CN111073204A - 一种可用于防爆环境的抗静电聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents
一种可用于防爆环境的抗静电聚丙烯复合材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111073204A CN111073204A CN201911362880.6A CN201911362880A CN111073204A CN 111073204 A CN111073204 A CN 111073204A CN 201911362880 A CN201911362880 A CN 201911362880A CN 111073204 A CN111073204 A CN 111073204A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- antistatic
- explosion
- composite material
- polypropylene composite
- proof environment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- -1 polypropylene Polymers 0.000 title claims abstract description 60
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 title claims abstract description 53
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 title claims abstract description 53
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 6
- 239000002216 antistatic agent Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 7
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 21
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims description 13
- 238000007580 dry-mixing Methods 0.000 claims description 13
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 claims description 12
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 10
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 8
- 239000004594 Masterbatch (MB) Substances 0.000 claims description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 claims description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims description 3
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 claims description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 3
- 239000004604 Blowing Agent Substances 0.000 claims description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 2
- 239000006057 Non-nutritive feed additive Substances 0.000 claims description 2
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 claims description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 2
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 claims description 2
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 claims description 2
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims description 2
- 239000002667 nucleating agent Substances 0.000 claims description 2
- OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N phosphorous acid Chemical group OP(O)O OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 18
- BGYHLZZASRKEJE-UHFFFAOYSA-N [3-[3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoyloxy]-2,2-bis[3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoyloxymethyl]propyl] 3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoate Chemical compound CC(C)(C)C1=C(O)C(C(C)(C)C)=CC(CCC(=O)OCC(COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)(COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)=C1 BGYHLZZASRKEJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 10
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 9
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 9
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 5
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 5
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 4
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 2
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- JKIJEFPNVSHHEI-UHFFFAOYSA-N Phenol, 2,4-bis(1,1-dimethylethyl)-, phosphite (3:1) Chemical compound CC(C)(C)C1=CC(C(C)(C)C)=CC=C1OP(OC=1C(=CC(=CC=1)C(C)(C)C)C(C)(C)C)OC1=CC=C(C(C)(C)C)C=C1C(C)(C)C JKIJEFPNVSHHEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000872198 Serjania polyphylla Species 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000002482 conductive additive Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N dimethylselenoniopropionate Natural products CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000003721 gunpowder Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002048 multi walled nanotube Substances 0.000 description 1
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 1
