CN110951164A - 一种导电发泡聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种导电发泡聚丙烯材料及其制备方法，所述导电发泡聚丙烯材料是由导电发泡聚丙烯预制材料与发泡剂制成，其中发泡剂加入量占导电发泡聚丙烯材料重量的2‑5%；所述导电发泡聚丙烯预制材料由以下组分按重量份组成：聚丙烯54‑86.8份、导电炭黑8‑15份、增韧剂0‑10份、填料5‑20份、抗氧剂0.1‑0.5份、加工助剂0.1‑0.5份。本发明将微发泡工艺应用至导电改性聚丙烯材料中，导电炭黑的加入形成交联的网状结构，材料中泡孔的形成，基料中分散的导电炭黑从体积上更为集中地聚集在基体内，在材料中形成更为有效致密的导电通路，降低材料的导电添加剂使用量，有效明显降低材料的表面电阻，提高材料的导电效果降本材料成本；本发明制备工艺简单，制备得到聚丙烯材料性能优异。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体是一种导电发泡聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯材料由于其良好的综合性能，在汽车领域、电子电器制品中具有广泛的应用。但目前这些聚丙烯制件除了要求有良好的力学性能、加工性能、耐候性等特性外，一些特殊领域需要材料具有抗静电性能、轻质性能等特殊性能，本发明首次提出将微发泡技术和导电技术相结合，制备出价格低廉的导电及力学性能优异的聚丙烯材料。
传统的导电材料，为了达到较好的导电效果，材料中导电炭黑的添加量通常为25-40％左右，使材料的成本大大提高，同时大量的导电炭黑的加入，会极大地影响材料本身的力学性能，从而限制了材料的使用范围。与此同时，传统的微发泡聚丙烯材料，由于材料熔体强度较低，常会出现发泡效果不好，泡孔易坍塌、破裂，从而实际应用也非常有限。
本发明首次提出将两种技术结合，一方面，由于导电炭黑的加入，由于形成交联的网状结构，从而和提高材料熔指，提高材料的发泡效果。而由于材料中泡孔的形成，导致基料中分散的导电炭黑从体积上更为集中地聚集在基体内，从而在材料中形成更为有效致密的导电通路，降低材料的导电添加剂使用量，提高材料的导电效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种导电发泡聚丙烯材料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种导电发泡聚丙烯材料，所述导电发泡聚丙烯材料是由导电发泡聚丙烯预制材料与发泡剂制成，其中发泡剂加入量占导电发泡聚丙烯材料重量的2-5％；
所述导电发泡聚丙烯预制材料由以下组分按重量份组成：
聚丙烯54-86.8份
导电炭黑8-15份
增韧剂0-10份
矿物填料5-20份
抗氧剂0.1-0.5份
加工助剂0.1-0.5份。
进一步方案，所述的聚丙烯为熔融指数为3-120g/10min的均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的至少一种。
所述的发泡剂为Expancel发泡剂。
所述的增韧剂为熔融指数为0.1-10g/10min的POE。
所述的矿物填料为滑石粉、碳酸钙、硫酸钡中的至少一种。
所述的抗氧剂为受阻胺类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂、亚磷酸盐类抗氧剂中的至少一种。
所述的加工助剂为硅酮类分散剂。
本发明的另一个目的在于提供上述导电发泡聚丙烯材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按重量份配比称取聚丙烯、导电炭黑、增韧剂、填料、抗氧剂、加工助剂加入高混机中预混得到混合均匀的原材料；
(2)将混合均匀的原材料置于双螺杆挤出机中，温度控制在190-230℃，在螺杆转速250-400转/分钟的条件下熔融挤出，造粒干燥；制备得到导电发泡聚丙烯预制材料；
