CN106380669A - 一种导电pe及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
该发明涉及一种导电PE,包括以下原料组分:PE、聚乙二醇、丙二酸钠、1,3‑二甲基咪唑磷酸二甲酯盐、改性白钠镁矾、甜菜碱、亚磷酸三苯酯、聚磷酸铵、硬脂酸锌,改性白钠镁矾由1,2‑十六烷二醇、白钠镁矾、聚丙烯酰胺、甘油、水和二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷反应制得,白钠镁矾由硫酸钠、稀硫酸、氯化镁、水、乙醇和二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷反应制得。该发明具有优异的导电性、亲水性、体积收缩率小等优势。
Description
技术领域
该发明涉及一种导电PE及其制备方法。
背景技术
PE具有优异的化学稳定性好,耐低温性能,电绝缘性优良,吸水性小。聚乙烯可用挤出、吹塑、模塑、注射和熔纺等方法成型,广泛应用于管材、涂层、薄膜、片材、容器和电缆、电线的绝缘和护套。
目前,PE材料在导电性、亲水性、体积收缩率小等性能需要进一步提升。该发明采用PE、聚乙二醇、丙二酸钠、1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐、改性白钠镁矾、甜菜碱等为原料制备了导电PE材料,该方法制备的导电PE材料具有优异的导电性、亲水性、体积收缩率小等性能。
发明内容
该发明的目的在于提供一种导电PE的制备方法,该方法通过改变反应物原料和工艺方式,制备的材料具有优异的导电性、亲水性、体积收缩率小等性能。
为了实现上述目的,该发明的技术方案如下。
一种导电PE及其制备方法,具体包括以下步骤:(1)、将硫酸钠、稀硫酸、氯化镁、水、乙醇和二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷按照份数比为100:4~7:43~49:106~148:15~23:2~7加入到反应器中,搅拌速度为130~155r/min,维持体系温度35~55 ℃条件下反应0.2~1h,在120℃、-0.09MPa减压蒸馏35min,经500mL乙醇洗涤、过滤、120℃干燥15min、500℃焙烧3h,得到白钠镁矾;(2)、将1,2-十六烷二醇、白钠镁矾、聚丙烯酰胺、甘油、水和二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷按照份数比100:114~127:8~15:5~12:5~13:2~5加入到反应釜中,搅拌速度为120~150r/min,维持体系温度68~75 ℃条件下反应0.4~0.7h,得到改性白钠镁矾;(3)、将PE、聚乙二醇、丙二酸钠、1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐、改性白钠镁矾、甜菜碱、亚磷酸三苯酯、聚磷酸铵、硬脂酸锌按照份数比100:35~57:17~39:7~16:23~36:11~19:1~3:8~13:2~7加入到开炼机中,用开炼机在温度160~183℃混合反应0.2~0.5h,用挤出机在温度160~183℃将导电PE挤出造粒,即得到导电PE粒料。
本申请中,各主要组分所起的作用如下:
所述的稀硫酸的目的为了促进硫酸钠的溶解。
所述的1,2-十六烷二醇的目的为了对白钠镁矾表面进行修饰、调节白钠镁矾表面能及增加其亲油性。
所述的聚丙烯酰胺、聚乙二醇和甜菜碱的目的为了提高PE的保水性。
所述的丙二酸钠的目的为了提高PE的导电性。
所述的1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐的目的为了提高丙二酸钠电离的环境以及作为导电材料提高PE的导电性。
该发明的有益效果在于:
1、稀硫酸可以促进硫酸钠在水中的溶解,而且,硫酸钠为工业副产品或固废物,可以解决因硫酸钠存放所导致的环境污染问题;
2、1,2-十六烷二醇修饰白钠镁矾,调节白钠镁矾表面能及增加其亲油性以及与PE的相容性,可以降低PE的成型收缩率;
3、聚丙烯酰胺、聚乙二醇和甜菜碱具有优异的吸水性能及保水性能,可以赋予PE较好的保水性,以保证丙二酸钠在水中电离,形成电流通路,赋予PE导电性;
4、1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐作为离子液体,一方面,本身由离子组成,可以发生自身电离,形成电流通路,另一方面,离子液体可以作为溶剂使用,具有不燃、不挥发、无污染等特点,从而赋予PE优异的导电性能;
5、丙二酸钠作为无机电解质,在水相和1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐离子液体相中可以发生电离,赋予PE优异的导电性。
具体实施方式
下面结合实施例对该发明的具体实施方式进行描述,以便更好的理解该发明。
实施例1
一种导电PE,其制备方法包括以下步骤:
