CN108384117A - 一种抗静电聚丙烯组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗静电聚丙烯组合物，包括如下重量份组分：聚丙烯树脂40～80份和抗静电剂1～8份；所述抗静电剂为超支化聚乙烯亚胺。本发明所述抗静电聚丙烯组合物通过添加超支化聚乙烯亚胺为抗静电剂，超支化聚乙烯亚胺末端含有大量的氨基，氨基吸收空气中的水分而导电，从而降低表面电阻率，消除静电，其抗静电作用；所述抗静电聚丙烯组合物具有优异的长期抗静电性能和力学性能；所述抗静电聚丙烯组合物可用于制备汽车内外饰件，提高抗静电性能，降低吸尘程度，保持制件洁净和美观。

Description

一种抗静电聚丙烯组合物
技术领域
本发明涉及一种聚丙烯组合物，具体涉及一种抗静电聚丙烯组合物。
背景技术
聚丙烯(PP)是一种半结晶性聚合物，具有优良的力学性能、耐热性、耐化学品性及易成型性，被广泛用于汽车、家电和建筑等行业。聚丙烯由于分子极性小，吸水性差，具有很强的电绝缘性(表面电阻率高达1016Ω·m)，在生产和使用过程中因摩擦、剥离或感应过程会使塑料表面产生及积累静电，从而产生静电危害，如吸尘、放电、击穿，甚至燃烧或爆炸。静电还会导致包装袋内的物料无法全部倒出，会吸附在包装袋内壁。因此，抗静电聚丙烯材料已成为聚丙烯塑料改性领域中的重要方向之一。
为了提高聚丙烯材料的抗静电性能，很多专利通过多种途径解决聚丙烯材料的抗静电问题。CN105820494A采用乙氧基胺、离子液体、脂肪酸盐、硬酯酸单甘油酯和硬脂酸二乙醇酰胺为小分子型抗静电剂，制得了抗静电PP材料。CN102070824A采用含聚醚的嵌段共聚物抗静电剂、金属盐离聚物抗静电剂、季铵盐型抗静电剂、磺酸型抗静电剂制得了抗静电PP材料。CN106750593A采用石墨烯、碳纳米管和纳米导电炭黑，利用其导电性能，制得永久型抗静电聚丙烯材料。
然而小分子抗静电剂和金属盐类抗静电剂迁移到聚丙烯材料表面吸水起到抗静电的作用，但这类抗静电剂受环境影响大，易脱落从而使得抗静电效果消失。黑色的导电无机材料虽然能得到永久型抗静电，但是其添加量高，影响材料力学性能和颜色范围。因此，本领域尚需开发一种制备简单且长期抗静电性能优异的聚丙烯材料，用于汽车内外饰件。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种抗静电聚丙烯组合物。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种抗静电聚丙烯组合物，包括如下重量份组分：聚丙烯树脂40～80份和抗静电剂1～8份；所述抗静电剂为超支化聚乙烯亚胺。
本发明采用超支化聚乙烯亚胺为抗静电剂，在聚丙烯材料成型过程中，超支化聚乙烯亚胺会在材料表面富集，超支化聚乙烯亚胺末端含有大量的氨基，氨基吸收空气中的水分而导电，从而消除静电，且抗静电性能长久，对材料力学性能影响不大。
所述聚丙烯树脂为共聚聚丙烯树脂或均聚聚丙烯树脂；所述聚丙烯树脂在230℃，2.16Kg负荷下，其熔体质量流动速率(MFR)为1～100g/10min。
作为本发明所述抗静电聚丙烯组合物的优选实施方式，所述超支化聚乙烯亚胺的支化度为0.3～0.8。
当超支化聚乙烯亚胺的支化度太低时，聚丙烯材料的抗静电效果不长久，当超支化聚乙烯亚胺的支化度太高时，超支化聚乙烯亚胺与聚丙烯的相容性差，使得聚丙烯材料力学性能降低。当超支化聚乙烯亚胺的支化度为0.3～0.8时，聚丙烯材料具有较佳的抗静电性能和力学性能。
作为本发明所述抗静电聚丙烯组合物的更优选实施方式，超支化聚乙烯亚胺的支化度为0.5～0.7。
当超支化聚乙烯亚胺的支化度为0.5～0.7时，聚丙烯材料的抗静电性能和力学性能更佳。
作为本发明所述抗静电聚丙烯组合物的最优选实施方式，超支化聚乙烯亚胺的支化度为0.6。
