CN107141597A - 一种高性能抗静电pp‑pe复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高性能抗静电PP‑PE复合材料及其制备方法，按重量份由以下组分组成，PP为80份‑100份；PE为40份‑60份；富勒烯为6份‑12份；碳纤维为6份‑10份；相容剂为0.1份‑0.3份；成核剂为0.1份‑0.5份；抗氧剂为0.1份‑0.5份。富勒烯的加入改善了PP‑PE复合材料的抗静电性能，与其它抗静电填料相比，它的抗静电性更优；成核剂NA‑11的加入有利于促进PP复合材料的异相成核，提高材料的物理性能；由于碳纤维高强高模的特性，填充到PP‑PE复合材料中会提高其强度和模量。

Description

一种高性能抗静电PP-PE复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，特别是指一种高性能抗静电PP-PE复合材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯(PP)是一种重要的热塑性聚合物，它密度小，吸水性小，耐油和耐化学特性，成为现代应用很广泛的塑料之一。
聚乙烯(PE)是一种重要的热塑性聚合物，尺寸稳定性好，绝缘性佳，耐水、耐油，广泛应用于家用电器、机械配件、办公用品和通讯器材等领域。
为了提高产品的性能，将聚丙烯与聚乙烯进行共混制备复合材料，以综合聚丙烯与聚乙烯的优点及克服各自的缺点，而且聚丙烯与聚乙烯共混用于抗静电材料方面的基材，但是现有技术中所使用的聚丙烯与聚乙烯共混的基材的物理性能尚有一定的不足。
发明内容
本发明的目的是提供一种高性能抗静电PP-PE复合材料及其制备方法，以提高聚丙烯与聚乙烯共混后的抗静电性能及基材的物理性能。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种高性能抗静电PP-PE复合材料，按重量份由以下组分组成，
所述PE为HDPE。
所述相容剂为PP-g-MAH。
所述成核剂为β型成核剂NA-11。
所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯中的一种或几种的混合。
一种高性能抗静电PP-PE复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1)称取80份-100份的PP、40份-60份PE、0.1份-0.3份PP-g-MAH、0.1份-0.5份NA-11、6份-12份富勒烯及0.1份-0.5份抗氧剂混合并搅拌均匀，得到混合料；
2)将步骤1)中得到的混合料从挤出机主喂料器加入，6份-10份碳纤维由侧喂料器单独加入挤出造粒，即得到抗静电PP-PE复合材料。
所述步骤2)的挤出机为双螺杆挤出机，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度150～170℃，二区温度190～220℃，三区温度190～220℃，四区温度190～220℃，五区温度190～220℃，六区温度190～220℃，机头温度190～220℃,螺杆转速200～280r/min。
本发明的有益效果是：
1、富勒烯的加入改善了PP-PE复合材料的抗静电性能，与其它抗静电填料相比，它的抗静电性更优。
2、成核剂NA-11的加入有利于促进PP复合材料的异相成核，提高材料的物理性能。
3、由于碳纤维高强高模的特性，填充到PP-PE复合材料中会提高其强度和模量。
4、从侧喂料添加碳纤维减少了压缩回流以及剪切作用对玻纤的破坏作用，增加了玻纤的残留长度，从而使得PP-PE材料的力学性进一步得到一定程度的提高。
具体实施方式
以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。
本发明的实施例中所用的原料如下：
PP(型号Z30S),茂名石化；PE(型号5070)，盘锦乙烯；PP-g-MAH(型号CMG9801)，佳易容相容剂江苏有限公司；碳纤维(型号T300)，日本东丽；富勒烯，濮阳市永新富勒烯科技有限公司；抗氧剂(型号Irganox168、Irganox1010、Irganox1330)，瑞士汽巴精化；铜粉，深圳市鑫盛丰科技有限公司。
本发明所用的测试仪器如下：
ZSK30型双螺杆挤出机，德国W&P公司；JL-1000型拉力试验机，广州市广才实验仪器公司生产；HTL900-T-5B型注射成型机，海太塑料机械有限公司生产；XCJ-500型冲击测试机，承德试验机厂生产；QT-1196型拉伸测试仪，东莞市高泰检测仪器有限公司；QD-GJS-B12K型高速搅拌机，北京恒奥德仪器仪表有限公司。
本申请提供一种高性能抗静电PP-PE复合材料，按重量份由以下组分组成，
其中PE为HDPE。
所述相容剂为PP-g-MAH。
所述成核剂为β型成核剂NA-11。
所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯中的一种或几种的混合。
一种高性能抗静电PP-PE复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1)称取80份-100份的PP、40份-60份PE、0.1份-0.3份PP-g-MAH、0.1份-0.5份NA-11、6份-12份富勒烯及0.1份-0.5份抗氧剂混合并搅拌均匀，得到混合料；
2)将步骤1)中得到的混合料从挤出机主喂料器加入，6份-10份碳纤维由侧喂料器单独加入挤出造粒，即得到抗静电PP-PE复合材料。
所述步骤2)的挤出机为双螺杆挤出机，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度150～170℃，二区温度190～220℃，三区温度190～220℃，四区温度190～220℃，五区温度190～220℃，六区温度190～220℃，机头温度190～220℃,螺杆转速200～280r/min。
实施例1
1)称取80份PP、40份PE、0.1份PP-g-MAH、0.1份NA-11、6份富勒烯、0.1份Irganox168混合并搅拌均匀，得到混合料；
2)将步骤1)中得到的混合料从挤出机主喂料器加入，6份碳纤维由侧喂料器单独加入挤出造粒，即得到PP-PE复合材料P1。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度150℃，二区温度190℃，三区温度190℃，四区温度190℃，五区温度190℃，六区温度190℃，机头温度190℃,螺杆转速200r/min。
实施例2
1)称取100份PP、60份PE、0.3份PP-g-MAH、0.5份NA-11、12份富勒烯、0.1份Irganox168、0.2份Irganox1010、0.2份Irganox1330混合并搅拌均匀，得到混合料；
2)将步骤1)中得到的混合料从挤出机主喂料器加入，8份碳纤维由侧喂料器单独加入挤出造粒，即得到PP-PE复合材料P2。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度170℃，二区温度220℃，三区温度220℃，四区温度220℃，五区温度220℃，六区温度220℃，机头温度220℃,螺杆转速280r/min。
实施例3
1)称取90份PP、50份PE、0.2份PP-g-MAH、0.3份NA-11、8份富勒烯、0.1份Irganox168、0.2份Irganox1010混合并搅拌均匀，得到混合料；
2)将步骤1)中得到的混合料从挤出机主喂料器加入，10份碳纤维由侧喂料器单独加入挤出造粒，即得到PP-PE复合材料P3。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度160℃，二区温度205℃，三区温度205℃，四区温度205℃，五区温度205℃，六区温度205℃，机头温度205℃；螺杆转速240r/min。
实施例4
1)称取95份PP、55份PE、0.1份PP-g-MAH、0.2份NA-11、10份富勒烯、0.1份Irganox1010、0.2份Irganox1330混合并搅拌均匀，得到混合料；
2)将步骤1)中得到的混合料从挤出机主喂料器加入，9份碳纤维由侧喂料器单独加入挤出造粒，即得到PP-PE复合材料P4。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度165℃，二区温度215℃，三区温度215℃，四区温度215℃，五区温度215℃，六区温度215℃，机头温度215℃；螺杆转速260r/min。
实施例5
1)称取85份PP、45份PE、0.2份PP-g-MAH、0.4份NA-11、7份富勒烯、0.2份Irganox1010、0.2份Irganox1330混合并搅拌均匀，得到混合料；
2)将步骤1)中得到的混合料从挤出机主喂料器加入，7份碳纤维由侧喂料器单独加入挤出造粒，即得到PP-PE复合材料P5。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度165℃，二区温度195℃，三区温度195℃，四区温度195℃，五区温度195℃，六区温度195℃，机头温度195℃；螺杆转速255r/min。
对比例1
1)称取85份PP、45份PE、0.2份PP-g-MAH、0.1份Irganox1010、0.2份Irganox168混合并搅拌均匀，得到混合料；
2)将步骤1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PP-PE复合材料D1。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度155℃，二区温度215℃，三区温度215℃，四区温度215℃，五区温度215℃，六区温度215℃，机头温度215℃；螺杆转速215r/min。
对比例2
1)称取95份PP、55份PE、0.1份PP-g-MAH、7份铜粉、0.2份Irganox1010、0.2份Irganox168混合并搅拌均匀，得到混合料；
2)将步骤1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PP-PE复合材料D2。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度165℃，二区温度205℃，三区温度205℃，四区温度205℃，五区温度205℃，六区温度205℃，机头温度205℃；螺杆转速230r/min。
性能测试：
将上述实施例1-5及对比例1-2制备的PP-PE复合材料用注塑机制成样条测试，测试数据如下表：
从上表可以看出，实施例1-5的物理性能和抗静电性能都要好于对比例1-2。这大大扩展了PP-PE复合材料的应用领域，具有非常重要的意义。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。

