CN109721841A

CN109721841A - 一种长效抗静电pp材料及其制备方法

Info

Publication number: CN109721841A
Application number: CN201811629424.9A
Authority: CN
Inventors: 潘俊; 王卫红; 潘凯; 吴杰
Original assignee: Zhuhai Ruijie Packing Products Co Ltd
Current assignee: Zhuhai Ruijie Packing Products Co Ltd
Priority date: 2018-12-29
Filing date: 2018-12-29
Publication date: 2019-05-07
Anticipated expiration: 2038-12-29
Also published as: CN109721841B

Abstract

本发明提供一种长效抗静电PP材料，该材料由以下重量份的组分组成：PP树脂100份、永久型抗静电剂5‑70份、助抗静电剂0.1‑1份、填料1‑50份、抗氧剂0.1‑2份、分散剂1‑2份、相容剂2‑6份。该材料的制备方法为：先将永久型抗静电剂在烘箱内干燥；将PP树脂、助抗静电剂、填料、抗氧剂、分散剂加入高速混合机混合，再加入烘干的永久型抗静电剂和相容剂继续搅拌混合，然后将混合料加入双螺杆挤出剂熔融挤出造粒。

Description

一种长效抗静电PP材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种长效抗静电PP材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯是一种常用的塑料，因其无毒、无味，密度小，具有优异的强度、刚度、硬度、耐热性，而被广泛的研究和应用。聚乙烯具有较高的介电性能和高频绝缘性且不受湿度影响，通常情况下，聚丙烯的体积电阻率一般在10¹⁴Ω/cm以上，表面电阻率一般在10¹⁵Ω以上。聚丙烯材料在发生摩擦时无法及时转移表面积聚的电荷，进而产生如吸尘或爆炸之类的危险。

目前为了降低聚丙烯的表面电阻率和体积电阻率，主要采用加入金属粉末、炭黑等小分子或两亲性化合物的方式，制成抗静电复合材料。金属粉末、炭黑等在高分子材料中的分散难以达到理想的混合效果，且易影响制品外观与性能。常用抗静电剂在聚丙烯基体内会随着时间的变化而“迁移”出材料的表面以发挥并维持抗静电效果，随着时间的延长及擦洗等原因脱落，抗静电性能逐渐失效。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种长效抗静电PP材料及其制备方法。将高分子型抗静电剂添加入聚丙烯基体，获得永久性抗静电PP材料。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：PP树脂100份、永久型抗静电剂5-70份、助抗静电剂0.1-1份、填料1-50份、抗氧剂0.1-2份、分散剂1-2份、相容剂2-6份。

优选的本发明所述永久型抗静电剂为乙烯-丙烯酸盐共聚物、(PP/POE)-g-MAH-g-PAM中的一种或两种的组合。

优选的本发明所述乙烯-丙烯酸盐共聚物为带有丙烯酸钾链段的离子聚合物。所述带有丙烯酸钾链段的离子聚合物制备方法为：

以乙烯-丙烯酸乙酯共聚物和氢氧化钾做为原料，通过转矩流变仪加热共混反应制得。

优选的本发明所述助抗静电剂为二氧化硅。

优选的本发明所述填料为有机蒙脱土、滑石粉中的一种或两种的混合。

优选的本发明所述抗氧剂为抗氧剂1010与抗氧剂168按照重量比例为1：1组成的混合物。

优选的本发明所述分散剂为聚乙烯蜡或聚丙烯蜡。

优选的本发明所述相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐、聚乙烯马来酸酐中的一种或两种的混合，其接枝率为0.5-1.5％。

本发明还提供了该材料的制备方法：先将乙烯-丙烯酸盐共聚物在烘箱内干燥；将PP树脂、二氧化硅、有机蒙脱土、滑石粉、抗氧剂、分散剂加入高速混合机混合，再加入乙烯-丙烯酸盐共聚物、(PP/POE)-g-MAH-g-PAM和相容剂继续搅拌混合，然后将混合料加入双螺杆挤出剂熔融挤出造粒。

