CN105542273A - 一种阻燃导静电耗散型母粒的制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种阻燃导静电耗散型母粒及其制备方法和应用，本发明由5-15％聚苯胺、5-15％聚噻吩、2-8％有机硅、4-10％三氧化二锑、22-53％导体材料和25-40％载体材料，在本发明中，聚苯胺、聚噻吩、导体材料以及载体材料通过掺杂优化，再加入三氧化二锑与有机硅，通过互配协效作用达到高氧指数阻燃V0级，母粒的电阻值低至104Ω，将其添加至各系列塑料材料中，能有效降低电阻率，使体积电阻率达到106Ω。本发明阻燃导静电耗散型母粒对湿度无依赖，导静电效果永久性，广泛应用在微电子、电器、医疗、纺织、印刷、工矿、军工装备、石油化工、火车汽车飞机、包装运输等领域，能有效控制静电无处不在无孔不入的危害。

Description

一种阻燃导静电耗散型母粒的制备方法和应用
技术领域
本发明属于阻燃导静电材料制备领域，涉及一种阻燃导静电耗散型母粒的制备方法和应用。
背景技术
随着国产化微电子电器及石油化工能源和其它各领域的技术而迅速健康发展、对静电高效母粒的外观为白色颗粒状，核心导电材料的成份具有纳米粒径，应用于导静电体积与表面的材料，导静电材料的功能其防护静电击穿PTC大功率电子产品及微电子元件与长期使用和廷长寿命等、静电母粒能够满足各行业对材料因静电危害的要求，同时可改善电子元件在高功率及相应环境温度下的力学性能不变，可完全广泛用作电子元件的电学热传递介质。目前，高效静电母粒广泛应用于亟需所有功率型产品：涉及国防军工、航天航空及民用的微电子、高低压电器、照明设备、风光互补、智能手机、电脑、PCB板、通讯设备和器材、火车、汽车、产品和设备等领域。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种阻燃导静电耗散型母粒的制备方法和应用。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一方面，本发明提供一种阻燃导静电耗散型母粒，所述阻燃导静电耗散型母粒由质量百分比如下的原料制备得到：
在本发明的阻燃导静电耗散型母粒的制备原料中，聚苯胺的用量为5-15％，例如5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％、10％、10.5％、11％、11.5％、12％、12.5％、13％、13.5％、14％或14.5％。
在本发明的阻燃导静电耗散型母粒的制备原料中，聚噻吩的用量为5-15％，例如5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％、10％、10.5％、11％、11.5％、12％、12.5％、13％、13.5％、14％或14.5％。
在本发明的阻燃导静电耗散型母粒的制备原料中，有机硅的用量为2-8％，例如2.3％、2.5％、2.8％、3％、3.2％、3.5％、3.8％、4％、4.3％、4.5％、4.8％、5％、5.3％、5.5％、5.8％、6％、6.5％、6.8％、7％、7.3％、7.5％或7.8％。
在本发明的阻燃导静电耗散型母粒的制备原料中，三氧化二锑的用量为4-10％，例如4.2％、4.5％、4.8％、5％、5.3％、5.5％、5.8％、6％、6.3％、6.5％、6.8％、7％、7.5％、7.8％、8％、8.5％、8.8％、9％、9.5％或9.8％。
在本发明的阻燃导静电耗散型母粒的制备原料中，导体材料的用量为22-63％，例如23％、25％、28％、30％、32％、35％、38％、40％、42％、44％、46％、48％、50％、53％、55％、58％、60％、61％或62％。
在本发明的阻燃导静电耗散型母粒的制备原料中，载体材料的用量为25-40％，例如26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％或39％。
优选地，本发明所述阻燃导静电耗散型母粒由质量百分比如下的原料制备得到：
在本发明中，所述有机硅为硅脂、硅乳液、硅橡胶、硫化硅橡胶或硅树脂中的任意一种或至少两种的组合。
在本发明中，所述导体材料为氯化钠、磷酸钠或硅酸钠中的任意一种或至少两种的组合。
在本发明中，所述载体材料为聚乙烯、尼龙或聚丙烯中的任意一种或至少两种的组合。
另一方面，本发明提供了如本发明第一方面所述的阻燃导静电耗散型母粒的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将聚苯胺、聚噻吩、导体材料和聚乙烯加入混料机中进行共混掺杂，得到混合物料；
(2)向步骤(1)所得混合物料中加入三氧化二锑与有机硅，混合，而后利用挤出机中挤出造粒，得到所述阻燃导静电耗散型母粒。