(1)、称取100份硫酸钠、5份稀硫酸、46份氯化镁、126份水、19份乙醇和5份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反应器中,搅拌速度为145r/min,维持体系温度45 ℃条件下反应0.3h,在120℃、-0.09MPa减压蒸馏35min,经500mL乙醇洗涤、过滤、120℃干燥15min、500℃焙烧3h,得到白钠镁矾;
(2)、称取100份1,2-十六烷二醇、120份白钠镁矾、11份聚丙烯酰胺、9份甘油、8份水和3份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反应釜中,搅拌速度为135r/min,维持体系温度72℃条件下反应0.5h,得到改性白钠镁矾;
(3)、称取100份PE、41份聚乙二醇、29份丙二酸钠、14份1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐、28份改性白钠镁矾、16份甜菜碱、3份亚磷酸三苯酯、10份聚磷酸铵、5份硬脂酸锌加入到开炼机中,用开炼机在温度167℃混合反应0.2h,用挤出机在温度167℃将导电PE挤出造粒,即得到导电PE粒料。
实施例2
一种导电PE,其制备方法包括以下步骤:
(1)、称取100份硫酸钠、4份稀硫酸、43份氯化镁、106份水、15份乙醇和2份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反应器中,搅拌速度为130r/min,维持体系温度35 ℃条件下反应0.2h,在120℃、-0.09MPa减压蒸馏35min,经500mL乙醇洗涤、过滤、120℃干燥15min、500℃焙烧3h,得到白钠镁矾;
(2)、称取100份1,2-十六烷二醇、114份白钠镁矾、8份聚丙烯酰胺、5份甘油、5份水和2份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反应釜中,搅拌速度为120r/min,维持体系温度68℃条件下反应0.4h,得到改性白钠镁矾;
(3)、称取100份PE、35份聚乙二醇、17份丙二酸钠、7份1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐、23份改性白钠镁矾、11份甜菜碱、1份亚磷酸三苯酯、8份聚磷酸铵、2份硬脂酸锌加入到开炼机中,用开炼机在温度160℃混合反应0.5h,用挤出机在温度160℃将导电PE挤出造粒,即得到导电PE粒料。
实施例3
一种导电PE,其制备方法包括以下步骤:
(1)、称取100份硫酸钠、7份稀硫酸、49份氯化镁、148份水、23份乙醇和7份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反应器中,搅拌速度为155r/min,维持体系温度55 ℃条件下反应1h,在120℃、-0.09MPa减压蒸馏35min,经500mL乙醇洗涤、过滤、120℃干燥15min、500℃焙烧3h,得到白钠镁矾;
(2)、称取100份1,2-十六烷二醇、127份白钠镁矾、15份聚丙烯酰胺、12份甘油、13份水和5份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反应釜中,搅拌速度为150r/min,维持体系温度75 ℃条件下反应0.7h,得到改性白钠镁矾;
(3)、称取100份PE、57份聚乙二醇、39份丙二酸钠、16份1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐、36份改性白钠镁矾、19份甜菜碱、3份亚磷酸三苯酯、13份聚磷酸铵、7份硬脂酸锌加入到开炼机中,用开炼机在温度183℃混合反应0.2h,用挤出机在温度183℃将导电PE挤出造粒,即得到导电PE粒料。
实施例4
一种导电PE,其制备方法包括以下步骤:
(1)、称取100份硫酸钠、5份稀硫酸、45份氯化镁、110份水、20份乙醇和6份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反应器中,搅拌速度为135r/min,维持体系温度40 ℃条件下反应0.9h,在120℃、-0.09MPa减压蒸馏35min,经500mL乙醇洗涤、过滤、120℃干燥15min、500℃焙烧3h,得到白钠镁矾;
(2)、称取100份1,2-十六烷二醇、120份白钠镁矾、10份聚丙烯酰胺、6份甘油、7份水和4份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反应釜中,搅拌速度为130r/min,维持体系温度70℃条件下反应0.6h,得到改性白钠镁矾;
(3)、称取100份PE、40份聚乙二醇、26份丙二酸钠、15份1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐、29份改性白钠镁矾、17份甜菜碱、1.7份亚磷酸三苯酯、12份聚磷酸铵、3份硬脂酸锌加入到开炼机中,用开炼机在温度165℃混合反应0.4h,用挤出机在温度165℃将导电PE挤出造粒,即得到导电PE粒料。
实施例5
一种导电PE,其制备方法包括以下步骤:
