CN108752695A - 一种阻燃抗静电聚乙烯树脂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阻燃抗静电聚乙烯树脂的制备方法，将淀粉溶解后与炭黑、增韧剂混合反应制成粉末，即为淀粉‑炭黑复合粉末，之后将复合粉末与三氧化二铝、纳米二氧化硅、可膨胀石墨的悬浮液进行反应，将不同的聚乙烯基体与环氧树脂混合熔融共混后，与制备的改性炭黑粉末、其他助剂熔融共混挤出，拉条、水冷、切粒后即得阻燃抗静电聚乙烯树脂。本发明通过对炭黑进行改性与将不同密度的聚乙烯树脂进行共混，使得树脂均匀切具有阻燃性与抗静电的特性，力学性能优良。

Description

一种阻燃抗静电聚乙烯树脂的制备方法
技术领域
本发明属于复合树脂加工领域，具体涉及一种阻燃抗静电聚乙烯树脂的制备方法。
背景技术
聚乙烯是一种由乙烯单体通过自由聚合而成的聚合物，聚乙烯可缩写为PE（polyethylene)。聚乙烯具有以下几点主要独特的性质，一是较金属材料时质量轻，二是使用中对人体和环境无毒、无害，三是电绝缘性和耐化学腐蚀性都好，四是加工成型方便，因此聚乙烯被广泛应用于化学材料工业、电器器材工业、机器制造业、食品加工业及农业种植等各个方面。
炭黑作为一种用途广泛的化工原料，也是人类材料科学发展上较为早研制和应用的纳米材料，而导电炭黑作为一种典型的功能炭黑品种因其良好的导电性能和较高的性价比，已经被广泛应用于导电和防静电制品中。
发明内容
本发明提供一种阻燃抗静电聚乙烯树脂的制备方法，本发明通过对炭黑进行改性与将不同密度的聚乙烯树脂进行共混，使得树脂均匀切具有阻燃性与抗静电的特性，力学性能优良。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种阻燃抗静电聚乙烯树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）淀粉-炭黑增韧复合
a）室温将30-50重量份淀粉加入适量的去离子水中搅拌溶解，直至水溶液澄清;
b）向淀粉水溶液中加入20-30重量份炭黑与3-13重量份增韧剂，转移到高压水热釜中，放入提前设定好200-250℃的电热鼓风干燥箱中,反应130-140分钟后取出，冷却后,得到悬浮液，进行过滤，并且水洗三遍，放入68-72℃干燥箱烘干3小时，得到的褐色的粉末，待用；
（2）改性炭黑
将5-13重量份三氧化二铝、1-2重量份纳米二氧化硅、3-5重量份可膨胀石墨水浴40-60℃搅拌溶解在适量四氢呋喃溶液中，充分搅拌形成均匀的悬浮液，然后逐渐加入3-8％的氨水溶液，至溶液的PH值在7.5-11之间，将步骤（1）所得的粉末倒入分散体系，并混合均匀，经充分洗涤后过滤干燥，待用；
（3）熔融共混
将80-160重量份不同的聚乙烯基体按配比分配好后，与5-25重量份环氧树脂混合加入到转矩流变仪进行熔融共混中，共混温度为180-190℃，螺杆转速为50r/min，混合时间为10-15分钟，待用；
（4）挤出
将步骤（3）所得的熔融共混的材料与步骤（2）所得的材料、1-10重量份成核剂、1.1-1.5重量份润滑剂、1-1.5重量份抗氧剂、1-2重量份抗紫外剂混合后将其加入至双螺杆挤出机中熔融共混，拉条、水冷、切粒后即得阻燃抗静电聚乙烯树脂。
所述的不同的聚乙烯基体为HDPE，LLDPE，LDPE-1，LDPE-2，mPE按3:2:1:1:1。
所述的润滑剂为油酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂酰胺、亚乙基双硬脂酰胺、亚烷基二硬脂酰胺中一种。
所述的抗氧剂为三辛酯、三癸酯、四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯、邻二苯酚或对苯二酚中一种。
本发明的优点是：
本发明将淀粉溶解后与炭黑、增韧剂混合反应制成粉末，即为淀粉-炭黑复合粉末，之后将复合粉末与三氧化二铝、纳米二氧化硅、可膨胀石墨的悬浮液进行反应，将不同的聚乙烯基体与环氧树脂混合熔融共混后，与制备的改性炭黑粉末、其他助剂熔融共混挤出，拉条、水冷、切粒后即得阻燃抗静电聚乙烯树脂。本发明通过采用淀粉溶解后与炭黑、增韧剂混合反应制成粉末，淀粉与增韧剂紧密贴合于炭黑凹凸不平的表面或嵌入炭黑内的微孔和中孔内，形成复合体，三氧化二铝、纳米二氧化硅、可膨胀石墨混合，四氢呋喃作为有机溶剂，形成溶质均匀的悬浮液，之后与与炭黑结合，增加了炭黑表面的粗糙度，以及增加了炭黑表面的高能活性点，从而提高了改性炭黑在树脂基体中的相容性与阻燃性能，不同密度的聚乙烯混合熔融共混成基体材料，是的基体树脂的结晶度较高且与填料具有良好的相容性，之后继续挤出共混时工艺简单，便于操作，改善了聚乙烯树脂的易于电荷富集、低温的缺陷韧性差等缺点，使得材料也具有了抗静电的效果。本发明通过对炭黑进行改性与将不同密度的聚乙烯树脂进行共混，使得树脂均匀切具有阻燃性与抗静电的特性，力学性能优良。
具体实施方式
一种阻燃抗静电聚乙烯树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）淀粉-炭黑增韧复合
a）室温将40重量份淀粉加入适量的去离子水中搅拌溶解，直至水溶液澄清;
b）向淀粉水溶液中加入20重量份炭黑与14重量份增韧剂，转移到高压水热釜中，放入提前设定好230℃的电热鼓风干燥箱中,反应135分钟后取出，冷却后,得到悬浮液，进行过滤，并且水洗三遍，放入70℃干燥箱烘干3小时，得到的褐色的粉末，待用；
（2）改性炭黑
将10重量份三氧化二铝、1.5重量份纳米二氧化硅、4重量份可膨胀石墨水浴50℃搅拌溶解在适量四氢呋喃溶液中，充分搅拌形成均匀的悬浮液，然后逐渐加入5％的氨水溶液，至溶液的PH值在7.5-11之间，将步骤（1）所得的粉末倒入分散体系，并混合均匀，经充分洗涤后过滤干燥，待用；
（3）熔融共混
将120重量份不同的聚乙烯基体按配比分配好后，与15重量份环氧树脂混合加入到转矩流变仪进行熔融共混中，共混温度为185℃，螺杆转速为50r/min，混合时间为12分钟，待用；
（4）挤出
将步骤（3）所得的熔融共混的材料与步骤（2）所得的材料、5重量份成核剂、1.2重量份润滑剂、1.2重量份抗氧剂、1.5重量份抗紫外剂混合后将其加入至双螺杆挤出机中熔融共混，拉条、水冷、切粒后即得阻燃抗静电聚乙烯树脂。
所述的不同的聚乙烯基体为HDPE，LLDPE，LDPE-1，LDPE-2，mPE按3:2:1:1:1。
所述的润滑剂为油酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂酰胺、亚乙基双硬脂酰胺、亚烷基二硬脂酰胺中一种。
所述的抗氧剂为三辛酯、三癸酯、四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯、邻二苯酚或对苯二酚中一种。