当超支化聚乙烯亚胺的支化度为0.6时，聚丙烯材料的抗静电性能和力学性能最佳。
作为本发明所述抗静电聚丙烯组合物的优选实施方式，所述抗静电聚丙烯组合物还包含以下重量份组分：增韧剂0～30份、填料0～30份、颜料0.5～1份和助剂0.2～1份。
作为本发明所述抗静电聚丙烯组合物的优选实施方式，所述抗静电剂在所述抗静电聚丙烯组合物中的重量百分含量为2～7％。
当抗静电剂含量过低时，聚丙烯材料的抗静电性能差，当抗静电剂的含量过高时，聚丙烯材料的弯曲模量降低。本发明所述抗静电剂在所述抗静电聚丙烯组合物中添加量为2～7％时，所得的聚丙烯材料能具有较好的抗静电性能和较好的力学性能。
作为本发明所述抗静电聚丙烯组合物的更优选实施方式，所述抗静电剂在所述抗静电聚丙烯组合物中的重量百分含量为3～5％。
所述抗静电剂采用上述添加量时，聚丙烯材料的抗静电性能更优，弯曲模量较为较高。
作为本发明所述抗静电聚丙烯组合物的最优选实施方式，所述抗静电剂在所述抗静电聚丙烯组合物中的重量百分含量为4％。
所述抗静电剂采用上述添加量时，聚丙烯材料的抗静电性能和弯曲模量均能达到较为理想的效果。
作为本发明所述抗静电聚丙烯组合物的优选实施方式，所述增韧剂为10～20重量份。
当增韧剂含量过低时，聚丙烯材料的韧性较低；当增韧剂含量过高时，材料的弯曲模量较低，所述增韧剂为上述含量时，所得的聚丙烯材料既具有较高的弯曲模量，又具有较好的韧性。
作为本发明所述抗静电聚丙烯组合物的更优选实施方式，所述增韧剂为15重量份。
尤其是增韧剂采用上述含量配比时，所得的聚丙烯材料弯曲模量和韧性均能达到较为理想的效果。
作为本发明所述抗静电聚丙烯组合物的更优选实施方式，所述填料为5～20重量份。
当填料含量过低时，聚丙烯材料的弯曲模量低，当填料含量高时，当填料含量过高时，材料的密度大，韧性低，抗静电效果差。所述填料为上述配比时既能保证聚丙烯材料的抗静电性能，又能有较高的弯曲模量。
作为本发明所述抗静电聚丙烯组合物的更优选实施方式，所述填料为10重量份。
所述填料为上述配比时聚丙烯材料的抗静电性能和弯曲模量均能达到较为理想的效果。
作为本发明所述抗静电聚丙烯组合物的优选实施方式，所述增韧剂为乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物和乙烯-辛烯共聚物弹性体中的至少一种。
所述乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物和乙烯-辛烯共聚物在190℃，2.16Kg负荷下，其熔体质量流动速率(MFR)为0.2～30g/10min。
作为本发明所述抗静电聚丙烯组合物的优选实施方式，所述填料为无机填料；所述无机填料为滑石粉、碳酸钙、硅灰石、晶须、玻璃纤维和蒙脱土中的至少一种；所述颜料为炭黑。
作为本发明所述抗静电聚丙烯组合物的优选实施方式，所述助剂为抗氧剂和光稳定剂。
作为本发明所述抗静电聚丙烯组合物的优选实施方式，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和/或亚磷酸酯类抗氧剂；所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂。
所述抗氧化剂可以为抗氧化剂1010、抗氧化剂1076、抗氧化剂3114、抗氧化剂168、抗氧化剂PEP-36中的至少一种。
所述光稳定剂可以为光稳定剂UV-3808PP5、光稳定剂LA-402XP、光稳定剂LA-402AF中的至少一种。
本发明的另一目的还在于提供一种所述抗静电聚丙烯组合物的制备方法，所述抗静电聚丙烯组合物的制备方法为：将聚丙烯树脂、增韧剂、抗静电剂、填料、颜料及助剂混合均匀后加入双螺杆挤出机中，进行熔融混炼，熔融混炼温度为170～220℃，螺杆转速为350～450转/分，挤出造粒，得到抗静电聚丙烯组合物。