(1)、称取100份硫酸钠、6份稀硫酸、47份氯化镁、128份水、19份乙醇和6份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反应器中,搅拌速度为145r/min,维持体系温度45 ℃条件下反应0.7h,在120℃、-0.09MPa减压蒸馏35min,经500mL乙醇洗涤、过滤、120℃干燥15min、500℃焙烧3h,得到白钠镁矾;
(2)、称取100份1,2-十六烷二醇、117份白钠镁矾、9份聚丙烯酰胺、11份甘油、7份水和3份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反应釜中,搅拌速度为140r/min,维持体系温度69℃条件下反应0.6h,得到改性白钠镁矾;
(3)、称取100份PE、39份聚乙二醇、19份丙二酸钠、8份1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐、27份改性白钠镁矾、14份甜菜碱、2.1份亚磷酸三苯酯、12份聚磷酸铵、6份硬脂酸锌加入到开炼机中,用开炼机在温度173℃混合反应0.4h,用挤出机在温度173℃将导电PE挤出造粒,即得到导电PE粒料。
实施例6
一种导电PE,其制备方法包括以下步骤:
(1)、称取100份硫酸钠、5份稀硫酸、47份氯化镁、136份水、21份乙醇和5份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反应器中,搅拌速度为139r/min,维持体系温度38 ℃条件下反应0.7h,在120℃、-0.09MPa减压蒸馏35min,经500mL乙醇洗涤、过滤、120℃干燥15min、500℃焙烧3h,得到白钠镁矾;
(2)、称取100份1,2-十六烷二醇、119份白钠镁矾、9份聚丙烯酰胺、6份甘油、11份水和2.7份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反应釜中,搅拌速度为145r/min,维持体系温度69 ℃条件下反应0.5h,得到改性白钠镁矾;
(3)、称取100份PE、54份聚乙二醇、35份丙二酸钠、8份1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐、33份改性白钠镁矾、13份甜菜碱、2.6份亚磷酸三苯酯、12份聚磷酸铵、4份硬脂酸锌加入到开炼机中,用开炼机在温度176℃混合反应0.3h,用挤出机在温度176℃将导电PE挤出造粒,即得到导电PE粒料。
实施例7
一种导电PE,其制备方法包括以下步骤:
(1)、称取100份硫酸钠、6.5份稀硫酸、44份氯化镁、132份水、20份乙醇和3份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反应器中,搅拌速度为141r/min,维持体系温度52 ℃条件下反应0.6h,在120℃、-0.09MPa减压蒸馏35min,经500mL乙醇洗涤、过滤、120℃干燥15min、500℃焙烧3h,得到白钠镁矾;
(2)、称取100份1,2-十六烷二醇、125份白钠镁矾、13份聚丙烯酰胺、8份甘油、8份水和3.7份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反应釜中,搅拌速度为137r/min,维持体系温度71 ℃条件下反应0.5h,得到改性白钠镁矾;
(3)、称取100份PE、49份聚乙二醇、37份丙二酸钠、12份1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐、32份改性白钠镁矾、16份甜菜碱、1.5份亚磷酸三苯酯、10份聚磷酸铵、6份硬脂酸锌加入到开炼机中,用开炼机在温度179℃混合反应0.3h,用挤出机在温度179℃将导电PE挤出造粒,即得到导电PE粒料。
实施例8
一种导电PE,其制备方法包括以下步骤:
(1)、称取100份硫酸钠、6.6份稀硫酸、46份氯化镁、129份水、18份乙醇和7份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反应器中,搅拌速度为141r/min,维持体系温度41 ℃条件下反应0.3h,在120℃、-0.09MPa减压蒸馏35min,经500mL乙醇洗涤、过滤、120℃干燥15min、500℃焙烧3h,得到白钠镁矾;
(2)、称取100份1,2-十六烷二醇、121份白钠镁矾、14份聚丙烯酰胺、7份甘油、8份水和3.9份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反应釜中,搅拌速度为138r/min,维持体系温度70 ℃条件下反应0.5h,得到改性白钠镁矾;
(3)、称取100份PE、55份聚乙二醇、32份丙二酸钠、11份1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐、35份改性白钠镁矾、16份甜菜碱、2.3份亚磷酸三苯酯、9份聚磷酸铵、4份硬脂酸锌加入到开炼机中,用开炼机在温度182℃混合反应0.2h,用挤出机在温度182℃将导电PE挤出造粒,即得到导电PE粒料。
