CN107383598A - 一种电商用抗静电耐磨型聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种电商用抗静电耐磨型聚丙烯复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种电商用抗静电耐磨型聚丙烯复合材料,由聚丙烯基体、耐磨母粒、增强混料、导电母粒、辅料、抗氧化剂、外加剂制成，所述耐磨母粒由氮化硼、MoSi2、二硫化钼和LDPE载体制成；增强混料由有机蒙脱土、沸石粉、碳化锆和改性纳米二氧化钛混合而成；导电母粒由导电炭黑、短切碳纤维、二氧化锡和LDPE载体制成；本发明以增强混料提高聚丙烯复合材料力学强度满足实际需要，在聚丙烯基体中添加耐磨母粒和导电母粒提高聚丙烯复合材料的耐磨性和抗静电性，同时以辅料调节、改善聚丙烯复合材料的力学强度、耐磨性和导电性，并以外加剂提高聚丙烯基体与填充料间的界面结合强度，同时提高聚丙烯复合材料表面的疏水性和去污性。

Description

一种电商用抗静电耐磨型聚丙烯复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于电商用包装材料领域，具体说的是一种电商用抗静电耐磨型聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
近年来，国家大力推进工业化和信息化融合以及消费升级，我国相关行业、企业加快了信息化建设步伐，电子商务应用需求变得日益强劲，电子商务的快速发展也带动了电子商务物流包装业的繁荣。为了满足物流运输的安全性需求，大多电商产品采用塑料外包装，聚丙烯(PP)作为五大通用塑料之一，是一种质轻、结构规整的结晶性热塑性树脂，具有优异的综合力学性能、化学稳定性、流变性、耐候性等，同时成型加工容易、原料来源丰富、成本低廉，因此常将其用作电商产品的结构性包装材料。PP存在明显的低温脆性、表面易划伤、易产生静电、拉伸强度不高等缺点，这些缺点限制了PP在电商包装领域的广泛使用。
发明内容
为克服电商产品物流运输过程中塑料外包装材料易产生静电、表面易划伤等缺点，本发明提供一种电商用抗静电耐磨型聚丙烯复合材料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种电商用抗静电耐磨型聚丙烯复合材料,由以下成分以重量份混炼而成：聚丙烯基体50-60份，耐磨母粒20-30份，增强混料10-15份，导电母粒8-10份，辅料5-7份，抗氧化剂1-2份，外加剂1-3份；所述耐磨母粒由3-8份氮化硼、5-10份MoSi2、7-10份二硫化钼和30-40份LDPE载体制成；所述增强混料由10-15份有机蒙脱土、5-8份为沸石粉、3-5份粒径为1000目的碳化锆和3-5份改性纳米二氧化钛混合而成；所述导电母粒由10-15份导电炭黑、5-8份短切碳纤维、5-8份二氧化锡和20-30份LDPE载体制成；所述辅料为3-5份改性多壁碳纳米管、6-10份TiN、5-8份超高分子量聚乙烯粉， 所述外加剂为1-3份环氧大豆油、1-3份硅烷偶联剂，1-2改性硅油。
所述的聚丙烯复合材料中还含有3-5份TiC和3-5份钛酸盐片晶。
所述辅料中还含有1-1.5份聚四氟乙烯。
所述外加剂中还含有1-2份椰油酰胺丙基甜菜碱。
所述氮化硼为改性氮化硼，其改性过程为：首先按照质量比1:2用去离子水将氮化硼配制成浆料，然后放入-10℃冷冻箱，1h后移至室温条件下解冻，待浆料达到室温后，再次放入冷冻箱，重复以上操作3-4次，然后将最后一次操作中，完全解冻达到室温温度的浆料按照1g：10ml加入无水乙醇中，搅拌，同时超声分散，2h后离心分散，最后收集悬浮液，并冷冻干燥，得到改性氮化硼。