Claims (7)

1.一种高性能抗静电PP-PE复合材料，其特征在于：按重量份由以下组分组成，
2.根据权利要求1所述的高性能抗静电PP-PE复合材料，其特征在于：所述PE为HDPE。
3.根据权利要求1所述的高性能抗静电PP-PE复合材料，其特征在于：所述相容剂为PP-g-MAH。
4.根据权利要求1所述的高性能抗静电PP-PE复合材料，其特征在于：所述成核剂为β型成核剂NA-11。
5.根据权利要求1所述的高性能抗静电PP-PE复合材料，其特征在于：所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯中的一种或几种的混合。
6.一种高性能抗静电PP-PE复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)称取80份-100份的PP、40份-60份PE、0.1份-0.3份PP-g-MAH、0.1份-0.5份NA-11、6份-12份富勒烯及0.1份-0.5份抗氧剂混合并搅拌均匀，得到混合料；
2)将步骤1)中得到的混合料从挤出机主喂料器加入，6份-10份碳纤维由侧喂料器单独加入挤出造粒，即得到抗静电PP-PE复合材料。
7.根据权利要求6所述的高性能抗静电PP-PE复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤2)的挤出机为双螺杆挤出机，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度150～170℃，二区温度190～220℃，三区温度190～220℃，四区温度190～220℃，五区温度190～220℃，六区温度190～220℃，机头温度190～220℃,螺杆转速200～280r/min。
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