CN105330963A - 一种耐磨抗静电的pp片材的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐磨抗静电的PP片材的制备方法，属于工业生产热塑性复合材料技术领域。用偶联剂处理四针状氧化锌和导电石墨得到包覆填料混合粉末。将表面处理过的四针状氧化锌和导电石墨混合粉末，与PP颗粒按设计的配比在高速混合机中搅拌均匀，再用双螺杆挤出机挤出造粒，干燥后，得到PP母料。在片材挤出机上，将上述PP母料加入挤出机料斗，温度200℃，生产出一定厚度的片材。本发明的PP片材，主要用于抗静电无纺布片的生产中，作为无纺布下表面的层压片材使用，该PP片材可以使得材料制品不仅具有优异的抗静电性能而且具有很好的耐磨性。

Description

一种耐磨抗静电的PP片材的制备方法
技术领域
本发明属于工业生产热塑性复合材料技术领域，涉及一种耐磨抗静电的聚丙烯(PP)片材的制备工艺。
背景技术
纺织材料是电的不良导体，它们具有很高的比电阻。纤维及其制品在生产加工和使用过程中，由于受摩擦、牵伸、压缩、剥离及电场感应和热风干燥等因素的作用而产生静电。如果这些静电荷不能通过各种途径迅速散失，就会在材料和加工机械上逐渐增加:基于静电的力学效应和放电效应，静电荷的积累达到一定程度时将会引发各种障碍和危害。随着化学纤维特别是合成纤维在纺织上的生产和应用越来越广泛，这些高分子聚合物所固有的高绝缘性和疏水性，使之极易产生静电的积聚，因此，织物抗静电已成为急待解决的一个重要问题。
抗静电无纺布主要应用于对静电有特殊环境要求的防护用品的材料，目前无纺布抗静电常用的工艺是在无纺布的生产过程中添加一些抗静电剂，以达到抗静电的目的。
四针状氧化锌本身是N型半导体，且具有四脚状三维结构，因此将其分散在基体中时邻接各针状部位相互搭接形成导电通路，从而高效地赋予材料抗静电性能。添加四针状氧化锌的复合材料借助四针状氧化锌的立体网络等导电方式可以及时分散摩擦过程中产生的静电荷，避免或减少臭氧的产生及其对材料的破坏作用。与大多数高分子材料相比，四针状氧化锌具有很好的耐热和导热性能，在材料中加入四针状氧化锌，可较好地分散因摩擦、磨损而产生的热量，使胶料在磨损过程中表面温度不至于上升得太高，降低胶料的磨耗量，同时提高强度。
石墨具有天然的导电性和优异的耐高温性、导热性、化学稳定性，通过改性可以大幅度降低树脂基复合材料电阻率，电阻值稳定，是良好的导电填料。石墨导电逾渗阈值很低，可以在较低石墨含量情况下获得优良的导电性能，特别是石墨价廉易得、密度低及由其制备的复合材料还表现出压阻效应等特点，因此近年来成为树脂基导电复合材料的研究热点。
发明内容
本发明的目是提供一种耐磨抗静电的PP片材的制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种耐磨抗静电的PP片材的制备方法，按照下述步骤进行：
（1）取计量的四针状氧化锌和导电石墨，用足量的乙醇溶解，添加四针状氧化锌和导电石墨质量分数0.5-1.5%的偶联剂，在80-90℃下搅拌反应2h，真空干燥48h，得到包覆处理的四针状氧化锌和导电石墨混合粉末。
将表面处理过的的四针状氧化锌和导电石墨混合粉末，与PP颗粒按设计的配比在高速混合机中搅拌均匀，再用双螺杆挤出机挤出造粒，干燥后，得到PP母料。
挤出机各段温度分别为190、200、200、200、190℃,转速为200r/min。在片材挤出机上，将上述PP母料加入挤出机料斗，温度200℃，生产出一定厚度的片材。
其中步骤（1）所述的四针状氧化锌和导电石墨的质量比为1:10-10:1
其中步骤（1）所述的四针状氧化锌和导电石墨的质量与乙醇的质量比为1：5-1：10。
其中步骤（1）所述的偶联剂为YDH550、YDH201、KH550、KH570的一种或几种组成。
其中步骤（2）所述的表面处理过的四针状氧化锌和导电石墨混合粉末的加入量占PP颗粒的质量1-20%。
四针状氧化锌本身是N型半导体，且具有四脚状三维结构，因此将其分散在基体中时邻接各针状部位相互搭接形成导电通路，从而高效地赋予材料抗静电性能。四针状氧化锌具有很好的耐热和导热性能，在材料中加入四针状氧化锌，可较好地分散因摩擦、磨损而产生的热量，使胶料在磨损过程中表面温度不至于上升得太高，降低胶料的磨耗量，同时提高强度增加耐磨性。石墨每个碳原子的周边连结著另外三个碳原子以共价键结合，构成共价分子。由于每个碳原子均会放出一个电子，那些电子能够自由移动，因此石墨属于导电体。所以四针状氧化锌和石墨的加入可以提高PP基体的导电性和耐磨性。
由于无机填料是高能表面,而聚合物为低能表面,二者复合时相容性很差,导致其功能不能得到有效发挥。为了使四针状氧化锌和导电石墨能更好地分散在基体树脂中,对四针状氧化锌和导电石墨进行表面改性是十分必要的。本发明以偶联剂为表面处理剂，表面处理四针状氧化锌和导电石墨，提高其在PP机体中的分散性。
附图说明：
图1为本发明工艺流程图。
具体实施方式：
以下结合实施例，对本发明来进一步说明，但并不限制本发明。除非另有说明，在实施例中所有份数和百分比均以质量计。
实施例1
取1份四针状氧化锌和10份2000目导电石墨，用55份的乙醇溶解，添加0.055份的KH570偶联剂，在80-90℃搅拌反应2h，真空干燥48h，得到包覆处理的混合粉末。取1份上述表面处理过的四针状氧化锌和2000目导电石墨的混合粉末，与100份PP颗粒按设计的配比在高速混合机中搅拌均匀，再用双螺杆挤出机挤出造粒，干燥后，得到PP母料。挤出机各段温度分别为190、200、200、200、190℃,转速为200r/min。在片材挤出机上，将上述PP母料加入挤出机料斗，温度200℃，生产出厚度为0.3mm片材。
实施例2
取10份四针状氧化锌和1份2500目导电石墨，用110份的乙醇溶解，添加0.065份的KH550偶联剂和0.1份的YDH201偶联剂，在85℃搅拌反应2h，真空干燥48h，得到包覆处理的混合粉末。取20份上述表面处理过的四针状氧化锌和2500目导电石墨的混合粉末，与100份PP颗粒按设计的配比在高速混合机中搅拌均匀，再用双螺杆挤出机挤出造粒，干燥后，得到PP母料。挤出机各段温度分别为190、200、200、200、190℃,转速为200r/min。在片材挤出机上，将上述PP母料加入挤出机料斗，温度200℃，生产出厚度为1.5mm片材。
实施例3
取10份四针状氧化锌和10份3000目导电石墨，用100份的乙醇溶解，添加0.1份的KH570偶联剂和0.1份YDH201及0.1份的YDH550，在90℃搅拌反应2h，真空干燥48h，得到包覆处理的混合粉末。取10份上述表面处理过的四针状氧化锌和3000目导电石墨的混合粉末，与100份PP颗粒按设计的配比在高速混合机中搅拌均匀，再用双螺杆挤出机挤出造粒，干燥后，得到PP母料。挤出机各段温度分别为190、200、200、200、190℃,转速为200r/min。在片材挤出机上，将上述PP母料加入挤出机料斗，温度200℃，生产出厚度2mm片材。
实施例4
取5份四针状氧化锌和10份2000目导电石墨，用100份的乙醇溶解，添加0.1份的KH570偶联剂，在80-90℃搅拌反应2h，真空干燥48h，得到包覆处理的混合粉末。取15份上述表面处理过的四针状氧化锌和2000目导电石墨的混合粉末，与100份PP颗粒按设计的配比在高速混合机中搅拌均匀，再用双螺杆挤出机挤出造粒，干燥后，得到PP母料。挤出机各段温度分别为190、200、200、200、190℃,转速为200r/min。在片材挤出机上，将上述PP母料加入挤出机料斗，温度200℃，生产出厚度为0.3mm片材。
表1片材的体积电阻率和磨损量
编号 体积电阻率×1016/Ω*cm 磨耗量/ mg
实施例1 8.5 12.3
实施例2 0.01 0.8
实施例3 2.1 3.6
实施例4 0.1 2.2
由上表可以看出，采用本发明技术所制备的片材具有较高的抗静电性能和耐磨性。