所述电商用抗静电耐磨型聚丙烯复合材料，其制备方法包括以下步骤：
一) 制备改性纳米二氧化钛、改性多壁碳纳米管和改性硅油
将正硅酸乙酯和无水乙醇加入到装有滴液漏斗的三口烧瓶中，50℃条件下边搅拌边滴加酸化过的体积比1:1的无水乙醇与去离子水混合液，滴完后加入纳米二氧化钛粒子继续搅拌，纳米二氧化钛、正硅酸乙酯、无水乙醇和酸化无水乙醇与去离子水混合液的比例为1g：2ml：10ml：3ml，反应12h后，加入相对于纳米二氧化钛粒子质量的5%的甲基丙烯酰氧基丙基三甲基硅烷，在50℃温度下继续搅拌反应 6 h，得到改性纳米二氧化钛溶胶，然后在50℃条件下真空干燥，得到改性纳米二氧化钛，备用；
（a）、将多壁碳纳米管加入浓硝酸中，二者的比例为1g：30ml，120℃回流24h后，用去离子水稀释、洗涤、过滤，并烘干；（b）、将（a）步烘干料加入SOCl2中，二者比例为1g:50ml，70℃回 流24 h后，离心、用CH2Cl2洗涤、并在80℃条件下烘干；（c）、将（b）步烘干料加入熔融十八胺中，二者质量比为1:5，90 ℃ 下反应 24 h，然后将产物离心，并用无水乙醇洗涤，最后，80℃烘干得到改性多壁碳纳米管，备用；
首先将比例为1:15:3:2的 N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、八甲基环四硅氧烷、六甲基二硅氧烷和四甲基氢化氨混合均匀，氮气保护、搅拌、110℃条件下，保温6-8h，然后升温至135℃，反应0.5h，然后于135℃、60KPa真空脱低沸物0.5h，得到中间产物；取中间产物和活性聚醚加入异丙醇，三者比例为2g：1g：50ml，搅拌均匀，80℃反应5h，最后，于135℃、60KPa真空脱溶剂和低沸物0.5h，得到改性硅油，备用；
二）制备母粒
1）耐磨母粒的制备 按上述比例，将LDPE、氮化硼、MoSi2和二硫化钼依次加入造粒机，经挤出、冷却、切割，得到耐磨母粒，备用；加热温度：第一段120℃、第二段130℃、第三段150℃、喷嘴140℃；
2）导电母粒的制备 按上述比例，将LDPE、导电炭黑、短切碳纤维和二氧化锡依次加入造粒机，经挤出、冷却、切割，得到导电母粒，备用；加热温度：第一段120℃、第二段130℃、第三段150℃、喷嘴140℃；
三）复合材料的制备
首先按上述比例将聚丙烯基体、步骤二）制备的耐磨母粒和导电母粒、增强混料，辅料，抗氧化剂和外加剂1-3份加入混料机中，混合0.5h，然后将混合均匀的混合料加入双螺杆挤出机，螺杆转速为40~50r/min，挤出机机筒内温度设置为：一区120℃、二区135℃、三区155℃、四区140℃，混合料经挤出机挤出，制得电商用抗静电耐磨型聚丙烯复合材料。
本发明中所述超高分子量聚乙烯粉粒径500目，平均分子量为2.4×106；所述氮化硼为单层六方氮化硼，平均粒径为3nm；所述MoSi2的粒径为1μm；所述二硫化钼的平均粒径为1250目；所述有机蒙脱土粒径为325目；所述沸石粉为4A沸石粉，平均粒径为400目；所述的抗氧化剂为抗氧化剂1010；所述纳米二氧化钛粒径为10nm；所述导电炭黑为23nm，比表面积为125m2/g；所述短切碳纤维长度为1-3mm，直径为7μm；所述TiN粒度为7000目；所述TiC粒度为2.6μm；所述聚四氟乙烯粒度为4μm；所述钛酸盐片晶平均尺寸为5µm。
本发明中，纳米二氧化钛经过改性后，提高了其在聚丙烯基体中的分散性，同时表面接枝大量活性基团，使其具有极强的反应活性，同时巨大的比表面积配位不足导致它很容易与聚合物分子发生键合作用，提高分子间的键合力，存在良好的界面结合力，从而可提高聚丙烯复合材料的强度、硬度、耐磨性、耐刮伤性等力学性能；再者，纳米二氧化钛与其他粒子料占据了聚合物间的自由体积，在成型过程中减小聚丙烯的收缩率；
