CN109679211A - 一种抗静电增强聚丙烯塑料包装桶 - Google Patents

一种抗静电增强聚丙烯塑料包装桶 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗静电增强聚丙烯塑料包装桶，由以下重量份数的组分制成：聚丙烯树脂100份、线型低密度聚乙烯树脂10‑20份、乙烯‑辛烯共聚物5‑10份、马来酸酐接枝聚丙烯3‑10份、复合抗静电剂1.5‑7.5份、硅烷偶联剂0.1‑0.3份、润滑剂1‑5份；其中，所述复合抗静电剂由以下重量份数的组分制成：导电介孔纳米二氧化钛2‑10份、小分子抗静电剂1‑10份。本发明采用导电介孔纳米二氧化钛负载小分子抗静电剂作为复合抗静电剂，配合采用线型低密度聚乙烯树脂和乙烯‑辛烯共聚物作为增韧剂，制备得到聚丙烯塑料包装桶具有优异的抗静电效果、力学强度、紫外屏蔽、耐老化、使用寿命长等综合效果。

Description

一种抗静电增强聚丙烯塑料包装桶
技术领域
本发明涉及聚丙烯塑料包装桶领域，具体涉及一种抗静电增强聚丙烯塑料包装桶。
背景技术
聚丙烯塑料包装桶美观内外光滑、重量轻、强度好、耐冲击、耐腐蚀、无毒无味、运输方便，使用寿命长，广泛应用于涂料、食品、润滑油、危包等诸多行业。
由于塑料制品具有电绝缘性，塑料与其他材料接触或摩擦时会产生静电积累，积累的静电如不及时消除，可能导致静电吸附、吸尘、活化放电等，引起塑料燃烧，甚至发生爆炸等。为此，通常在塑料的组成配方中加入抗静电剂来达到抗静电的效果。传统抗静电剂是一种表面活性剂，具有亲水基和亲油基，和聚合物具有一定的相容性，可以析出聚合物表面，亲油基植于聚丙烯树脂基体内部，亲水基伸出表面排列，亲水基可以吸附空气中的水分，形成导电溶液或自身离子化传到表面电荷，防止静电积蓄而发挥抗静电效果。然而，由于该类抗静电剂为有机小分子物质，经过水洗或摩擦之后容易流失，导致浓度降低，效果变差，因此抗静电效果持续时间较短，一般在1-2年内失效，从而在一定程度上缩短了塑料包装桶的使用寿命。
发明内容
针对上述存在的技术问题，本发明的目的是提供一种抗静电增强聚丙烯塑料包装桶，不仅提升并延长了产品的抗静电效果，而且使产品的强度得到进一步增强，从而延长其使用寿命。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种抗静电增强聚丙烯塑料包装桶，由以下重量份数的组分制成：
其中，所述复合抗静电剂由以下重量份数的组分制成：
导电介孔纳米二氧化钛 2-10份
小分子抗静电剂 1-10份
复合抗静电剂的制备方法为：将小分子抗静电剂溶于无水乙醇中，控制其浓度为2.5-5％，将导电介孔纳米二氧化钛加入上述溶液中，超声分散15-120min，搅拌4-60h，过滤、洗涤、干燥后，得到复合抗静电剂。
进一步的，所述小分子抗静电剂为丙三醇单硬脂酸酯、烷基磷酸酯二乙醇铵盐和乙氧基烷基胺类中的一种或几种。
进一步的，所述导电介孔纳米二氧化钛为锡、锑共掺杂介孔二氧化钛纳米粒子，其具体的制备方法为：取一定量钛酸丁酯和无水乙醇混合均匀，控制反应温度为65℃，将该混合液在快速搅拌下缓慢滴入含有CTAB的去离子水中，用稀盐酸调节pH＝2，滴加完毕后继续搅拌2-3h，向其中缓慢滴加预先配制的氯化锡、氯化锑的酸性混合溶液，同时缓慢滴加氨水溶液，滴加完毕后继续搅拌1h，得到前驱体，分别用去离子水和无水乙醇对前驱体进行反复洗涤，于80℃烘箱中干燥24h，粉碎，经过马弗炉在500℃煅烧2-3h，得到导电介孔纳米二氧化钛。
进一步的，所述硅烷偶联剂为KH-550、KH-560和KH-570中的一种或几种。
进一步的，所述润滑剂为聚乙烯蜡和聚丙烯蜡中的一种或两种。
进一步的，塑料包装桶的制备方法为：将聚丙烯、线型低密度聚乙烯树脂、乙烯-辛烯共聚物、复合抗静电剂、马来酸酐接枝聚丙烯、硅烷偶联剂以及润滑剂按质量配比加入高速混合机内在105-120℃下混合10-15min，将混合均匀后的物料加入双螺杆挤出机经熔融挤出、造粒，最后经过注塑成型，得到抗静电增强聚丙烯塑料包装桶。
本发明的有益效果是：
