一使用某种抗静电剂往往存在某种缺陷,在某些抗静电要求较高的场所很难达到理想的效果。例如阴离子型抗静电剂的抗静电效果虽好,但是与聚丙烯的相容性较差,易导致聚丙烯的机械性能下降；而非离子型抗静电剂热稳定性好,也不会导致塑料老化但是抗静电效果较差,要达到与离子型抗静电剂相同的效果,其添加量是离子型的两倍，使用成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种抗静电聚丙烯，使用复合抗静电剂，添加量小，具有永久抗静电性，抗静电效果好，力学性能优异。
一种永久抗静电改性聚丙烯材料，由下述组份按重量份制备而成：
所述复合抗静电剂由油酸聚乙二醇酯与聚丙烯酸钠组成。
所述油酸聚乙二醇酯与聚丙烯酸钠的重量份比为4:1。
所述的填料为玻璃纤维和/或滑石粉。
所述润滑剂为石蜡。
所述偶联剂为硅烷偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷(通用名KH550)。
所述的增韧剂为乙烯-辛烯共聚物(通用名POE)。
所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗1010)与三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(抗168)组成。
本发明的另一个目的是提供一种制备永久抗静电改性聚丙烯材料的方法:把100份聚丙烯、0.05-0.5份复合抗静电剂、10-100份填料、0-1份抗氧剂、0-1份润滑剂、0-1份偶联剂、0-30份增韧剂混合均匀后，加入挤出机进料口中，在温度150-230℃下进行熔融、挤出造粒。
所以本发明的有益效果是：
1、本发明制备的永久抗静电改性聚丙烯材料是使用复合抗静电剂对聚丙烯材料进行改性，消除了聚丙烯的静电、降低电阻率，按照《固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法》检测其体积电阻率为1.1×109-4.4×1011Ω.cm、表面电阻率为2.8×105-9.6×107Ω.cm2，提高聚丙烯制品在生产和使用中的安全性。
2、本发明中使用的复合抗静电剂的用量为0.05-0.5份，相比较使用单一抗静电剂的用量少最少一半，减少生产成本。
3、本发明的复合抗静电剂油酸聚乙二醇酯、聚丙烯酸钠与聚丙烯的相容性好,提高了聚丙烯的机械性能。将实施例1与其对比例1-3对比来看，实施例1配方中的复合抗静电剂用量小，产品力学性能更加优异，体积电阻率与表面电阻率小，抗静电效果远远好于不用或使用单一的抗静电剂。
具体实施方式
本发明中改性聚丙烯的相关性能的检测标准分别为：
拉伸性能测试标准采用美国材料与实验协会的ASTM-D638标准；
冲击性能测试标准采用美国材料与实验协会的ASTM-D256标准；
体积电阻率与表面电阻率的测试准备采用GB/T 1410-2006《固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法》。
实施例1：
一种永久抗静电改性聚丙烯材料，主要组成如下：
其制备方法:把100份聚丙烯、0.04份油酸聚乙二醇酯、0.01份聚丙烯酸钠、50份玻璃纤维、0.2份抗氧剂1010、0.4份抗氧剂168、1份石蜡、1份偶联剂KH550混合均匀后，加入挤出机进料口中，在温度150℃-230℃下进行熔融、挤出造粒。
实施例2：
一种永久抗静电改性聚丙烯材料，主要组成如下：
其制备方法:把100份聚丙烯、0.2份油酸聚乙二醇酯、0.05份聚丙烯酸钠、50份玻璃纤维、50份滑石粉、1份石蜡、1份偶联剂KH550、30份POE混合均匀后，加入挤出机进料口中，在温度150℃-230℃下进行熔融、挤出造粒。
实施例3：
一种永久抗静电改性聚丙烯材料，主要组成如下：
其制备方法:把100份聚丙烯、0.4份油酸聚乙二醇酯、0.1份聚丙烯酸钠、0.2份抗氧剂1010、0.2份抗氧剂168混合均匀后，加入挤出机进料口中，在温度150℃-230℃下进行熔融、挤出造粒。
实施例4：
一种永久抗静电改性聚丙烯材料，主要组成如下：
其制备方法:把100份聚丙烯、0.32份油酸聚乙二醇酯、0.08份聚丙烯酸钠、30份玻璃纤维、0.5份抗氧剂1010、0.5份抗氧剂168、0.5份石蜡、0.5份偶联剂KH550、10份POE混合均匀后，加入挤出机进料口中，在温度150℃-230℃下进行熔融、挤出造粒。
