CN108047549A - 一种抗静电高分子塑料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种抗静电高分子塑料，按重量份由以下组分组成：聚丙烯为60份‑80份；填料为10份‑20份；导电粒子为1份‑3份；增强剂为1份‑10份；抗氧剂为0.2份‑0.5份；润滑剂为0.1份‑0.3份；所述导电粒子为石墨包覆纳米铝颗粒。本技术方案通过使用石墨包覆纳米铝颗粒，在每个颗粒中，纳米铝颗粒的质量大于包覆的石墨质量，使用塑料中导电粒子集聚的趋势下降，同时，包覆后的纳米铝颗粒也不易被氧化，提高了塑料的抗静电性能。

Description

一种抗静电高分子塑料
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，特别是指一种抗静电高分子塑料。
背景技术
高分子塑料已经广泛应用于各个领域，高分子塑料具有重量轻、防水、耐腐蚀、绝缘等特性，受到广泛的使用，近年来，开发出了具有高强度的高分子塑料，其硬度甚至超过某些金属，但是重量比同体积的金属轻得多，现在已经广泛应用于汽车及电器领域中。
但是高分子塑料的绝缘性能，使得它易产生静电，因此不能用于易燃易爆的领域及一些输送管道，比如油气输送管道，只能何用金属管路，但是金属管路易受到腐蚀，因此，如何提高塑料的抗静电性能是本领域一直在研究的课题。
现有技术提出，在塑料中加入石墨或碳颗粒或石墨、碳纤维等，或者是金属导电粒子等来提高塑料的抗静电性能，但是石墨或碳颗粒的加入会影响到塑料的绝缘性能，及石墨或碳颗粒在塑料中易于集聚，不仅影响到塑料的抗静电性能而且降低塑料的性能。若是使用金属粒子，在使用过程中，金属粒子易于被氧化，而加速塑料的老化。
发明内容
本发明的目的是提供一种抗静电高分子塑料，以解决现有技术的塑料抗静电性能低的问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种抗静电高分子塑料，按重量份由以下组分组成：
所述导电粒子为石墨包覆纳米铝颗粒。
所述纳米铝颗粒的粒径为20-40nm。
所述石墨与所述纳米铝颗粒的质量比为1∶2。
所述石墨包覆纳米铝颗粒中，石墨层的厚度为纳米铝颗粒直径的十分之一至三分之一。
所述填料为二氧化硅。
所述增强剂为马来酸酐接枝的高密度聚乙烯。
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。
所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙或硬脂酸钾中的一种或多种的混合。
本发明的有益效果是：
本技术方案通过使用石墨包覆纳米铝颗粒，在每个颗粒中，纳米铝颗粒的质量大于包覆的石墨质量，使用塑料中导电粒子集聚的趋势下降，同时，包覆后的纳米铝颗粒也不易被氧化，提高了塑料的抗静电性能。
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。
本申请提供一种抗静电高分子塑料，按重量份由以下组分组成：
所述导电粒子为石墨包覆纳米铝颗粒。
所述纳米铝颗粒的粒径为20-40nm。
所述石墨与所述纳米铝颗粒的质量比为1∶2。
所述石墨包覆纳米铝颗粒中，石墨层的厚度为纳米铝颗粒直径的十分之一至三分之一。
所述填料为二氧化硅。
所述增强剂为马来酸酐接枝的高密度聚乙烯。
所述抗氧剂为三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯(Irganox168)、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(Irganox1010)或1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯(Irganox1330)中的一种或几种的混合。本申请中的抗氧剂(型号Irganox168、Irganox1010、Irganox1330)，瑞士汽巴精化。
所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙或硬脂酸钾中的一种或多种的混合。
制备方法为：
步骤1)制备石墨包覆纳米铝颗粒，在本申请中，是将纳米铝颗粒在真空条件下70-100摄氏度范围内搅动，通入30-50帕压力的氢气，同时通入50-100帕的石墨气体，经过24-48小时，然后降温制得氧化石墨包覆纳米铝颗粒。
步骤2)，将步骤1)的石墨包覆纳米铝颗粒、聚丙烯、填料、增强剂、搞氧剂及润滑剂通过混料、挤出造粒，即得到抗静电高分子塑料。
本申请中，混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，其中，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度180-220℃，二区温度220-240℃，三区温度220-240℃，四区温度220-240℃，五区温度220-240℃，六区温度220-240℃，机头温度220～-40℃，螺杆转速200-280r/min。
实施例1
一种抗静电高分子塑料，按重量份由以下组分组成：
选取60份聚丙烯、10份二氧化硅、1份石墨包覆纳米铝颗粒、1份马来酸酐接枝的高密度聚乙烯、0.2份三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、0.1份硬脂酸钙。
其中，所述纳米铝颗粒的粒径为20-40nm。所述石墨与所述纳米铝颗粒的质量比为1∶2。所述石墨包覆纳米铝颗粒中，石墨层的厚度为纳米铝颗粒直径的十分之一至三分之一。
制备方法为：
其中，制备石墨包覆纳米铝颗粒的方法是，将纳米铝颗粒在真空条件下70-100摄氏度范围内搅动，通入30-50帕压力的氢气，同时通入50-100帕的石墨气体，经过24-48小时，然后降温制得氧化石墨包覆纳米铝颗粒。
步骤2)，将步骤1)的石墨包覆纳米铝颗粒、聚丙烯、二氧化硅、马来酸酐接枝的高密度聚乙烯、三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯及硬脂酸钙在混料机中混料20分钟、通过挤出机挤出造粒，即得到抗静电高分子塑料。
本申请中，混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，其中，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度180-220℃，二区温度220-240℃，三区温度220-240℃，四区温度220-240℃，五区温度220-240℃，六区温度220-240℃，机头温度220～-40℃，螺杆转速200-280r/min。
