CN104371189A - 一种抗静电的pp/abs复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗静电的PP/ABS复合材料及其制备及方法，是由100份聚丙烯、50~100份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、6~20油酸聚乙二醇酯、2~8份聚丙烯酸钠、4~10份相容剂、20~50份填料、1~2份抗氧剂、0~1份乙烯基双硬脂酰胺、0~1份3-氨丙基三乙氧基硅烷、0.5-30份乙烯-辛烯共聚物制备而成。本发明提高了聚丙烯复合材料的抗静电性能、综合性能及性价比，使本发明的复合材料具有永久抗静电性能、高光泽度、易加工等特点，应用领域广阔，包括电子电器、家电、航空航天、国防等领域。

Description

一种抗静电的PP/ABS复合材料及其制备方法
 
技术领域
本发明涉及高分子材料改性领域，尤其涉及一种抗静电的PP/ABS复合材料的制备及方法。
 
背景技术
塑料使用越来越广泛，而作为通用塑料的聚丙烯（PP）越来越受到人们的关注，应用范围也得到较大扩展。然在某些领域由于聚丙烯的高收缩率（1.4~1.6%）、大的表面电阻率（1016~1018Ω）、光泽度较差等缺点，使得纯的聚丙烯应用范围不大。随着科学与技术的发展，单一塑料在某些领域早已满足不了社会发展的需求。近年来，塑料合金及其改性得到了广泛的应用，改性过后的聚丙烯应用范围较宽。目前减小聚丙烯收缩率的办法一般添加填料如：滑石粉、碳酸钙、氧化铝、高岭土等；降低表面电阻率的办法一般加入抗静电剂如：低分子型的表面活性剂，导电填料炭黑和石墨等。
虽然丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）光泽度较好、耐低温、耐热、机械强度优异以及收缩率较小等优点，但由于聚丙烯与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯之间的相容性较差，目前主要是采用苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物（SBS）、马来酸酐接枝聚烯烃（POE-g-MAH）、乙烯醋酸乙烯酯共聚物（EVA）来改性聚丙烯，但合金的综合性能不太理想。如中国专利CN102408633A，公开了PP/ABS合金材料、其制备方法和应用，其中第一相容剂选自马来酸酐接枝聚烯烃、乙烯醋酸乙烯酯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-乙烯-苯乙烯共聚物、含聚酯硬段和聚醚软段的嵌段共聚物中的一种或两种以上；第二相容剂选自丙烯酸酯接枝聚烯烃、丙烯酸酯- 缩水甘油酯-乙烯共聚物、甲基丙烯酸酯-丁苯橡胶-苯乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯醋酸乙烯酯共聚物中的一种或两种以上。
中国专利CN101463163B公开制备了一种永久性抗静电聚丙烯材料，然只强调了聚丙烯的抗静电效果，对光泽度、收缩率等未考虑。同样中国专利CN102070824A公开了一种抗静电聚丙烯组合物，其中填充量较大，对光泽度、等其他力学性能未考虑。
 
发明内容
本发明的目的克服了现有技术的缺陷，提供了一种集永久抗静电、高光泽、低收缩率为一身的PP/ABS复合材料。
本发明的另一目的是提供上述复合材料的制备方法。
为了实现以上目的，本发明的技术方案是一种抗静电的PP/ABS复合材料，由如下组分按重量份制备而成：
聚丙烯                         100份
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物      50~100份
油酸聚乙二醇酯                 6~20
聚丙烯酸钠                     2~8份
相容剂                         4~10份
填料                           20~50份
抗氧剂                         1~2份
乙烯基双硬脂酰胺                0~1份
3-氨丙基三乙氧基硅烷            0~1份
乙烯-辛烯共聚物                 0.5-30份。
进一步，所述相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐和/或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐；
进一步，所述的填料为玻璃纤维和/或滑石粉；
进一步，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（抗氧剂1010）、β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯（抗氧剂1076）、三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯（抗氧剂168）中至少一种。
一种制备上述抗静电的PP/ABS复合材料的方法，包括以下步骤：
（1）按配比将聚丙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、油酸聚乙二醇酯、聚丙烯酸钠、相容剂、填料、抗氧剂、乙烯基双硬脂酰胺、3-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯-辛烯共聚物依次加入高速混合机中混合5~10分钟，混合速度为120~200转/分钟，混合温度为40~60℃；
（2）将混合好的物料加入挤出机中进行熔融挤出，拉条、冷却、切粒、装包得抗静电、高光泽的PP/ABS复合材料；其中挤出机温度从喂料段到机头温度为180℃－225℃。
本发明的有益之处：
1、本发明制备PP/ABS复合材料综合性能优异，尤其在抗静电、高光泽方面得到了重大改进，使PP/ABS复合材料具有永久抗静电、高光泽、低收缩率等特性，可广泛应用于电子电器、家电、航空航天、国防等领域。
2、本发明将高接枝率的聚丙烯接枝马来酸酐（PP-g-MAH）和高接枝率的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐（ABS-g-MAH）的混合物作为聚丙烯与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的相容剂，使得聚丙烯与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的相容性得到明显改善，这点可从复合材料的机械性能表现出来。
3、本发明将油酸聚乙二醇酯、聚丙烯酸钠作为抗静电剂，其与聚丙烯的相容性好,提高了聚丙烯的机械性能，并提高了聚丙烯复合材料的抗静电性能，使其表面电阻率降到108Ω左右。
4、本发明将玻璃纤维、滑石粉作为增强光泽度和降低收缩率的填料，可明显提高复合材料的光泽度和降低复合材料的收缩率。
 