(3)将步骤(2)导电发泡聚丙烯预制材料与占导电发泡聚丙烯材料重量的2-5％的发泡剂混合后按照正常注塑工艺注塑成制件，即得到导电发泡聚丙烯材料。
本发明的有益效果：
1、本发明导电发泡聚丙烯复合材料通过将聚丙烯、导电炭黑、增韧剂、填料、抗氧剂、加工助剂混合均匀后挤出、造粒、干燥制得预制料，再将预制料与占导电发泡聚丙烯材料重量的2-5％的发泡剂混合均匀后按照正常工艺注塑即可。
2、本发明工艺简单，性能优异，首次提出将微发泡工艺应用至导电改性聚丙烯材料中，导电炭黑的加入形成交联的网状结构，从而提高材料熔指，提高材料的发泡效果；由于材料中泡孔的形成，导致基料中分散的导电炭黑从体积上更为集中地聚集在基体内，从而在材料中形成更为有效致密的导电通路，有效明显降低材料的导电添加剂使用量，降低材料的表面电阻，且保持较好的力学性能，提高材料的导电效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述。
所述的导电炭黑为塑料用导电炭黑。
所述的发泡剂为Expancel发泡剂。
实施例1
将称取的熔融指数为45g/10min的共聚聚丙烯74.4份、导电炭黑10份、熔指为5g/10min的POE增韧剂5份、填料滑石粉10份、受阻胺类抗氧剂0.1份、受阻酚类抗氧剂0.2份、加工助剂0.3份在高混机中预混得到混合均匀的原材料；将混合好的原材料置于双螺杆挤出机中，温度控制在190-230℃，螺杆转速300转/分钟的条件下熔融挤出，造粒干燥，制备得到导电发泡聚丙烯材料的预制材料；将发泡剂按照质量分数4％的比例与上述制得的预制材料混合均匀后，按照正常注塑工艺注塑成制件或样板即得一种导电性能优异的发泡聚丙烯材料。
实施例2
将称取的熔融指数为60g/10min的均聚聚丙烯64.6份、导电炭黑12份、熔指为8g/10min的POE增韧剂8份、填料碳酸钙15份、受阻酚类抗氧剂0.1份、亚磷酸盐类抗氧剂0.1份、加工助剂0.2份在高混机中预混得到混合均匀的原材料；将混合好的原材料置于双螺杆挤出机中，温度控制在190-230℃，螺杆转速320转/分钟的条件下熔融挤出，造粒干燥，制备得到导电发泡聚丙烯材料的预制材料；将发泡剂按照质量份数4％的比例与上述制得的预制材料混合均匀后，按照正常注塑工艺注塑成制件或样板即得一种导电性能优异的发泡聚丙烯材料。
实施例3
将称取的熔融指数为80g/10min的共聚聚丙烯71.5份、导电炭黑13份、熔指为0.1g/10min的POE增韧剂7份、填料硫酸钡8份、受阻胺类抗氧剂0.1份、受阻酚类抗氧剂0.1份、亚磷酸盐类抗氧剂0.2份、加工助剂0.1份在高混机中预混得到混合均匀的原材料；将混合好的原材料置于双螺杆挤出机中，温度控制在190-230℃，螺杆转速350转/分钟的条件下熔融挤出，造粒干燥，制备得到导电发泡聚丙烯材料的预制材料；将发泡剂按照质量分数3％的比例与上述制得的预制材料混合均匀后，按照正常注塑工艺注塑成制件或样板即得一种导电性能优异的发泡聚丙烯材料。
实施例4
将称取的熔融指数为3g/10min的共聚聚丙烯86.8份、导电炭黑8份、填料滑石粉5份、受阻胺类抗氧剂0.1份、加工助剂0.1份在高混机中预混得到混合均匀的原材料；将混合好的原材料置于双螺杆挤出机中，温度控制在190-230℃，螺杆转速250转/分钟的条件下熔融挤出，造粒干燥，制备得到导电发泡聚丙烯材料的预制材料；将发泡剂按照质量分数2％的比例与上述制得的预制材料混合均匀后，按照正常注塑工艺注塑成制件或样板即得一种导电性能优异的发泡聚丙烯材料。
实施例5
将称取的熔融指数为120g/10min的均聚聚丙烯54份、导电炭黑15份、熔指为10g/10min的POE增韧剂10份、填料碳酸钙20份、受阻胺类抗氧剂0.1份、受阻酚类抗氧剂0.2份、亚磷酸盐类抗氧剂0.2份、加工助剂0.5份在高混机中预混得到混合均匀的原材料；将混合好的原材料置于双螺杆挤出机中，温度控制在190-230℃，螺杆转速400转/分钟的条件下熔融挤出，造粒干燥，制备得到导电发泡聚丙烯材料的预制材料；将发泡剂按照质量分数5％的比例与上述制得的预制材料混合均匀后，按照正常注塑工艺注塑成制件或样板即得一种导电性能优异的发泡聚丙烯材料。
