CN104448506A - 一种持久有效的抗静电聚烯烃复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种持久有效的抗静电聚烯烃复合材料,以重量份计,包括以下组分:聚烯烃树脂70~99份,填料0~30份,相容剂0~6份,离子液体抗静电剂0.5~5份,抗氧剂0.2份~0.5份。本发明还公开了该抗静电聚烯烃复合材料的制备方法。本发明提供的抗静电聚烯烃复合材料抗静电剂添加量低,抗静电性能优越,表面电阻可达108-1011Ω、受温湿度影响小且抗静电性能持久,本发明提供的抗静电聚烯烃复合材料可用于防静电和无尘要求的各个领域。

Description

一种持久有效的抗静电聚烯烃复合材料及其制备方法
技术领域:
本发明涉及一种聚合物抗静电技术领域,尤其涉及一种持久有效的抗静电聚烯烃复合材料。
背景技术:
由于原料丰富,价格低廉,容易加工成型,综合性能优良,聚烯烃成为了一类产量最大,应用十分广泛的高分子材料。但是聚烯烃有很强的电绝缘性,目前,添加抗静电剂是消除聚烯烃静电最为常用的方法。所谓抗静电剂是指涂覆于材料表面或掺和在材料内部,以减少静电累积的助剂。抗静电剂按结构可分为阴离子型、阳离子型、非离子型、两性离子型和高分子型等。按使用方法有外涂型和内添加型两大类。
目前常用的有阳离子型的季铵盐(如抗静电剂SN(硬脂酰胺丙基二甲基-β-羟乙基铵硝酸盐)、抗静电剂LS[(3-月桂酰胺丙基)三甲基铵硫酸甲酯盐]、抗静电剂609[(N,N'-双(2-羟基乙基)-N-(3'-十二烷氧基-2'-羟基丙基)甲胺硫酸甲酯盐)、抗静电剂SP(硬脂酰胺丙基二甲基-β-羟乙基铵二氢磷酸盐)和非离子型的酯类(如硬脂酸单甘酯、油酸单甘酯、月桂酸单甘酯)。这两类抗静电剂都有其缺点,阳离子抗静电耐热性能较差,高温下容易分解,从而影响其抗静电性能及塑料制品颜色;非离子抗静电剂性能较差,很多情况下不能达到抗静电要求。
发明内容:
本发明的目的是提供一种持久有效的抗静电聚烯烃复合材料,抗静电剂添加量低,抗静电性能优越,表面电阻可达108-1011Ω、受温度、湿度影响小且抗静电性能持久,可用于防静电和无尘要求的各个领域。
本发明的另一个目的是提供该持久有效的抗静电聚烯烃复合材料的制备方法。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种持久有效的抗静电聚烯烃复合材料,以重量份计,包括以下组分:
聚烯烃树脂70~99份,填料0~30份,
相容剂0~6份,抗氧剂0.2~0.5份,
离子液体抗静电剂0.5~5份。
作为上述技术方案的优选,所述的聚烯烃树脂为聚乙烯、聚丙烯、乙烯共聚物、丙烯共聚物中的一种或几种混合。
作为上述技术方案的优选,所述的填料为滑石粉、白炭黑、碳酸钙、高岭土、硫酸钡或钛白粉中的一种,填料粒径在10微米以内。
作为上述技术方案的优选,所述的相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝乙烯共聚物、马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝石油树脂中的一种或几种混合。
作为上述技术方案的优选,所述的离子液体抗静电剂中的阳离子为咪唑类阳离子、吡啶类阳离子、吡咯类阳离子或季铵盐类阳离子,阴离子为卤离子、高氯酸根离子、硝酸根离子、醋酸根离子、四氟硼酸根离子、六氟磷酸根离子、双(全氟代烷基磺酰基)酰胺离子、双(全氟代烷基磺酰基)酰亚胺离子。
作为上述技术方案的优选,所述的抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、4,4′-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、β,β′-硫化二丙酸二硬脂酸酯、硫代二丙酸二硬脂醇酯中的一种或两种混合。
一种持久有效的抗静电聚烯烃复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将原料按按照比例进行配料,放入高速混合机中高速混合3-5分钟,或通过密炼机在100℃-170℃范围内熔融混合5-10分钟,然后出料,得到混合物料;
(2)将步骤(1)得到的混合物料通过螺杆挤出机在160℃-220℃挤出造粒,干燥后得到产品。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明首次采用离子液体作为聚烯烃材料的抗静电剂,由于离子液体本身具有饱和蒸汽压低、透明度高、导电性好、难挥发、分解温度高、不燃烧等优点,本发明具有离子液体抗静电剂添加量低,所制得的材料抗静电性能优越、表面电阻可达108-1011Ω、受温度、湿度影响小且抗静电性能持久等特点,可应用于具有防静电和无尘要求的生产设备、电子电器、包装材料等各个领域。
具体实施方式:
为更好的理解本发明,下面通过实施例对本发明进一步说明,实施例只用于解释本发明,不会对本发明构成任何的限定。
实施例1-6所用原料及原料用量(以重量份计)如表1所示:
表1
原料 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
LLDPE/份 99 10
HDPE/份 75
共聚PP/份 96.5 76 70
均聚PP/份 95.5
离子液体/份 0.5 1.5 3.0 3.5 3.5 4.0
填料/份 10 15 20
相容剂/份 3 5 6
抗氧剂/份 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
实施例1
采用熔融指数为15g/10min的线性低密度聚乙烯(LLDPE),离子液体采用咪唑类四氟硼酸盐,抗氧剂采用四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯,原料在高搅机内混合5分钟,170℃-190℃双螺杆挤出机造粒,干燥后190℃注塑成样板测试。
实施例2
采用熔融指数为2g/10min的LLDPE和0.05g/10min的高密度聚乙烯(HDPE),离子液体采用咪唑类四氟硼酸盐,填料采用白炭黑,相容剂采用接枝率为0.5的马来酸酐接枝聚乙烯,抗氧剂采用四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和硫代二丙酸二硬脂醇酯,两者质量比为2:1,原料在150℃密炼机内熔融混炼10分钟,然后170℃-190℃挤出机造粒,干燥后190℃注塑成样板测试。
实施例3
采用熔融指数为8g/10min的共聚PP,离子液体采用咪唑类六氟磷酸盐,抗氧剂采用四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯,原料在高搅机内混合5分钟,190℃-200℃双螺杆挤出机造粒,干燥后200℃注塑成样板测试。
实施例4
采用熔融指数为8g/10min的共聚PP,离子液体采用咪唑类六氟磷酸盐,填料采用滑石粉,相容剂采用接枝率为1的马来酸酐接枝聚丙烯,抗氧剂采用四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯,两者质量比为1:1,原料在高搅机内混合5分钟,190℃-200℃双螺杆挤出机造粒,干燥后200℃注塑成样板测试。
实施例5
采用熔融指数为8g/10min的共聚PP,离子液体采用咪唑类六氟磷酸盐,填料采用滑石粉,相容剂采用接枝率为1的马来酸酐接枝聚丙烯,抗氧剂采用四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯,两者质量比为1:1,原料在高搅机内混合5分钟,190℃-200℃双螺杆挤出机造粒,干燥后200℃注塑成样板测试。
实施例6
采用熔融指数为2g/10min的均聚PP,离子液体采用咪唑类六氟磷酸盐,抗氧剂采用四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯,两者质量比为1:1,原料在高搅机内混合5分钟,190℃-210℃双螺杆挤出机造粒,干燥后210℃注塑成样板测试。
对实施例1-6制得的抗静电聚烯烃复合材料样品按GB1410测试其表面电阻,测试结果如表2所示:
表2
性能 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
25℃,50%RH表面电阻/Ω 109 1010 109 109 1010 108
5℃,15%RH表面电阻/Ω 1010 1010 1010 1010 1011 109
酒精擦拭干燥后表面电阻/Ω 109 1010 109 109 1010 108
水洗干燥后表面电阻/Ω 109 1010 109 109 1011 109
一年后表面电阻/Ω 1010 1010 1010 1010 1011 109
从表2可以看出,本发明提供的抗静电聚烯烃复合材料具有良好的抗静电性能,且抗静电性能受温度、湿度影响较小,抗静电效果持久。