二硫化钼作为复合材料的耐磨填料，提高聚丙烯的耐磨性，同时其对聚丙烯基体还具有保护作用，提高聚丙烯的抗氧化性和老化性能；
本发明将多壁碳纳米管作为辅料填充到聚丙烯复合材料中，其经过十八胺改性后，在复合材料体系中一方面提高复合材料的强度，另一方面完善体系中的导电网路，提高复合材料的抗静电性，同时还能提高复合材料的疏水性；
MoSi2粒子一方面能够提高复合材料的耐高温性，同时提高复合材料高温下耐磨性能，另一方面MoSi2粒子与TiN、导电炭黑以及短切碳纤维在复合材料中相互搭接形成网络结构，从而提高复合材料的抗静电性；
再者，本发明中添加改性硅油，使硅油含有大量的氨基和聚醚基团，一方面能够提高填充粒子与聚丙烯基体的粘附性，同时改善聚丙烯复合材料的韧性、去污性以及耐热性
本发明辅料中的超高分子量聚乙烯粉与聚丙烯基体具有具有良好的界面结合强度，但其分子量远大于聚丙烯基体分子量，相对聚丙烯基体具有高的耐磨性加工后在聚丙烯基体中形成类似于海-岛相，提高复合材料耐磨性和力学强度；
有益效果：1.本发明以增强混料提高聚丙烯复合材料的力学强度满足实际需要，同时在聚丙烯基体中添加耐磨母粒和导电母粒提高聚丙烯复合材料的耐磨性和抗静电性，同时以辅料调节、改善聚丙烯复合材料的力学强度、耐磨性和导电性，并且以外加剂提高聚丙烯基体与填充料间的界面结合强度，同时提高聚丙烯复合材料表面的疏水性和去污性；
2.本发明中耐磨母粒和导电母粒以LDPE为载体，一方面改善聚丙烯基体的韧性和结晶性能，另一方面调节耐磨粒子和导电粒子与聚丙烯基体的界面结合强度；
3.本发明中添加的TiC和钛酸盐片晶，一方面TiC中大量的C4-的存在提高晶界相的粘度 ,提高复合材料的致密度，另一方面TiC对聚丙烯分子链具有一定的牵制或钉扎作用，提高复合材料的断裂韧性得到提高，此外，钛酸盐片晶在一定程度上能够减小晶界裂纹的扩展和晶格的滑移；
4.本发明中聚丙烯复合材料中添加少量聚四氟乙烯，提高复合材料的自润滑性，间接提高复合材料的耐磨性；
5.将氮化硼做改性处理，由于淡化硼为类石墨结构，利用热胀冷缩原理将氮化硼冷冻解冻处理打开片层间距，然后利用超声、离心处理，将氮化硼层与层间剥离开来，经过改性处理一方面提高氮化硼在复合材料中分散性，另一方面剥离的氮化硼分散在复合材料中，不仅提高复合材料的强度，还增大复合材料的导热率，改性后使氮化硼充分发挥其承载力，提高复合材料的力学强度和耐磨性；
6.复合材料中添加少量椰油酰胺丙基甜菜碱，一方面提高填充粒子与聚丙烯基体的界面结合强度，改善聚丙烯复合材料的韧性，增强了复合材料的耐磨性另一方面，能够提高复合材料的耐热性和去污性。
具体实施方式
本发明中、MoSi2、二硫化钼、有机蒙脱土、沸石粉、纳米二氧化钛、导电炭黑、短切碳纤维、TiN、TiC、聚四氟乙烯、钛酸盐片晶、抗氧化剂等材料均为市售。
实施方式1
一种电商用抗静电耐磨型聚丙烯复合材料,由以下成分以重量份混炼而成：聚丙烯基体50份，耐磨母粒20份，增强混料10份，导电母粒8份，辅料5份，抗氧化剂1份，外加剂1份；所述耐磨母粒由3份氮化硼、5份MoSi2、7份二硫化钼和30份LDPE载体制成；所述增强混料由10份有机蒙脱土、5份为沸石粉、3份粒径为1000目的碳化锆和3份改性纳米二氧化钛混合而成；所述导电母粒由10份导电炭黑、5份短切碳纤维、5份二氧化锡和20份LDPE载体制成；所述辅料为3份改性多壁碳纳米管、6份TiN、5份超高分子量聚乙烯粉，所述外加剂为1份环氧大豆油、1份硅烷偶联剂，1改性硅油。
制备上述聚丙烯复合材料包括以下步骤：