实施例5：
一种永久抗静电改性聚丙烯材料，主要组成如下：
其制备方法:把100份聚丙烯、0.12份油酸聚乙二醇酯、0.03份聚丙烯酸钠、10份滑石粉、0.3份抗氧剂1010、0.2份抗氧剂168、0.2份石蜡、0.2份偶联剂KH550、20份POE混合均匀后，加入挤出机进料口中，在温度150℃-230℃下进行熔融、挤出造粒。
为了与一般抗静电体系的聚丙烯材料对比，把实施实例1作为基础，在工艺不变的情况下，配方的抗静电体系换成单独的抗静电剂，并添加一个空白实验，形成对比例1-3。
对比例1：
一种永久抗静电改性聚丙烯材料，主要组成如下：
其制备方法:把100份聚丙烯、1份油酸聚乙二醇酯、50份玻璃纤维、0.2份抗氧剂1010、0.4份抗氧剂168、1份石蜡、1份偶联剂KH550混合均匀后，加入挤出机进料口中，在温度150℃-230℃下进行熔融、挤出造粒。
对比例2：
一种永久抗静电改性聚丙烯材料，主要组成如下：
其制备方法:把100份聚丙烯、1份聚丙烯酸钠、50份玻璃纤维、0.2份抗氧剂1010、0.4份抗氧剂168、1份石蜡、1份偶联剂KH550混合均匀后，加入挤出机进料口中，在温度150℃-230℃下进行熔融、挤出造粒。
对比例3：
一种永久抗静电改性聚丙烯材料，主要组成如下：
其制备方法:把100份聚丙烯、50份玻璃纤维、0.2份抗氧剂1010、0.4份抗氧剂168、1份石蜡、1份偶联剂KH550混合均匀后，加入挤出机进料口中，在温度150℃-230℃下进行熔融、挤出造粒。
上述各实施实例的配方与测试数据见下表：
从上表可看出：(1)本发明制备的永久抗静电改性聚丙烯材料消除了聚丙烯的静电、降低电阻率，其体积电阻率为1.1×109-4.4×1011Ω.cm、表面电阻率为2.8×105-9.6×107Ω.cm2，明显地提高聚丙烯制品在生产和使用中的安全性。
(2)本发明中复合抗静电剂的用量为0.05-0.5份，而对比例1-2中使用单一抗静电剂的用量为1份，基本上减少了一半的抗静电剂量，从而降低了生产成本。
(3)将实施例1与其对比例1-3对比来看，实施例1配方中的复合抗静电剂用量小，产品力学性能更加优异，体积电阻率与表面电阻率小，抗静电效果远远好于不用或使用单一的抗静电剂。
以上实施例并非仅限于本发明的保护范围，所有基于本发明的基本思想而进行修改或变动的都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种永久抗静电改性聚丙烯材料，其特征在于：由下述组份按重量份制备而成：
聚丙烯 100份
复合抗静电剂 0.05-0.5份
填料 10-100份
抗氧剂 0-1份
润滑剂 0-1份
偶联剂 0-1份
增韧剂 0-30份
所述复合抗静电剂由油酸聚乙二醇酯与聚丙烯酸钠组成。
2.根据权利要求1所述的一种永久抗静电改性聚丙烯材料，其特征在于：所述油酸聚乙二醇酯与聚丙烯酸钠的重量份比为4:1。
3.根据权利要求1所述的一种永久抗静电改性聚丙烯材料，其特征在于：所述的填料为玻璃纤维和/或滑石粉。
4.根据权利要求1所述的一种永久抗静电改性聚丙烯材料，其特征在于:所述润滑剂为石蜡。
5.根据权利要求1所述的一种永久抗静电改性聚丙烯材料，其特征在于:所述偶联剂为硅烷偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷。
6.根据权利要求1所述的一种永久抗静电改性聚丙烯材料，其特征在于:所述的增韧剂为乙烯-辛烯共聚物。
7.根据权利要求1所述的一种永久抗静电改性聚丙烯材料，其特征在于: 所述抗氧剂为四[β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯与三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯组成。
8.一种制备如权利要求1所述的一种永久抗静电改性聚丙烯材料的方法，其特征在于:把100份聚丙烯、0.05-0.5份复合抗静电剂、10-100份填料、0-1份抗氧剂、0-1份润滑剂、0-1份偶联剂、0-30份增韧剂混合均匀后，加入挤出机进料口中，在温度150-230℃下进行熔融、挤出造粒。
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