对比例1
将称取的熔融指数为60g/10min的均聚聚丙烯54份、导电炭黑15份、熔指为10g/10min的POE增韧剂10份、填料碳酸钙20份、受阻胺类抗氧剂0.1份、受阻酚类抗氧剂0.2份、亚磷酸盐类抗氧剂0.2份、加工助剂0.5份在高混机中预混得到混合均匀的导电聚丙烯材料。
对比例2
将称取的熔融指数为30g/10min的共聚聚丙烯54份、导电炭黑35份、熔指为10g/10min的POE增韧剂10份、受阻胺类抗氧剂0.1份、受阻酚类抗氧剂0.2份、亚磷酸盐类抗氧剂0.2份、加工助剂0.5份在高混机中预混得到混合均匀的原材料；将混合好的原材料置于双螺杆挤出机中，温度控制在190-230℃，螺杆转速400转/分钟的条件下熔融挤出，造粒干燥，制备得到导电发泡聚丙烯材料的预制材料。
将上述实施例1-5制得和对比例1-2制得的导电发泡聚丙烯材料进行性能测试，标准IEC60093，检测结果如下表1所示：
表1实施例1-5及对比例1-2表面电阻测试结果
由上表可见，本申请制得的导电发泡聚丙烯材料在传统添加量一半的情况下，可达到更低的表面电阻率。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对实施案例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施案例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种导电发泡聚丙烯材料，其特征在于：所述导电发泡聚丙烯材料是由导电发泡聚丙烯预制材料与发泡剂制成，其中发泡剂加入量占导电发泡聚丙烯材料重量的2-5%；
所述导电发泡聚丙烯预制材料由以下组分按重量份组成：
聚丙烯54-86.8份
导电炭黑8-15份
增韧剂0-10份
矿物填料5-20份
抗氧剂0.1-0.5份
加工助剂0.1-0.5份。
2.根据权利要求1所述的导电发泡聚丙烯材料，其特征在于：所述的聚丙烯为熔融指数为3-120g/10min的均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的导电发泡聚丙烯材料，其特征在于：所述的发泡剂为Expancel发泡剂。
4.根据权利要求1所述的导电发泡聚丙烯材料，其特征在于：所述的增韧剂为熔融指数为0.1-10g/10min的POE。
5.根据权利要求1所述的导电发泡聚丙烯材料，其特征在于：所述的矿物填料为滑石粉、碳酸钙、硫酸钡中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的导电发泡聚丙烯材料，其特征在于：所述的抗氧剂为受阻胺类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂、亚磷酸盐类抗氧剂中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的导电发泡聚丙烯材料，其特征在于：所述的加工助剂为硅酮类分散剂。
8.如权利要求1-7任一项所述的导电发泡聚丙烯材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）按重量份配比称取聚丙烯、导电炭黑、增韧剂、填料、抗氧剂、加工助剂加入高混机中预混得到混合均匀的原材料；
（2）将混合均匀的原材料置于双螺杆挤出机中，温度控制在190-230℃，在螺杆转速250-400转/分钟的条件下熔融挤出，造粒干燥；制备得到导电发泡聚丙烯预制材料；
（3）将步骤（2）导电发泡聚丙烯预制材料与占导电发泡聚丙烯材料重量的2-5%的发泡剂混合后按照正常注塑工艺注塑成制件，即得到导电发泡聚丙烯材料。
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