本发明优选的制备方法为：先将乙烯-丙烯酸盐共聚物在烘箱内60℃干燥4个小时；将PP树脂、二氧化硅、有机蒙脱土、滑石粉、抗氧剂、分散剂加入高速混合机混合10-30分钟，再加入乙烯-丙烯酸盐共聚物、(PP/POE)-g-MAH-g-PAM和相容剂继续搅拌10-30分钟，然后将混合料加入双螺杆挤出剂熔融挤出造粒。

本发明制备方所述双螺杆挤出剂熔融挤出造粒优选的挤出温度为200℃，螺杆转速为400rpm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、由于高分子在聚丙烯基体内不存在“迁移”的现象，这样的抗静电效果不会随着时间的变化而减弱，因而这种聚丙烯复合材料可被称作“永久型抗静电聚丙烯”。

2、使用的抗静电剂之一——乙烯-丙烯酸盐共聚物是主链由烯烃构成而侧链带有羧酸的离子聚合物，因其烯烃结构的主链，所以其与非极性通用塑料混合不会出现相容性问题。更重要的是离子聚合物的导电机理主要是羧酸键合的金属离子在外电场作用下的定向移动，这使得即使在干燥的环境下，聚合物依然能通过其本征离子的移动，产生抗静电功效。

3、使用的另一个抗静电剂(PP/POE)-g-MAH-g-PAM，使非极性的大分子链引入了亲水基团，从而使其起到抗静电的效果。聚丙烯酰胺(PAM)属于亲水性聚合物，主链上含有-CONH₂，是极性聚合物。在该体系中，有少量PAM并不会接枝到PP主链上，它会以分散相的形式存在PP的非晶相中或POE中。PAM在该体系中，其分子链的运动能力较强，通过离子来传导产生的静电荷。(PP/POE)-g-MAH-g-PAM中的PAM主要在试样表层呈微细的层状或筋状分布，构成导电性的表层，而在中心部分几乎呈球状分布，形成“芯壳结构”，并以此为通路泄露静电荷。同时其可与乙烯-丙烯酸盐共聚物构筑增强的导电网络，从而使电荷轻易的逸出。同时(PP/POE)-g-MAH-g-PAM可起到了偶联剂的作用，使得加入的填料与PP有很好的相容性，不会出现明显的相分离，POE具有优异的韧性，又有良好的加工性能，因此，该复合体系具有不错的力学性能。

4、二氧化硅作为助抗静电剂可以提高树脂的表面活性，提高抗静电性。滑石粉作为增强光泽度和降低收缩率的填料。有机蒙脱土可利用剪切放大效应增加制品表面的取向度，降低制品的表面电阻率。

具体实施方式

为了更易理解本发明的技术方案和技术效果，下面结合实施例，对本发明进行详细说明。本申请对于PP树脂型号没有特定要求，可根据自己的实际操作情况选择不同型号或厂家的PP树脂，下述实施例及对比例所用PP树脂牌号为中沙天津PP85M10T。

实施例1

一种长效抗静电PP材料，包括下述成分：PP树脂100份；乙烯-丙烯酸盐共聚物50份；二氧化硅1份；滑石粉15份；抗氧剂1010 0.5份；抗氧剂168 0.5份；聚乙烯蜡1份；聚丙烯接枝马来酸酐4份。所述长效抗静电PP材料的制备方法是首先将乙烯-丙烯酸盐共聚物在烘箱内60℃干燥4个小时。将PP树脂、滑石粉、抗氧剂1010、抗氧剂168；聚乙烯蜡加入高速混合机混合30分钟，再加入乙烯-丙烯酸盐共聚物和聚丙烯接枝马来酸酐继续搅拌30分钟，然后将混合料加入双螺杆挤出剂熔融挤出造粒。挤出温度为200℃，螺杆转速为400rpm。