一) 制备改性纳米二氧化钛、改性多壁碳纳米管和改性硅油
将正硅酸乙酯和无水乙醇加入到装有滴液漏斗的三口烧瓶中，50℃条件下边搅拌边滴加酸化过的体积比1:1的无水乙醇与去离子水混合液，滴完后加入纳米二氧化钛粒子继续搅拌，纳米二氧化钛、正硅酸乙酯、无水乙醇和酸化无水乙醇与去离子水混合液的比例为1g：2ml：10ml：3ml，反应12h后，加入相对于纳米二氧化钛粒子质量的5%的甲基丙烯酰氧基丙基三甲基硅烷，在50℃温度下继续搅拌反应 6 h，得到改性纳米二氧化钛溶胶，然后在50℃条件下真空干燥，得到改性纳米二氧化钛，备用；
（a）、将多壁碳纳米管加入浓硝酸中，二者的比例为1g：30ml，120℃回流24h后，用去离子水稀释、洗涤、过滤，并烘干；（b）、将（a）步烘干料加入SOCl2中，二者比例为1g:50ml，70℃回 流24 h后，离心、用CH2Cl2洗涤、并在80℃条件下烘干；（c）、将（b）步烘干料加入熔融十八胺中，二者质量比为1:5，90 ℃ 下反应 24 h，然后将产物离心，并用无水乙醇洗涤，最后，80℃烘干得到改性多壁碳纳米管，备用；
首先将比例为1:15:3:2的 N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、八甲基环四硅氧烷、六甲基二硅氧烷和四甲基氢化氨混合均匀，氮气保护、搅拌、110℃条件下，保温6-8h，然后升温至135℃，反应0.5h，然后于135℃、60KPa真空脱低沸物0.5h，得到中间产物；取中间产物和活性聚醚加入异丙醇，三者比例为2g：1g：50ml，搅拌均匀，80℃反应5h，最后，于135℃、60KPa真空脱溶剂和低沸物0.5h，得到改性硅油，备用；
二）制备母粒
1）耐磨母粒的制备 按上述比例，将LDPE、氮化硼、MoSi2和二硫化钼依次加入造粒机，经挤出、冷却、切割，得到耐磨母粒，备用；加热温度：第一段120℃、第二段130℃、第三段150℃、喷嘴140℃；
2）导电母粒的制备 按上述比例，将LDPE、导电炭黑、短切碳纤维和二氧化锡依次加入造粒机，经挤出、冷却、切割，得到导电母粒，备用；加热温度：第一段120℃、第二段130℃、第三段150℃、喷嘴140℃；
三）复合材料的制备
首先按上述比例将聚丙烯基体、步骤二）制备的耐磨母粒和导电母粒、增强混料，辅料，抗氧化剂和外加剂1-3份加入混料机中，混合0.5h，然后将混合均匀的混合料加入双螺杆挤出机，螺杆转速为40~50r/min，挤出机机筒内温度设置为：一区120℃、二区135℃、三区155℃、四区140℃，混合料经挤出机挤出，制得电商用抗静电耐磨型聚丙烯复合材料。
以上为本实发明的基本实施方式，可在以上基础上做进一步的改进、优化和限定：
如，所述的聚丙烯复合材料中还含有3份TiC和3份钛酸盐片晶；
再如，所述辅料中还含有1份聚四氟乙烯；
最后，所述外加剂中还含有1份椰油酰胺丙基甜菜碱。
实施方式2
一种电商用抗静电耐磨型聚丙烯复合材料,由以下成分以重量份混炼而成：聚丙烯基体55份，耐磨母粒25份，增强混料12份，导电母粒9份，辅料6份，抗氧化剂1份，外加剂2份；所述耐磨母粒由5份氮化硼、8份MoSi2、9份二硫化钼和35份LDPE载体制成；所述增强混料由13份有机蒙脱土、7份为沸石粉、4份粒径为1000目的碳化锆和4份改性纳米二氧化钛混合而成；所述导电母粒由13份导电炭黑、7份短切碳纤维、6份二氧化锡和25份LDPE载体制成；所述辅料为4份改性多壁碳纳米管、8份TiN、7份超高分子量聚乙烯粉， 所述外加剂为2份环氧大豆油、2份硅烷偶联剂，1改性硅油。
制备上述聚丙烯复合材料包括以下步骤：
一) 制备改性纳米二氧化钛、改性多壁碳纳米管和改性硅油