1.本发明采用导电介孔纳米二氧化钛作为骨架，在其孔道内填充小分子抗静电剂，将导电二氧化钛和小分子抗静电剂两者的抗静电效果相结合，不仅能够提升塑料表面电荷的释放效率，赋予产品更为优异的抗静电效果，而且有效减缓了小分子抗静电剂向产品表面迁移速度，有利于确保产品抗静电性效果的持久性，延长了聚丙烯塑料包装桶的使用寿命。
2.本发明采用的导电介孔纳米二氧化钛不仅具有良好的抗静电性，而且其相较于普通的纳米粒子具有表面积大的特点，在聚丙烯树脂基体中能够更好地分散，具有更好的增强效果以及紫外屏蔽效果，使产品的力学强度、热稳定性、耐老化性等进一步得到提升。
3.本发明采用导电介孔纳米二氧化钛负载小分子抗静电剂作为复合抗静电剂，配合采用线型低密度聚乙烯树脂和乙烯-辛烯共聚物作为增韧剂，制备得到聚丙烯塑料包装桶具有优异的抗静电效果、力学强度、紫外屏蔽、耐老化、使用寿命长等综合效果。
具体实施方式
现在结合下列具体实施方式对本发明作详细的说明。
本发明所涉及到的导电介孔纳米二氧化钛为锡、锑共掺杂介孔二氧化钛纳米粒子，其具体的制备方法包括以下步骤：取一定量钛酸丁酯和无水乙醇混合均匀，其中钛酸丁酯浓度为25％，控制反应温度为65℃，将该混合液在快速搅拌下缓慢滴入含有CTAB的去离子水中，其中Ti4+/CTAB的摩尔比为12，用稀盐酸调节pH＝2，滴加完毕后继续搅拌2-3h，向其中缓慢滴加预先配制的氯化锡、氯化锑的酸性混合溶液，其中Ti/Sb/Sn的质量比为10:1:0.25，同时缓慢滴加氨水溶液，滴加完毕后继续搅拌1h，得到前驱体，分别用去离子水和无水乙醇对前驱体进行反复洗涤，于80℃烘箱中干燥24h，粉碎，经过马弗炉在500℃煅烧2-3h，得到导电介孔纳米二氧化钛。将该导电介孔纳米二氧化钛用于实施例1-4。
实施例1
一种抗静电增强聚丙烯塑料包装桶，由以下重量份数的组分制成：
聚丙烯树脂100份、线型低密度聚乙烯树脂10份、乙烯-辛烯共聚物5份、马来酸酐接枝聚丙烯3份、复合抗静电剂1.5份、硅烷偶联剂KH-550 0.1份、聚乙烯蜡1份。
其中，所述复合抗静电剂由以下重量份数的组分制成：
导电介孔纳米二氧化钛2份和丙三醇单硬脂酸酯抗静电剂1份。
复合抗静电剂的制备方法包括以下步骤：将丙三醇单硬脂酸酯抗静电剂溶于无水乙醇中，控制其浓度为2.5％，将导电介孔纳米二氧化钛加入上述溶液中，超声分散15min，搅拌4h，过滤、洗涤、干燥后，得到复合抗静电剂。
塑料包装桶的制备方法包括以下步骤：将聚丙烯、线型低密度聚乙烯树脂、乙烯-辛烯共聚物、复合抗静电剂、马来酸酐接枝聚丙烯、硅烷偶联剂以及润滑剂按质量配比加入高速混合机内在105-120℃下混合10-15min，将混合均匀后的物料加入双螺杆挤出机经熔融挤出、造粒，其中挤出机的温度参数从下料部到口模分别为：180℃、190℃、195℃、195℃、200℃、200℃、200℃、200℃、205℃、200℃，主机转速为300r/min，喂料转速30r/min，切粒转速为15r/min。最后经过注塑成型，其中注塑机的温度从下料部到喷嘴的参数分别为：220℃、230℃、250℃、250℃、250℃，得到抗静电增强聚丙烯塑料包装桶。
实施例2
一种抗静电增强聚丙烯塑料包装桶，由以下重量份数的组分制成：
聚丙烯树脂100份、线型低密度聚乙烯树脂20份、乙烯-辛烯共聚物10份、马来酸酐接枝聚丙烯10份、复合抗静电剂7.5份、硅烷偶联剂KH-560 0.3份、聚乙烯蜡5份。
其中，所述复合抗静电剂由以下重量份数的组分制成：
导电介孔纳米二氧化钛10份和烷基磷酸酯二乙醇铵盐抗静电剂10份。
复合抗静电剂的制备方法包括以下步骤：将烷基磷酸酯二乙醇铵盐抗静电剂溶于无水乙醇中，控制其浓度为5％，将导电介孔纳米二氧化钛加入上述溶液中，超声分散120min，搅拌60h，过滤、洗涤、干燥后，得到复合抗静电剂。
塑料包装桶的制备方法同实施例1。
实施例3
一种抗静电增强聚丙烯塑料包装桶，由以下重量份数的组分制成：
聚丙烯树脂100份、线型低密度聚乙烯树脂15份、乙烯-辛烯共聚物8份、马来酸酐接枝聚丙烯7份、复合抗静电剂4份、硅烷偶联剂KH-570 0.2份、聚丙烯蜡3份。
其中，所述复合抗静电剂由以下重量份数的组分制成：
导电介孔纳米二氧化钛6份和乙氧基烷基胺抗静电剂5份。