Claims (4)

1.一种阻燃抗静电聚乙烯树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）淀粉-炭黑增韧复合
a）室温将30-50重量份淀粉加入适量的去离子水中搅拌溶解，直至水溶液澄清;
b）向淀粉水溶液中加入20-30重量份炭黑与3-13重量份增韧剂，转移到高压水热釜中，放入提前设定好200-250℃的电热鼓风干燥箱中,反应130-140分钟后取出，冷却后,得到悬浮液，进行过滤，并且水洗三遍，放入68-72℃干燥箱烘干3小时，得到的褐色的粉末，待用；
（2）改性炭黑
将5-13重量份三氧化二铝、1-2重量份纳米二氧化硅、3-5重量份可膨胀石墨水浴40-60℃搅拌溶解在适量四氢呋喃溶液中，充分搅拌形成均匀的悬浮液，然后逐渐加入3-8％的氨水溶液，至溶液的PH值在7.5-11之间，将步骤（1）所得的粉末倒入分散体系，并混合均匀，经充分洗涤后过滤干燥，待用；
（3）熔融共混
将80-160重量份不同的聚乙烯基体按配比分配好后，与5-25重量份环氧树脂混合加入到转矩流变仪进行熔融共混中，共混温度为180-190℃，螺杆转速为50r/min，混合时间为10-15分钟，待用；
挤出
将步骤（3）所得的熔融共混的材料与步骤（2）所得的材料、1-10重量份成核剂、1.1-1.5重量份润滑剂、1-1.5重量份抗氧剂、1-2重量份抗紫外剂混合后将其加入至双螺杆挤出机中熔融共混，拉条、水冷、切粒后即得阻燃抗静电聚乙烯树脂。
2.根据权利要求1一种阻燃抗静电聚乙烯树脂的制备方法，其特征在于，所述的不同的聚乙烯基体为HDPE，LLDPE，LDPE-1，LDPE-2，mPE按3:2:1:1:1。
3.根据权利要求1一种阻燃抗静电聚乙烯树脂的制备方法，其特征在于，所述的润滑剂为油酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂酰胺、亚乙基双硬脂酰胺、亚烷基二硬脂酰胺中一种。
4.根据权利要求1一种阻燃抗静电聚乙烯树脂的制备方法，其特征在于，所述的抗氧剂为三辛酯、三癸酯、四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯、邻二苯酚或对苯二酚中一种。
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