将正硅酸乙酯和无水乙醇加入到装有滴液漏斗的三口烧瓶中，50℃条件下边搅拌边滴加酸化过的体积比1:1的无水乙醇与去离子水混合液，滴完后加入纳米二氧化钛粒子继续搅拌，纳米二氧化钛、正硅酸乙酯、无水乙醇和酸化无水乙醇与去离子水混合液的比例为1g：2ml：10ml：3ml，反应12h，加入相对于纳米二氧化钛粒子质量的5%的甲基丙烯酰氧基丙基三甲基硅烷，在50℃温度下继续搅拌反应 6 h，得到改性纳米二氧化钛溶胶，然后在50℃条件下真空干燥，得到改性纳米二氧化钛，备用；
（a）、将多壁碳纳米管加入浓硝酸中，二者的比例为1g：30ml，120℃回流24h后，用去离子水稀释、洗涤、过滤，并烘干；（b）、将（a）步烘干料加入SOCl2中，二者比例为1g:50ml，70℃回 流24 h后，离心、用CH2Cl2洗涤、并在80℃条件下烘干；（c）、将（b）步烘干料加入熔融十八胺中，二者质量比为1:5，90 ℃ 下反应 24 h，然后将产物离心，并用无水乙醇洗涤，最后，80℃烘干得到改性多壁碳纳米管，备用；
首先将比例为1:15:3:2的 N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、八甲基环四硅氧烷、六甲基二硅氧烷和四甲基氢化氨混合均匀，氮气保护、搅拌、110℃条件下，保温6-8h，然后升温至135℃，反应0.5h，然后于135℃、60KPa真空脱低沸物0.5h，得到中间产物；取中间产物和活性聚醚加入异丙醇，三者比例为2g：1g：50ml，搅拌均匀，80℃反应5h，最后，于135℃、60KPa真空脱溶剂和低沸物0.5h，得到改性硅油，备用；
二）制备母粒
1）耐磨母粒的制备 按上述比例，将LDPE、氮化硼、MoSi2和二硫化钼依次加入造粒机，经挤出、冷却、切割，得到耐磨母粒，备用；加热温度：第一段120℃、第二段130℃、第三段150℃、喷嘴140℃；
2）导电母粒的制备 按上述比例，将LDPE、导电炭黑、短切碳纤维和二氧化锡依次加入造粒机，经挤出、冷却、切割，得到导电母粒，备用；加热温度：第一段120℃、第二段130℃、第三段150℃、喷嘴140℃；
三）复合材料的制备
首先按上述比例将聚丙烯基体、步骤二）制备的耐磨母粒和导电母粒、增强混料，辅料，抗氧化剂和外加剂1-3份加入混料机中，混合0.5h，然后将混合均匀的混合料加入双螺杆挤出机，螺杆转速为40~50r/min，挤出机机筒内温度设置为：一区120℃、二区135℃、三区155℃、四区140℃，混合料经挤出机挤出，制得电商用抗静电耐磨型聚丙烯复合材料。
以上为本实发明的基本实施方式，可在以上基础上做进一步的改进、优化和限定：
如，所述的聚丙烯复合材料中还含有4份TiC和4份钛酸盐片晶；
再如，所述辅料中还含有1份聚四氟乙烯；
最后，所述外加剂中还含有1份椰油酰胺丙基甜菜碱。
实施方式3
一种电商用抗静电耐磨型聚丙烯复合材料,由以下成分以重量份混炼而成：聚丙烯基体60份，耐磨母粒30份，增强混料15份，导电母粒10份，辅料7份，抗氧化剂2份，外加剂3份；所述耐磨母粒由8份氮化硼、10份MoSi2、10份二硫化钼和40份LDPE载体制成；所述增强混料由15份有机蒙脱土、8份为沸石粉、5份粒径为1000目的碳化锆和5份改性纳米二氧化钛混合而成；所述导电母粒由15份导电炭黑、8份短切碳纤维、8份二氧化锡和30份LDPE载体制成；所述辅料为3-5份改性多壁碳纳米管、10份TiN、8份超高分子量聚乙烯粉， 所述外加剂为3份环氧大豆油、3份硅烷偶联剂，2改性硅油。
制备上述聚丙烯复合材料包括以下步骤：
一) 制备改性纳米二氧化钛、改性多壁碳纳米管和改性硅油