Claims (7)

1.一种耐磨抗静电的PP片材的制备方法，其特征在于按照下述步骤进行：
（1）取计量的四针状氧化锌和导电石墨，用足量的乙醇溶解，添加四针状氧化锌和导电石墨质量分数0.5-1.5%的偶联剂，在80-90℃下搅拌反应2h，真空干燥48h，得到包覆处理的四针状氧化锌和导电石墨混合粉末；
（2）将表面处理过的的四针状氧化锌和导电石墨混合粉末，与PP颗粒按设计的配比在高速混合机中搅拌均匀，再用双螺杆挤出机挤出造粒，干燥后，得到PP母料；
挤出机各段温度分别为190、200、200、200、190℃,转速为200r/min；
在片材挤出机上，将上述PP母料加入挤出机料斗，温度200℃，生产出一定厚度的片材。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨抗静电的PP片材的制备方法，其特征在于其中步骤（1）所述的四针状氧化锌和导电石墨的质量比为1:10-10:1。
3.根据权利要求1所述的一种耐磨抗静电的PP片材的制备方法，其特征在于其中步骤（1）所述的四针状氧化锌和导电石墨的质量与乙醇的质量比为1：5-1：10。
4.根据权利要求1所述的一种耐磨抗静电的PP片材的制备方法，其特征在于其中步骤（1）所述的偶联剂为YDH550、YDH201、KH550、KH570的一种或几种组成。
5.根据权利要求1所述的一种耐磨抗静电的PP片材的制备方法，其特征在于其中步骤（2）所述的表面处理过的四针状氧化锌和导电石墨混合粉末的加入量占PP颗粒的质量1-20%。
6.根据权利要求1所述的一种耐磨抗静电的PP片材的制备方法，其特征在于导电石墨的目数为1000-5000，优选2000-3000目。
7.根据权利要求1所述的一种耐磨抗静电的PP片材的制备方法，其特征在于片材厚度为0.3-2mm。
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