实施例9
此例为未加任何助剂的对照组。
表1 实施例1和实施例9制得的导电PE的性能参数
实施例1 | 实施例9 | |
加工成型性 | 好 | 较好 |
亲水性 | 好 | 差 |
电阻/欧姆 | 956 | 0 |
成型收缩率/% | 0.5 | 1.1 |
以上所述是该发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离该发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为该发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种导电PE,其特征在于:包括以下原料组分:PE、聚乙二醇、丙二酸钠、1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐、改性白钠镁矾、甜菜碱、亚磷酸三苯酯、聚磷酸铵、硬脂酸锌,所述的PE、聚乙二醇、丙二酸钠、1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐、改性白钠镁矾、甜菜碱、亚磷酸三苯酯、聚磷酸铵、硬脂酸锌的份数比为100:35~57:17~39:7~16:23~36:11~19:1~3:8~13:2~7,其中,所述的改性白钠镁矾由1,2-十六烷二醇、白钠镁矾、聚丙烯酰胺、甘油、水和二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷反应制得,所述的1,2-十六烷二醇、白钠镁矾、聚丙烯酰胺、甘油、水和二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷的份数比为100:114~127:8~15:5~12:5~13:2~5,所述的白钠镁矾由硫酸钠、稀硫酸、氯化镁、水、乙醇和二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷反应制得,所述的硫酸钠、稀硫酸、氯化镁、水、乙醇和二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷的份数比为100:4~7:43~49:106~148:15~23:2~7。
2.一种导电PE,其特征在于:所述的导电PE是由以下制备方法制得的:(1)、将硫酸钠、稀硫酸、氯化镁、水、乙醇和二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷按照份数比为100:4~7:43~49:106~148:15~23:2~7加入到反应器中,搅拌速度为130~155r/min,维持体系温度35~55℃条件下反应0.2~1h,在120℃、-0.09MPa减压蒸馏35min,经500mL乙醇洗涤、过滤、120℃干燥15min、500℃焙烧3h,得到白钠镁矾;(2)、将1,2-十六烷二醇、白钠镁矾、聚丙烯酰胺、甘油、水和二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷按照份数比100:114~127:8~15:5~12:5~13:2~5加入到反应釜中,搅拌速度为120~150r/min,维持体系温度68~75 ℃条件下反应0.4~0.7h,得到改性白钠镁矾;(3)、将PE、聚乙二醇、丙二酸钠、1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐、改性白钠镁矾、甜菜碱、亚磷酸三苯酯、聚磷酸铵、硬脂酸锌按照份数比100:35~57:17~39:7~16:23~36:11~19:1~3:8~13:2~7加入到开炼机中,用开炼机在温度160~183℃混合反应0.2~0.5h,用挤出机在温度160~183℃将导电PE挤出造粒,即得到导电PE粒料。
3.一种导电PE,其特征在于:所述的白钠镁矾的制备过程中,稀硫酸的浓度为35%.wt.%,硫酸镁的颗粒粒径为1~5μm。
4.一种导电PE,其特征在于:所述的白钠镁矾的制备过程中,硫酸钠为工业副产品或固废物。
5.一种导电PE,其特征在于:所述的改性硫化钙的制备过程中,白钠镁矾在聚丙烯酰胺之后分3~5次添加至反应釜中。
6.一种导电PE,其特征在于:所述的改性白钠镁矾的制备过程中,乙醇和水喷洒至物料表面。
7.一种导电PE,其特征在于:所述的导电PE的制备过程中,改性白钠镁矾在甜菜碱之后添加。
8.一种导电PE,其特征在于:所述的导电PE的制备过程中,1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐与聚乙二醇、甜菜碱一起添加。
9.一种导电PE,其特征在于:所述的导电PE可以采用挤出、注塑、模压、吹塑、流延等工艺加工成各种塑料制品。
10.一种导电PE,其特征在于:所述的导电PE可以应用在电子、集成电路包装、电磁波屏蔽、发光二极管、太阳能电池、移动电话、微型电视屏幕等在导电性、亲水性、体积收缩率小等领域。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20170208 |