将正硅酸乙酯和无水乙醇加入到装有滴液漏斗的三口烧瓶中，50℃条件下边搅拌边滴加酸化过的体积比1:1的无水乙醇与去离子水混合液，滴完后加入纳米二氧化钛粒子继续搅拌，纳米二氧化钛、正硅酸乙酯、无水乙醇和酸化无水乙醇与去离子水混合液的比例为1g：2ml：10ml：3ml，反应12h，加入相对于纳米二氧化钛粒子质量的5%的甲基丙烯酰氧基丙基三甲基硅烷，在50℃温度下继续搅拌反应 6 h，得到改性纳米二氧化钛溶胶，然后在50℃条件下真空干燥，得到改性纳米二氧化钛，备用；
（a）、将多壁碳纳米管加入浓硝酸中，二者的比例为1g：30ml，120℃回流24h后，用去离子水稀释、洗涤、过滤，并烘干；（b）、将（a）步烘干料加入SOCl2中，二者比例为1g:50ml，70℃回 流24 h后，离心、用CH2Cl2洗涤、并在80℃条件下烘干；（c）、将（b）步烘干料加入熔融十八胺中，二者质量比为1:5，90 ℃ 下反应 24 h，然后将产物离心，并用无水乙醇洗涤，最后，80℃烘干得到改性多壁碳纳米管，备用；
首先将比例为1:15:3:2的 N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、八甲基环四硅氧烷、六甲基二硅氧烷和四甲基氢化氨混合均匀，氮气保护、搅拌、110℃条件下，保温6-8h，然后升温至135℃，反应0.5h，然后于135℃、60KPa真空脱低沸物0.5h，得到中间产物；取中间产物和活性聚醚加入异丙醇，三者比例为2g：1g：50ml，搅拌均匀，80℃反应5h，最后，于135℃、60KPa真空脱溶剂和低沸物0.5h，得到改性硅油，备用；
二）制备母粒
1）耐磨母粒的制备 按上述比例，将LDPE、氮化硼、MoSi2和二硫化钼依次加入造粒机，经挤出、冷却、切割，得到耐磨母粒，备用；加热温度：第一段120℃、第二段130℃、第三段150℃、喷嘴140℃；
2）导电母粒的制备 按上述比例，将LDPE、导电炭黑、短切碳纤维和二氧化锡依次加入造粒机，经挤出、冷却、切割，得到导电母粒，备用；加热温度：第一段120℃、第二段130℃、第三段150℃、喷嘴140℃；
三）复合材料的制备
首先按上述比例将聚丙烯基体、步骤二）制备的耐磨母粒和导电母粒、增强混料，辅料，抗氧化剂和外加剂1-3份加入混料机中，混合0.5h，然后将混合均匀的混合料加入双螺杆挤出机，螺杆转速为40~50r/min，挤出机机筒内温度设置为：一区120℃、二区135℃、三区155℃、四区140℃，混合料经挤出机挤出，制得电商用抗静电耐磨型聚丙烯复合材料。
以上为本实发明的基本实施方式，可在以上基础上做进一步的改进、优化和限定：
如，所述的聚丙烯复合材料中还含有5份TiC和5份钛酸盐片晶；
再如，所述辅料中还含有1.5份聚四氟乙烯；
最后，所述外加剂中还含有2份椰油酰胺丙基甜菜碱。
同一条件下，对上述制备的复合材料进行测试，每组测试随机取5个样条，测试结果去平均值，测试数据如下表。
以上所述仅是本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，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种电商用抗静电耐磨型聚丙烯复合材料,其特征在于：由以下成分以重量份混炼而成：聚丙烯基体50-60份，耐磨母粒20-30份，增强混料10-15份，导电母粒8-10份，辅料5-7份，抗氧化剂1-2份，外加剂1-3份；所述耐磨母粒由3-8份氮化硼、5-10份MoSi2、7-10份二硫化钼和30-40份LDPE载体制成；所述增强混料由10-15份有机蒙脱土、5-8份为沸石粉、3-5份粒径为1000目的碳化锆和3-5份改性纳米二氧化钛混合而成；所述导电母粒由10-15份导电炭黑、5-8份短切碳纤维、5-8份二氧化锡和20-30份LDPE载体制成；所述辅料为3-5份改性多壁碳纳米管、6-10份TiN、5-8份超高分子量聚乙烯粉， 所述外加剂为1-3份环氧大豆油、1-3份硅烷偶联剂，1-2改性硅油。