复合抗静电剂的制备方法包括以下步骤：将乙氧基烷基胺抗静电剂溶于无水乙醇中，控制其浓度为4％，将导电介孔纳米二氧化钛加入上述溶液中，超声分散60min，搅拌24h，过滤、洗涤、干燥后，得到复合抗静电剂。
塑料包装桶的制备方法同实施例1。
实施例4
一种抗静电增强聚丙烯塑料包装桶，由以下重量份数的组分制成：
聚丙烯树脂100份、线型低密度聚乙烯树脂15份、乙烯-辛烯共聚物7份、马来酸酐接枝聚丙烯8份、复合抗静电剂3份、硅烷偶联剂KH-570 0.2份、聚丙烯蜡3份。
其中，所述复合抗静电剂由以下重量份数的组分制成：
导电介孔纳米二氧化钛4份和烷基磷酸酯二乙醇铵盐抗静电剂8份。
复合抗静电剂的制备方法为：将烷基磷酸酯二乙醇铵盐抗静电剂溶于无水乙醇中，控制其浓度为4％，将导电介孔纳米二氧化钛加入上述溶液中，超声分散100min，搅拌48h，过滤、洗涤、干燥后，得到复合抗静电剂。
塑料包装桶的制备方法同实施例1。
将实施例1-4与纯的聚丙烯塑料桶比较，并进行相关性能测试，测试结果如下表：
项目 纯聚丙烯桶 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
拉伸强度/MPa 23.3 26.9 27.8 28.5 28.2
弯曲强度/MPa 30.5 44.0 44.6 45.8 45.2
弯曲模量/MPa 323.0 704.4 768.8 805.0 787.5
微卡热变形温度/℃ 67.0 75.0 76.3 76.8 76.6
洛氏硬度(HRL) 22.3 32.5 35.0 35.3 35.0
高温抗静电效果 差 好 较好 较好 较好
由上表可知，本发明制得的聚丙烯塑料包装桶与纯的丙烯塑料桶相比，具有更为优异的抗静电效果和力学强度。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换及改进，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种抗静电增强聚丙烯塑料包装桶，其特征在于，由以下重量份数的组分制成：
其中，所述复合抗静电剂由以下重量份数的组分制成：
导电介孔纳米二氧化钛 2-10份
小分子抗静电剂 1-10份
复合抗静电剂的制备方法为：将小分子抗静电剂溶于无水乙醇中，控制其浓度为2.5-5％，将导电介孔纳米二氧化钛加入上述溶液中，超声分散15-120min，搅拌4-60h，过滤、洗涤、干燥后，得到复合抗静电剂。
2.如权利要求1所述的一种抗静电增强聚丙烯塑料包装桶，其特征在于：所述小分子抗静电剂为丙三醇单硬脂酸酯、烷基磷酸酯二乙醇铵盐和乙氧基烷基胺类中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的一种抗静电增强聚丙烯塑料包装桶，其特征在于：所述导电介孔纳米二氧化钛为锡、锑共掺杂介孔二氧化钛纳米粒子，其具体的制备方法为：取一定量钛酸丁酯和无水乙醇混合均匀，控制反应温度为65℃，将该混合液在快速搅拌下缓慢滴入含有CTAB的去离子水中，用稀盐酸调节pH＝2，滴加完毕后继续搅拌2-3h，向其中缓慢滴加预先配制的氯化锡、氯化锑的酸性混合溶液，同时缓慢滴加氨水溶液，滴加完毕后继续搅拌1h，得到前驱体，分别用去离子水和无水乙醇对前驱体进行反复洗涤，于80℃烘箱中干燥24h，粉碎，经过马弗炉在500℃煅烧2-3h，得到导电介孔纳米二氧化钛。
4.如权利要求1所述的一种抗静电增强聚丙烯塑料包装桶，其特征在于：所述硅烷偶联剂为KH-550、KH-560和KH-570中的一种或几种。
5.如权利要求1所述的一种抗静电增强聚丙烯塑料包装桶，其特征在于：所述润滑剂为聚乙烯蜡和聚丙烯蜡中的一种或两种。
6.如权利要求1-5任一项所述的一种抗静电增强聚丙烯塑料包装桶，其特征在于，塑料包装桶的制备方法为：将聚丙烯、线型低密度聚乙烯树脂、乙烯-辛烯共聚物、复合抗静电剂、马来酸酐接枝聚丙烯、硅烷偶联剂以及润滑剂按质量配比加入高速混合机内在105-120℃下混合10-15min，将混合均匀后的物料加入双螺杆挤出机经熔融挤出、造粒，最后经过注塑成型，得到抗静电增强聚丙烯塑料包装桶。
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