实施例2
一种抗静电高分子塑料，按重量份由以下组分组成：
选取80份聚丙烯、20份二氧化硅、3份石墨包覆纳米铝颗粒、10份马来酸酐接枝的高密度聚乙烯、0.5份三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、0.3份硬脂酸钙。
其中，所述纳米铝颗粒的粒径为20-40nm。所述石墨与所述纳米铝颗粒的质量比为1∶2。所述石墨包覆纳米铝颗粒中，石墨层的厚度为纳米铝颗粒直径的十分之一至三分之一。
制备方法为：
其中，制备石墨包覆纳米铝颗粒的方法是，将纳米铝颗粒在真空条件下70-100摄氏度范围内搅动，通入30-50帕压力的氢气，同时通入50-100帕的石墨气体，经过24-48小时，然后降温制得氧化石墨包覆纳米铝颗粒。
步骤2)，将步骤1)的石墨包覆纳米铝颗粒、聚丙烯、二氧化硅、马来酸酐接枝的高密度聚乙烯、三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯及硬脂酸钙在混料机中混料20分钟、通过挤出机挤出造粒，即得到抗静电高分子塑料。
本申请中，混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，其中，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度180-220℃，二区温度220-240℃，三区温度220-240℃，四区温度220-240℃，五区温度220-240℃，六区温度220-240℃，机头温度220～-40℃，螺杆转速200-280r/min。
实施例3
一种抗静电高分子塑料，按重量份由以下组分组成：
选取70份聚丙烯、15份二氧化硅、2份石墨包覆纳米铝颗粒、5份马来酸酐接枝的高密度聚乙烯、0.3份三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、0.2份硬脂酸钙。
其中，所述纳米铝颗粒的粒径为20-40nm。所述石墨与所述纳米铝颗粒的质量比为1∶2。所述石墨包覆纳米铝颗粒中，石墨层的厚度为纳米铝颗粒直径的十分之一至三分之一。
制备方法为：
其中，制备石墨包覆纳米铝颗粒的方法是，将纳米铝颗粒在真空条件下70-100摄氏度范围内搅动，通入30-50帕压力的氢气，同时通入50-100帕的石墨气体，经过24-48小时，然后降温制得氧化石墨包覆纳米铝颗粒。
步骤2)，将步骤1)的石墨包覆纳米铝颗粒、聚丙烯、二氧化硅、马来酸酐接枝的高密度聚乙烯、三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯及硬脂酸钙在混料机中混料20分钟、通过挤出机挤出造粒，即得到抗静电高分子塑料。
本申请中，混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，其中，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度180-220℃，二区温度220-240℃，三区温度220-240℃，四区温度220-240℃，五区温度220-240℃，六区温度220-240℃，机头温度220～-40℃，螺杆转速200-280r/min。
实施例4
一种抗静电高分子塑料，按重量份由以下组分组成：
选取62份聚丙烯、11份二氧化硅、1.2份石墨包覆纳米铝颗粒、3份马来酸酐接枝的高密度聚乙烯、0.22份三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、0.25份硬脂酸钙。
其中，所述纳米铝颗粒的粒径为20-40nm。所述石墨与所述纳米铝颗粒的质量比为1∶2。所述石墨包覆纳米铝颗粒中，石墨层的厚度为纳米铝颗粒直径的十分之一至三分之一。
制备方法为：
其中，制备石墨包覆纳米铝颗粒的方法是，将纳米铝颗粒在真空条件下70-100摄氏度范围内搅动，通入30-50帕压力的氢气，同时通入50-100帕的石墨气体，经过24-48小时，然后降温制得氧化石墨包覆纳米铝颗粒。
步骤2)，将步骤1)的石墨包覆纳米铝颗粒、聚丙烯、二氧化硅、马来酸酐接枝的高密度聚乙烯、三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯及硬脂酸钙在混料机中混料20分钟、通过挤出机挤出造粒，即得到抗静电高分子塑料。
本申请中，混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，其中，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度180-220℃，二区温度220-240℃，三区温度220-240℃，四区温度220-240℃，五区温度220-240℃，六区温度220-240℃，机头温度220～-40℃，螺杆转速200-280r/min。
以上仅是本发明的优选实施方式的描述，应当指出，由于文字表达的有限性，而在客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种抗静电高分子塑料，其特征在于：按重量份由以下组分组成：
所述导电粒子为石墨包覆纳米铝颗粒。
2.根据权利要求1所述的抗静电高分子塑料，其特征在于：所述纳米铝颗粒的粒径为20-40nm。
3.根据权利要求1所述的抗静电高分子塑料，其特征在于：所述石墨与所述纳米铝颗粒的质量比为1∶2。
4.根据权利要求1所述的抗静电高分子塑料，其特征在于：所述石墨包覆纳米铝颗粒中，石墨层的厚度为纳米铝颗粒直径的十分之一至三分之一。
5.根据权利要求1所述的抗静电高分子塑料，其特征在于：所述填料为二氧化硅。
6.根据权利要求1所述的抗静电高分子塑料，其特征在于：所述增强剂为马来酸酐接枝的高密度聚乙烯。
7.根据权利要求1所述的抗静电高分子塑料，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。
8.根据权利要求1所述的抗静电高分子塑料，其特征在于：所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙或硬脂酸钾中的一种或多种的混合。
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