本发明的有益效果在于：本发明提供了一种抗静电聚丙烯组合物，本发明所述抗静电聚丙烯组合物具有以下优点：
1)所述抗静电聚丙烯组合物通过添加超支化聚乙烯亚胺为抗静电剂，超支化聚乙烯亚胺末端含有大量的氨基，氨基吸收空气中的水分而导电，从而降低表面电阻率，消除静电，其抗静电作用；
2)所述抗静电聚丙烯组合物具有优异的长期抗静电性能和力学性能；
3)所述抗静电聚丙烯组合物可用于制备汽车内外饰件，提高抗静电性能，降低吸尘程度，保持制件洁净和美观。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
本发明实施例中的原料均来自市售。实施例中聚丙烯树脂的MFR＝60g/10min乙烯-丙烯共聚物的MFR＝9.1g/10min；乙烯-丁烯共聚物的MFR＝1.2g/10min；乙烯-辛烯共聚物的MFR＝1.0g/10min。
实施例1
本发明所述抗静电聚丙烯组合物的一种实施例，本实施例所述抗静电聚丙烯组合物的组成见表1。
实施例2
本发明所述抗静电聚丙烯组合物的一种实施例，本实施例所述抗静电聚丙烯组合物的组成见表1。
实施例3
本发明所述抗静电聚丙烯组合物的一种实施例，本实施例所述抗静电聚丙烯组合物的组成见表1。
实施例4
本发明所述抗静电聚丙烯组合物的一种实施例，本实施例所述抗静电聚丙烯组合物的组成见表1。
实施例5
本发明所述抗静电聚丙烯组合物的一种实施例，本实施例所述抗静电聚丙烯组合物的组成见表1。
实施例6
本发明所述抗静电聚丙烯组合物的一种实施例，本实施例所述抗静电聚丙烯组合物的组成见表1。
实施例7
本发明所述抗静电聚丙烯组合物的一种实施例，本实施例所述抗静电聚丙烯组合物的组成见表1。
实施例8
本发明所述抗静电聚丙烯组合物的一种实施例，本实施例所述抗静电聚丙烯组合物的组成见表1。
实施例9
本发明所述抗静电聚丙烯组合物的一种实施例，本实施例所述抗静电聚丙烯组合物的组成见表2。
实施例10
本发明所述抗静电聚丙烯组合物的一种实施例，本实施例所述抗静电聚丙烯组合物的组成见表2。
实施例11
本发明所述抗静电聚丙烯组合物的一种实施例，本实施例所述抗静电聚丙烯组合物的组成见表2。
实施例12
本发明所述抗静电聚丙烯组合物的一种实施例，本实施例所述抗静电聚丙烯组合物的组成见表2。
实施例13
本发明所述抗静电聚丙烯组合物的一种实施例，本实施例所述抗静电聚丙烯组合物的组成见表2。
实施例14
本发明所述抗静电聚丙烯组合物的一种实施例，本实施例所述抗静电聚丙烯组合物的组成见表2。
对比例1
本发明所述抗静电聚丙烯组合物的一种对比例，本对比例所述抗静电聚丙烯组合物的组成见表1。
对比例2
本发明所述抗静电聚丙烯组合物的一种对比例，本对比例所述抗静电聚丙烯组合物的组成见表1。
对比例3
本发明所述抗静电聚丙烯组合物的一种对比例，本对比例所述抗静电聚丙烯组合物的组成见表1。
表1实施例1～8和对比例1～3所述聚丙烯组合物的组成
表2实施例9～14所述抗静电聚丙烯组合物的组成
实施例15
将实施例1～14所述抗静电聚丙烯组合物和对比例1～3所述聚丙烯组合物制备成聚丙烯材料，制备方法为：将聚丙烯树脂、增韧剂、抗静电剂、填料、颜料及助剂混合均匀后加入双螺杆挤出机中，进行熔融混炼，熔融混炼温度为170～220℃，螺杆转速为350～450转/分，挤出造粒，得到聚丙烯材料。
对实施例1～14和对比例1～3制得的聚丙烯材料注塑样条，测试表面电阻率和弯曲模量。表面电阻率和弯曲模量的测试方法如下：
(1)表面电阻率：按照ISO19252测试；
(2)弯曲模量：按照ISO178测试。
测试得到的性能参数见表3和表4。
表3实施例1～8和对比例1～3所述聚丙烯组合物的性能测试结果
表4实施例9～14所述聚丙烯组合物的性能测试结果