实施例2

一种长效抗静电PP材料，包括下述成分：PP树脂100份；(PP/POE)-g-MAH-g-PAM 5份；二氧化硅1份；有机蒙脱土10份；滑石粉15份抗氧剂1010 0.5份；抗氧剂168 0.5份；聚乙烯蜡1份；聚丙烯接枝马来酸酐4份。所述长效抗静电PP材料的制备方法是先将PP树脂、二氧化硅、有机蒙脱土、滑石粉、抗氧剂1010、抗氧剂168、聚乙烯蜡加入高速混合机混合30分钟，再加入(PP/POE)-g-MAH-g-PAM和聚丙烯接枝马来酸酐继续搅拌30分钟，然后将混合料加入双螺杆挤出剂熔融挤出造粒。挤出温度为200℃，螺杆转速为400rpm。

实施例3

一种长效抗静电PP材料，包括下述成分：PP树脂100份；乙烯-丙烯酸盐共聚物50份；(PP/POE)-g-MAH-g-PAM 5份；二氧化硅1份；有机蒙脱土10份；滑石粉15份；抗氧剂10100.5份；抗氧剂168 0.5份；聚乙烯蜡1份；聚丙烯接枝马来酸酐4份。所述长效抗静电PP材料的制备方法是首先将乙烯-丙烯酸盐共聚物在烘箱内60℃干燥4个小时。将PP树脂、二氧化硅、有机蒙脱土、滑石粉、抗氧剂1010、抗氧剂168、聚乙烯蜡加入高速混合机混合30分钟，再加入乙烯-丙烯酸盐共聚物、(PP/POE)-g-MAH-g-PAM和聚丙烯接枝马来酸酐继续搅拌30分钟，然后将混合料加入双螺杆挤出剂熔融挤出造粒。挤出温度为200℃，螺杆转速为400rpm。

对比例：100％纯PP

表1：实施例与对比例性能测试结果

当乙烯-丙烯酸盐共聚物添加量达到总体系质量的30％时，对比纯PP树脂其表面电阻率及体积电阻率可下降8个以上数量级。再加入少量(PP/POE)-g-MAH-g-PAM即可进一步将表面电阻率及体积电阻率下降1个数量级。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims

1.一种长效抗静电PP材料，其特征在于，所述材料由以下重量份的组分组成：PP树脂100份、永久型抗静电剂5-70份、助抗静电剂0.1-1份、填料1-50份、抗氧剂0.1-2份、分散剂1-2份、相容剂2-6份。

2.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述永久型抗静电剂为乙烯-丙烯酸盐共聚物、(PP/POE)-g-MAH-g-PAM中的一种或两种的组合。

3.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述助抗静电剂为二氧化硅。

4.根据权利要求2所述的材料，其特征在于，所述乙烯-丙烯酸盐共聚物为带有丙烯酸钾链段的离子聚合物。

5.根据权利要求4所述的材料，其特征在于，所述带有丙烯酸钾链段的离子聚合物制备方法为：以乙烯-丙烯酸乙酯共聚物和氢氧化钾做为原料，通过转矩流变仪加热共混反应制得。

6.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述填料为有机蒙脱土、滑石粉中的一种或两种的混合。

7.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010与抗氧剂168按照重量比例为1：1组成的混合物；所述分散剂为聚乙烯蜡或聚丙烯蜡；所述相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐、聚乙烯马来酸酐中的一种或两种的混合，其接枝率为0.5-1.5％。

8.根据权利要求1-7任一项所述材料的制备方法，其特征在于，该方法为：先将永久型抗静电剂在烘箱内干燥；将PP树脂、助抗静电剂、填料、抗氧剂、分散剂加入高速混合机混合，再加入烘干的永久型抗静电剂和相容剂继续搅拌混合，然后将混合料加入双螺杆挤出剂熔融挤出造粒。

9.根据权利要求8所述材料的制备方法，其特征在于，该方法为：先将永久型抗静电剂在烘箱内60℃干燥4个小时；将PP树脂、助抗静电剂、填料、抗氧剂、分散剂加入高速混合机混合10-30分钟，再加入烘干的永久型抗静电剂和相容剂继续搅拌10-30分钟，然后将混合料加入双螺杆挤出剂熔融挤出造粒。

10.根据权利要求8所述材料的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出剂熔融挤出造粒挤出温度为200℃，螺杆转速为400rpm。