在本发明所述制备方法中，步骤(1)所述共混掺杂时的搅拌速率为20-90r/min，例如23r/min、25r/min、28r/min、30r/min、35r/min、38r/min、40r/min、43r/min、45r/min、48r/min、50r/min、55r/min、58r/min、60r/min、65r/min、68r/min、70r/min、73r/min、75r/min、78r/min、80r/min、83r/min、85r/min或88r/min。
优选地，步骤(1)所述共混掺杂的混合时间为10-30min，例如11min、12min、13min、14min、15min、16min、17min、18min、19min、20min、21min、22min、23min、24min、25min、26min、27min、28min或29min。
在本发明所述制备方法中，步骤(2)所述挤出机为双螺杆挤出机。
优选地，步骤(2)所述挤出机螺杆区域的预热温度为180-250℃，例如180℃、185℃、190℃、195℃、200℃、205℃、210℃、215℃、220℃、225℃、230℃、235℃、240℃、245℃或248℃，优选200-220℃。
优选地，步骤(2)所述挤出机的螺杆转速为190r/min-320r/min，例如193r/min、195r/min、198r/min、200r/min、210r/min、220r/min、230r/min、240r/min、250r/min、260r/min、270r/min、280r/min、290r/min、300r/min、310r/min或315r/min，优选220-300r/min。
作为本发明的优选技术方案，本发明所述阻燃导静电耗散型母粒的制备方法包括以下步骤：
(1)将聚苯胺、聚噻吩、导体材料和聚乙烯加入混料机中进行共混掺杂，搅拌速率为20-90r/min，共混掺杂10-30min，得到混合物料；
(2)向步骤(1)所得混合物料中加入三氧化二锑与有机硅，混合，加入至双螺杆挤出机中挤出造粒，所述挤出机螺杆区域的预热温度为180-250℃，螺杆转速为190r/min-320r/min，得到所述阻燃导静电耗散型母粒。
另一方面，本发明提供了如第一方面所述的阻燃导静电耗散型母粒在塑料材料中的应用。
优选地，所述阻燃导静电耗散型母粒在塑料材料中的添加量为15-25％，例如15.5％、16％、16.5％、17％、17.5％、18％、18.5％、19％、20％、21％、22％、23％、24％或24.5％，优选20％。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明由5-15％的聚苯胺、5-15％的聚噻吩、2-8％的有机硅、22-63％的导体材料和25-40％的载体材料制备得到阻燃导静电耗散型母粒。在本发明中，所有导体材料通过掺杂优化、再次加入三氧化二锑与有机硅互配协效作用且达到高氧指数阻燃V0级，母粒的电阻值低至104Ω，将其添加至各系列塑料材料中，添加量为20％时能有效降低电阻率，使体积电阻率达到106Ω。本发明阻燃导静电耗散型母粒对湿度无依赖，导静电效果永久性，广泛应用在微电子、电器、医疗、纺织、印刷、工矿、军工装备、消防、火工、石油化工、火车汽车飞机、包装、运输等领域，能有效控制静电无处不在无孔不入的危害，具有优良的导静电阻燃效果。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
在本实施例中，阻燃导静电耗散型母粒由以下原料制备得到：
其制备方法如下：
(1)将聚苯胺、聚噻吩、有机硅、导体材料和聚乙烯加入混料机中，搅拌速率为20r/min，共混掺杂30min，得到混合物料；
(2)将步骤(1)所得混合物料加入至双螺杆挤出机中挤出造粒，所述挤出机螺杆区域的预热温度为180℃，螺杆转速为320r/min，得到所述阻燃导静电耗散型母粒。
实施例2
在本实施例中，阻燃导静电耗散型母粒由以下原料制备得到：
其制备方法如下：
(1)将聚苯胺、聚噻吩、有机硅、导体材料和聚乙烯加入混料机中，搅拌速率为90r/min，共混掺杂10min，得到混合物料；
(2)将步骤(1)所得混合物料加入至双螺杆挤出机中挤出造粒，所述挤出机螺杆区域的预热温度为250℃，螺杆转速为190r/min，得到所述阻燃导静电耗散型母粒。
实施例3
在本实施例中，阻燃导静电耗散型母粒由以下原料制备得到：
其制备方法如下：
(1)将聚苯胺、聚噻吩、有机硅、导体材料和聚乙烯加入混料机中，搅拌速率为50r/min，共混掺杂15min，得到混合物料；
(2)将步骤(1)所得混合物料加入至双螺杆挤出机中挤出造粒，所述挤出机螺杆区域的预热温度为200℃，螺杆转速为220r/min，得到所述阻燃导静电耗散型母粒。
实施例4
在本实施例中，阻燃导静电耗散型母粒由以下原料制备得到：
其制备方法如下：
(1)将聚苯胺、聚噻吩、有机硅、导体材料和聚乙烯加入混料机中，搅拌速率为70r/min，共混掺杂20min，得到混合物料；
(2)将步骤(1)所得混合物料加入至双螺杆挤出机中挤出造粒，所述挤出机螺杆区域的预热温度为230℃，螺杆转速为250r/min，得到所述阻燃导静电耗散型母粒。