从表3和表4可以看出，采用实施例1～14中超支化聚乙烯亚胺的添加量和支化度为0.3～0.8的超支化聚乙烯亚胺的抗静电剂，改性得到的聚丙烯材料具有良好的初始和长效的抗静电性能和较高的力学性能。在聚丙烯材料成型过程中，超支化聚乙烯亚胺会在材料表面富集，超支化聚乙烯亚胺末端含有大量的氨基，氨基吸收空气中的水分而导电，从而消除静电，且抗静电性能长久，对材料力学性能影响不大。
表3中，从实施例1～4和对比例1、2的对比可以看出，随着抗静电剂的添加量的增加，聚丙烯材料的表面电阻率和弯曲模量逐渐降低，当抗静电剂的添加量为抗静电聚丙烯组合物的2～7％时，聚丙烯材料的表面电阻率和弯曲性能均能达到较好的抗静电性能和较好的力学性能(当聚丙烯材料的表面电阻率＜1013，弯曲模量≥1450时，材料既具有较好的抗静电性能又具有较好的力学性能。)，当抗静电剂的添加量增加至抗静电聚丙烯组合物的4％时，随着抗静电剂的增加，表面电阻率下降，但聚丙烯材料的抗静电效果增加不显著，此时能达到稳定的抗静电效果，且能有较好的力学性能。。从实施例3、5～10的测试结果可以看出，超支化聚乙烯亚胺的支化度对聚丙烯材料的抗静电性能有一定的影响，随着超支化聚乙烯亚胺的支化度的增加，聚丙烯材料的表面电阻率和弯曲模量逐渐降低，当超支化聚乙烯亚胺的支化度为0.3～0.8时，聚丙烯材料具有较佳的抗静电性能和力学性能，当超支化聚乙烯亚胺的支化度为0.6时，超支化聚乙烯亚胺的支化度的继续增加，表面电阻率下降，但聚丙烯材料的抗静电效果增加不显著，此时的抗静电效果稳定，且具有较好的力学性能。从实施例3和对比例3的测试结果可以看出，采用本发明所述超支化聚乙烯亚胺的聚丙烯材料的抗静电性能和力学性能更为优异。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种抗静电聚丙烯组合物，其特征在于，包括如下重量份组分：聚丙烯树脂40～80份和抗静电剂1～8份；所述抗静电剂为超支化聚乙烯亚胺。
2.如权利要求1所述抗静电聚丙烯组合物，其特征在于，所述超支化聚乙烯亚胺的支化度为0.3～0.8；优选地，超支化聚乙烯亚胺的支化度为0.5～0.7；更优选地，超支化聚乙烯亚胺的支化度为0.6。
3.如权利要求1或2所述抗静电聚丙烯组合物，其特征在于，所述抗静电聚丙烯组合物还包含以下重量份组分：增韧剂0～30份、填料0～30份、颜料0.5～1份和助剂0.2～1份。
4.如权利要求1所述抗静电聚丙烯组合物，其特征在于，所述抗静电剂在所述抗静电聚丙烯组合物中的重量百分含量为2～7％；优选地，所述抗静电剂在所述抗静电聚丙烯组合物中的重量百分含量为3～5％；更优选地，所述抗静电剂在所述抗静电聚丙烯组合物中的重量百分含量为4％。
5.如权利要求3所述抗静电聚丙烯组合物，其特征在于，所述增韧剂为10～20重量份；优选地，所述增韧剂为15重量份。
6.如权利要求3所述抗静电聚丙烯组合物，其特征在于，所述填料为5～20重量份；优选地，所述填料为10重量份。
7.如权利要求3所述抗静电聚丙烯组合物，其特征在于，所述增韧剂为乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物和乙烯-辛烯共聚物弹性体中的至少一种。
8.如权利要求3所述抗静电聚丙烯组合物，其特征在于，所述填料为无机填料；所述无机填料为滑石粉、碳酸钙、硅灰石、晶须、玻璃纤维和蒙脱土中的至少一种；所述颜料为炭黑。
9.如权利要求3所述抗静电聚丙烯组合物，其特征在于，所述助剂为抗氧剂和光稳定剂。
10.如权利要求9所述抗静电聚丙烯组合物，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和/或亚磷酸酯类抗氧剂；所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂。
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