Claims (7)

1.一种持久有效的抗静电聚烯烃复合材料,其特征在于,以重量份计,包括以下组分:
聚烯烃树脂70~99份,填料0~30份,
相容剂0~6份,抗氧剂0.2~0.5份,
离子液体抗静电剂0.5~5份。
2.如权利要求1所述的一种持久有效的抗静电聚烯烃复合材料,其特征在于,所述的聚烯烃树脂为聚乙烯、聚丙烯、乙烯共聚物、丙烯共聚物中的一种或几种混合。
3.如权利要求1所述的一种持久有效的抗静电聚烯烃复合材料,其特征在于,所述的填料为滑石粉、白炭黑、碳酸钙、高岭土、硫酸钡或钛白粉中的一种,填料粒径在10微米以内。
4.如权利要求1所述的一种持久有效的抗静电聚烯烃复合材料,其特征在于,所述的相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝乙烯共聚物、马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝石油树脂中的一种或几种混合。
5.如权利要求1所述的一种持久有效的抗静电聚烯烃复合材料,其特征在于,所述的离子液体抗静电剂中的阳离子为咪唑类阳离子、吡啶类阳离子、吡咯类阳离子或季铵盐类阳离子,阴离子为卤离子、高氯酸根离子、硝酸根离子、醋酸根离子、四氟硼酸根离子、六氟磷酸根离子、双(全氟代烷基磺酰基)酰胺离子、双(全氟代烷基磺酰基)酰亚胺离子。
6.如权利要求1所述的一种持久有效的抗静电聚烯烃复合材料,其特征在于,所述的抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、4,4′-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、β,β′-硫化二丙酸二硬脂酸酯、硫代二丙酸二硬脂醇酯中的一种或两种混合。
7.如权利要求1所述的一种持久有效的抗静电聚烯烃复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将原料按权利要求1所述比例进行配料,放入高速混合机中高速混合3-5分钟,或通过密炼机在100℃-170℃范围内熔融混合5-10分钟,然后出料,得到混合物料;
(2)将步骤(1)得到的混合物料通过螺杆挤出机在160℃-220℃挤出造粒,干燥后得到产品。
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