实施例5
在本实施例中，阻燃导静电耗散型母粒由以下原料制备得到：
其制备方法如下：
(1)将聚苯胺、聚噻吩、有机硅、导体材料和聚乙烯加入混料机中，搅拌速率为40r/min，共混掺杂25min，得到混合物料；
(2)将步骤(1)所得混合物料加入至双螺杆挤出机中挤出造粒，所述挤出机螺杆区域的预热温度为220℃，螺杆转速为300r/min，得到所述阻燃导静电耗散型母粒。
对比例1
该对比例与实施例1的不同之处在于，采用以下原料来制备母粒：
制备方法及条件与实施例1相同。
对比例2
该对比例与实施例2的不同之处在于，采用以下原料来制备母粒：
制备方法及条件与实施例2相同。
对比例3
该对比例与实施例3的不同之处在于，采用以下原料来制备母粒：
制备方法及条件与实施例3相同。
对比例4
该对比例与实施例4的不同之处在于，采用以下原料来制备母粒：
制备方法及条件与实施例4相同。
对比例5
该对比例与实施例5的不同之处在于，采用以下原料来制备母粒：
制备方法及条件与实施例5相同。
对比例6
该对比例与实施例5的不同之处在于，采用以下原料来制备母粒：
制备方法及条件与实施例5相同。
性能测试
对实施例制备的母粒以20％的添加量加入塑料(例如尼龙、聚乙烯或聚丙烯等塑料，本发明以尼龙塑料为例)中，对母粒自身以及添加母粒后的塑料的阻燃性进行测试，测试结果如表1所示，实施例1-5制备得到的母粒的阻燃性以及添加有实施例1-5的母粒的塑料的阻燃性均能够达到V0级，而对比例的阻燃性仅能达到V2级。
将实施例和对比例得到的母粒以20％的比例添加在塑料(例如尼龙、聚乙烯或聚丙烯等塑料，本发明以尼龙塑料为例)中，对于添加有母粒的塑料的积电阻率测试结果如表1所示；
表1
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的阻燃导静电耗散型母粒及其制备方法和应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种阻燃导静电耗散型母粒，其特征在于，所述阻燃导静电耗散型母粒由质量百分比如下的原料制备得到：
2.根据权利要求1所述的阻燃导静电耗散型母粒，其特征在于，所述阻燃导静电耗散型母粒由质量百分比如下的原料制备得到：
3.根据权利要求1或2所述的阻燃导静电耗散型母粒，其特征在于，所述有机硅为硅脂、硅乳液、硅橡胶、硫化硅橡胶或硅树脂中的任意一种或至少两种的组合。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的阻燃导静电耗散型母粒，其特征在于，所述导体材料为氯化钠、磷酸钠和硅酸钠中的任意一种或至少两种的组合。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的阻燃导静电耗散型母粒，其特征在于，所述载体材料为聚乙烯、尼龙或聚丙烯中的任意一种或至少两种的组合。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的阻燃导静电耗散型母粒的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将聚苯胺、聚噻吩、导体材料和聚乙烯加入混料机中进行共混掺杂，得到混合物料；
(2)向步骤(1)所得混合物料中加入三氧化二锑与有机硅，混合，而后利用挤出机中挤出造粒，得到所述阻燃导静电耗散型母粒。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述共混掺杂时的搅拌速率为20-90r/min；
优选地，步骤(1)所述共混掺杂的混合时间为10-30min。
8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述挤出机为双螺杆挤出机；
优选地，步骤(2)所述挤出机螺杆区域的预热温度为180-250℃，优选200-220℃；
优选地，步骤(2)所述挤出机的螺杆转速为190r/min-320r/min，优选220-300r/min。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将聚苯胺、聚噻吩、导体材料和聚乙烯加入混料机中进行共混掺杂，搅拌速率为20-90r/min，共混掺杂10-30min，得到混合物料；
(2)向步骤(1)所得混合物料中加入三氧化二锑与有机硅，混合，加入至双螺杆挤出机中挤出造粒，所述挤出机螺杆区域的预热温度为180-250℃，螺杆转速为190r/min-320r/min，得到所述阻燃导静电耗散型母粒。
10.根据权利要求1-5中任一项所述的阻燃导静电耗散型母粒在塑料材料中的应用；
优选地，所述阻燃导静电耗散型母粒在塑料材料中的添加量为15-25％，优选20％。
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