2.根据权利要求1所述的一种电商用抗静电耐磨型聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的聚丙烯复合材料中还含有3-5份TiC和3-5份钛酸盐片晶。
3.根据权利要求1所述的一种电商用抗静电耐磨型聚丙烯复合材料，其特征在于：所述辅料中还含有1-1.5份聚四氟乙烯。
4.根据权利要求1所述的一种电商用抗静电耐磨型聚丙烯复合材料，其特征在于：所述外加剂中还含有1-2份椰油酰胺丙基甜菜碱。
5.根据权利要求1所述的一种电商用抗静电耐磨型聚丙烯复合材料，其特征在于：所述聚丙烯复合材料的制备方法包括以下步骤：
一) 制备改性纳米二氧化钛、改性多壁碳纳米管和改性硅油
将正硅酸乙酯和无水乙醇加入到装有滴液漏斗的三口烧瓶中，50℃条件下边搅拌边滴加酸化过的体积比1:1的无水乙醇与去离子水混合液，滴完后加入纳米二氧化钛粒子继续搅拌，纳米二氧化钛、正硅酸乙酯、无水乙醇和酸化无水乙醇与去离子水混合液的比例为1g：2ml：10ml：3ml，反应12h后，加入相对于纳米二氧化钛粒子质量的5%的甲基丙烯酰氧基丙基三甲基硅烷，在50℃温度下继续搅拌反应 6 h，得到改性纳米二氧化钛溶胶，然后在50℃条件下真空干燥，得到改性纳米二氧化钛，备用；
（a）、将多壁碳纳米管加入浓硝酸中，二者的比例为1g：30ml，120℃回流24h后，用去离子水稀释、洗涤、过滤，并烘干；（b）、将（a）步烘干料加入SOCl2中，二者比例为1g:50ml，70℃回 流24 h后，离心、用CH2Cl2洗涤、并在80℃条件下烘干；（c）、将（b）步烘干料加入熔融十八胺中，二者质量比为1:5，90 ℃ 下反应 24 h，然后将产物离心，并用无水乙醇洗涤，最后，80℃烘干得到改性多壁碳纳米管，备用；
首先将比例为1:15:3:2的 N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、八甲基环四硅氧烷、六甲基二硅氧烷和四甲基氢化氨混合均匀，氮气保护、搅拌、110℃条件下，保温6-8h，然后升温至135℃，反应0.5h，然后于135℃、60KPa真空脱低沸物0.5h，得到中间产物；取中间产物和活性聚醚加入异丙醇，三者比例为2g：1g：50ml，搅拌均匀，80℃反应5h，最后，于135℃、60KPa真空脱溶剂和低沸物0.5h，得到改性硅油，备用；
二）制备母粒
1）耐磨母粒的制备 按上述比例，将LDPE、氮化硼、MoSi2和二硫化钼依次加入造粒机，经挤出、冷却、切割，得到耐磨母粒，备用；加热温度：第一段120℃、第二段130℃、第三段150℃、喷嘴140℃；
2）导电母粒的制备 按上述比例，将LDPE、导电炭黑、短切碳纤维和二氧化锡依次加入造粒机，经挤出、冷却、切割，得到导电母粒，备用；加热温度：第一段120℃、第二段130℃、第三段150℃、喷嘴140℃；
三）复合材料的制备
首先按上述比例将聚丙烯基体、步骤二）制备的耐磨母粒和导电母粒、增强混料，辅料，抗氧化剂和外加剂1-3份加入混料机中，混合0.5h，然后将混合均匀的混合料加入双螺杆挤出机，螺杆转速为40~50r/min，挤出机机筒内温度设置为：一区120℃、二区135℃、三区155℃、四区140℃，混合料经挤出机挤出，制得电商用抗静电耐磨型聚丙烯复合材料。
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