具体实施例
下面结合一些实施例以及对比实施例对本发明作进一步说明。
以下所有实施例及对比例中，测试标准执行国家标准，光泽度执行GB/T 8807且采用20°角测量，表面电阻率执行GB/T 1410，拉伸性能执行GB/T 1040且拉伸速度5mm/min，弯曲性能执行GB/T 9341且弯曲测试速度2mm/min，冲击性能执行GB/T 1843。
实施例1 
100份聚丙烯、50份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、6油酸聚乙二醇酯、2份聚丙烯酸钠、10份聚丙烯接枝马来酸酐、20份玻璃纤维、2份抗氧剂1010、1份乙烯基双硬脂酰胺、1份3-氨丙基三乙氧基硅烷、0.5份乙烯-辛烯共聚物依次加入高速混合机中混合5分钟，混合速度为120转/分钟，混合温度为40℃；接着将混合好的料子加入挤出机中进行熔融挤出，拉条、冷却、切粒、装包。挤出机温度从喂料段到机头为180℃－225。
实施例2 
100份聚丙烯、100份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、20油酸聚乙二醇酯、8份聚丙烯酸钠、10份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐、50份滑石粉、1份抗氧剂1010、1份抗氧剂168、0。5份3-氨丙基三乙氧基硅烷、10份乙烯-辛烯共聚物依次加入高速混合机中混合10分钟，混合速度为200转/分钟，混合温度为60℃；接着将混合好的料子加入挤出机中进行熔融挤出，拉条、冷却、切粒、装包。挤出机温度从喂料段到机头依次为180℃、200℃、200℃、210℃、210℃、220℃、220℃、220℃、220℃、225℃，螺杆直径为75mm，螺杆长径比为50：1。
实施例3 
100份聚丙烯、80份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、16油酸聚乙二醇酯、4份聚丙烯酸钠、4份聚丙烯接枝马来酸酐、4份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐、20份玻璃纤维、10份滑石粉、0.5份抗氧剂1010、0.5份抗氧剂168、0.5份抗氧剂1076、0.1份乙烯基双硬脂酰胺、30份乙烯-辛烯共聚物依次加入高速混合机中混合12分钟，混合速度为160转/分钟，混合温度为55℃；接着将混合好的料子加入挤出机中进行熔融挤出，拉条、冷却、切粒、装包。挤出机温度从喂料段到机头依次为180℃、200℃、200℃、210℃、210℃、220℃、220℃、220℃、220℃、225℃，螺杆直径为50mm，螺杆长径比为35：1。
实施例4 
100份聚丙烯、100份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、20油酸聚乙二醇酯、5份聚丙烯酸钠、10份聚丙烯接枝马来酸酐、40份玻璃纤维、1份抗氧剂1010、1份抗氧剂1076、0.5份乙烯基双硬脂酰胺、0.5份3-氨丙基三乙氧基硅烷、20份乙烯-辛烯共聚物依次加入高速混合机中混合10分钟，混合速度为200转/分钟，混合温度为60℃；接着将混合好的料子加入挤出机中进行熔融挤出，拉条、冷却、切粒、装包。挤出机温度从喂料段到机头依次为180℃、200℃、200℃、210℃、210℃、220℃、220℃、220℃、220℃、225℃，螺杆直径为65mm，螺杆长径比为45：1。
实施例5
100份聚丙烯、100份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、6油酸聚乙二醇酯、2份聚丙烯酸钠、6份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐、10份玻璃纤维30份滑石粉、1份抗氧剂1076、1份乙烯基双硬脂酰胺、1份3-氨丙基三乙氧基硅烷、1份乙烯-辛烯共聚物依次加入高速混合机中混合10分钟，混合速度为200转/分钟，混合温度为60℃；接着将混合好的料子加入挤出机中进行熔融挤出，拉条、冷却、切粒、装包。挤出机温度从喂料段到机头依次为180℃、200℃、200℃、210℃、210℃、220℃、220℃、220℃、220℃、225℃，螺杆直径为65mm，螺杆长径比为45：1。
将上述实施例1~5制备的聚丙烯复合材料分别检测其表面电阻率与机械强度，如下表1所示：
表1实施例1~5的基本性能
从以上表所有实施例可以看出，本发明制得PP/ABS复合材料具有抗静电、高光泽特性，其消除了聚丙烯的静电、降低电阻率，其1年后的表面电阻率为0.3×109-6.7×109Ω.cm2，明显地提高聚丙烯制品在生产和使用中的安全性，可广泛应用于电子电器、家电、航空航天、国防等领域。

Claims (5)

1.一种抗静电的PP/ABS复合材料，其特征在于：由如下组分按重量份制备而成：
聚丙烯                         100份
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物      50~100份
油酸聚乙二醇酯                 6~20
聚丙烯酸钠                     2~8份
相容剂                         4~10份
填料                           20~50份
抗氧剂                         1~2份
乙烯基双硬脂酰胺                0~1份
3-氨丙基三乙氧基硅烷            0~1份
乙烯-辛烯共聚物                 0.5-30份。
2.根据权利要求1所述抗静电的PP/ABS复合材料，其特征在于：所述相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐和/或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐。
3.根据权利要求1所述抗静电的PP/ABS复合材料，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所述抗静电的PP/ABS复合材料，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、β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯、三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯中至少一种。
5.一种制备如权利要求1所述抗静电的PP/ABS复合材料的方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）按配比将聚丙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、油酸聚乙二醇酯、聚丙烯酸钠、相容剂、填料、抗氧剂、乙烯基双硬脂酰胺、3-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯-辛烯共聚物依次加入高速混合机中混合5~10分钟，混合速度为120~200转/分钟，混合温度为40~60℃；
（2）将混合好的物料加入挤出机中进行熔融挤出，拉条、冷却、切粒、装包得抗静电、高光泽的PP/ABS复合材料；其中挤出机温度从喂料段到机头温度为180℃－225℃。
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