- DUWWHGPELOTTOE-UHFFFAOYSA-N n-(5-chloro-2,4-dimethoxyphenyl)-3-oxobutanamide Chemical compound COC1=CC(OC)=C(NC(=O)CC(C)=O)C=C1Cl DUWWHGPELOTTOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- NFHFRUOZVGFOOS-UHFFFAOYSA-N palladium;triphenylphosphane Chemical compound [Pd].C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 NFHFRUOZVGFOOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 235000019260 propionic acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K13/00—Use of mixtures of ingredients not covered by one single of the preceding main groups, each of these compounds being essential
- C08K13/02—Organic and inorganic ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
- C08J3/22—Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques
- C08J3/226—Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques using a polymer as a carrier
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/04—Carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/04—Carbon
- C08K3/041—Carbon nanotubes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2353/00—Characterised by the use of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Derivatives of such polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2453/00—Characterised by the use of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Derivatives of such polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/002—Physical properties
- C08K2201/003—Additives being defined by their diameter
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/011—Nanostructured additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/017—Additives being an antistatic agent
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本发明公开了一种可用于防爆容器的抗静电聚丙烯复合材料及其制备方法，其中聚丙烯复合材料由以下原料按重量百分比组成：聚丙烯68‑90％，抗静电剂10‑25％，稳定剂0.1‑2％，其它添加剂0‑5％。通过多种抗静电剂间的协同作用，获得表面电阻率在10^5‑10^8Ω的抗静电聚丙烯复合材料，适用于有防爆要求的各类注塑或吹塑成型的容器或其它制品。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚丙烯复合材料，具体为一种可用于防爆环境的抗静电聚丙烯复合材料，以及其制备方法；属于聚合物改性和加工领域。
背景技术
塑料作为重量轻、成本低、加工方便的材料种类，广泛应用于交通、电子、包装、军事等各大领域。聚丙烯作为五大通用塑料中密度最低的聚合物，由于其加工和成本上的优势，在各行各业中的用量逐年提升。但聚丙烯也有其固有的缺点，比如收缩率大、强度较低等，而且和大部分高分子材料一样，普通聚丙烯的表面电阻率在10^14-10^16左右，属于典型的绝缘材料，环境中使用很容易摩擦产生静电且不易耗散。普通产品表面带有静电最多只是容易吸附灰尘，但在需要高防爆要求的环境中使用的塑料制品及容器，表面静电积累将会带来巨大的危险，比如富含可燃气体的工作环境、装载火药或挥发性溶剂的容器等，如果需要要使用聚丙烯类材料，必须对其进行抗静电改性，大大降低表面电阻率。
行业中针对聚丙烯抗静电改性的研究很多，聚丙烯用抗静电剂包括聚氧乙烯类、多元醇类、季铵盐类等等，普通行业内抗静电要求较低，一般只要求表面电阻率在10^9-10^11即可，抗静电剂添加量较少；但防爆环境一般要求表面电阻率在10^5-10^8范围内，过高或过低都可能引起爆炸风险，这就对抗静电剂的效力及准确用量要求很高。导电炭黑是行业内较常见的抗静电剂或导电助剂，大量添加后可以达到较低的电阻率，但由于其粉体粒径非常小，加工分散非常困难，而且会大大降低基体树脂的抗冲击性能，限制了产品的使用范围；而如果添加量较少，虽然可以保持足够的材料性能，但表面电阻率往往达不到要求。
本发明选择将导电炭黑和碳纳米管协同使用作为抗静电剂，发现少量碳纳米管可以提升导电炭黑的导电效率，这样仅用较少的炭黑添加量就可以达到预期的电阻率要求，保持了较为均衡的材料性能，可用于防爆环境中的各类塑料制品。
发明内容
本发明的目的在于开发一种可用于防爆环境的抗静电聚丙烯复合材料，用于各行业有防爆要求的塑料容器及相关制品。
本发明的另一个目的是为了提供这种聚丙烯复合材料的制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种可用于防爆环境的抗静电聚丙烯复合材料，由下列重量百分比的原料组成：
所述的抗静电剂为导电碳纤维、碳纳米管、导电炭黑、二氧化硅、聚氧化乙烯、环氧乙烷丙烷共聚物中的一种或以上的组合物。
其中，
在230℃×2.16kg的测试条件下，所述的聚丙烯为熔体流动速率为0.1-20g/10min的均聚或共聚丙烯，其中共聚丙烯的共聚单体为乙烯，其含量为4-20mol％。
所述的抗静电剂为碳纳米管和导电炭黑的组合物。所述的碳纳米管直径为0.5-50nm，单壁或多壁结构。所述的导电炭黑直径为20-50nm，电阻率为0.8-1.2Ω.m。
所述稳定剂为本领域技术人员认为所需的主辅抗氧剂，其中主抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，辅助抗氧剂为亚磷酸盐或酯类抗氧剂。
所述其它添加剂包括本领域技术人员认为所需的分散剂、着色剂、抗UV助剂、成核剂、发泡剂、表面活性剂、增塑剂、偶联剂、阻燃剂、加工助剂、抗微生物助剂、润滑剂中的一种或以上的组合物。
上述可用于防爆环境的抗静电聚丙烯复合材料的制备方法，其步骤如下：
1)按重量配比称取原料；
2)将聚丙烯、抗静电剂、稳定剂和其它助剂在高速混合器中干混3-15分钟，将混合后的原料加入双螺杆挤出机中，经熔融挤出后冷却造粒；其中螺筒内温度为：一区210-220℃，二区210-230℃，三区210-230℃，四区210-230℃，机头210-240℃，双螺杆挤出机转速为100-1000转/分。
3)另一种优选的方法为：将聚丙烯、抗静电剂、稳定剂在高速混合器中干混3-15分钟，将混合物加入双螺杆挤出机，经熔融挤出后冷却造粒制得抗静电母粒；将聚丙烯、上述抗静电母粒、稳定剂和其它助剂加入双螺杆挤出机，经熔融挤出后冷却造粒；其中螺筒内温度为：一区190-200℃，二区190-210℃，三区190-210℃，四区190-210℃，机头190-220℃，双螺杆挤出机转速为100-1000转/分。
本发明的优点是：
1、利用导电炭黑作为主要抗静电剂，克服大部分高分子抗静电剂相容性较差和耐热较差的缺点。
2、少量碳纳米管和导电炭黑的协同作用，可以使得最终产品的电阻率出现突变点，导电性能大幅度提高，降低炭黑的添加量，减少机械性能损失。
3、采用预制母粒的方式，提高了抗静电剂在聚丙烯熔体中的分散效果。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步详细说明。本发明的范围不受这些实施例的限制，本发明的范围在权利要求书中提出。
在实施例及对比例的复合材料配方中，所用聚丙烯为熔体流动速率(230℃×2.16kg)0.1-2/10min的嵌段共聚丙烯，其中嵌段共聚丙烯的共聚单体为乙烯，其含量在10-20mol％范围内。
所用导电炭黑直径为40nm。
所用碳纳米管为直径10nm的多壁碳纳米管。
所用抗氧剂剂为Ciba公司的Irganox 1010(化学名称为四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)、以及Igrafos168(化学名称为亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯)酯)。
实施例1
按重量百分比称取聚丙烯89.5％、导电炭黑10％、Irganox 1010为0.3％、Igrafos168为0.2％，在高速混合器中干混5分钟，再加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒,其中螺筒内温度为：一区220℃，二区230℃，三区230℃，四区230℃，机头240℃，双螺杆挤出机转速为400转/分。粒子经干燥后在注射成型机上注射成型制样。
实施例2
按重量百分比称取聚丙烯84.5％、导电炭黑15％、Irganox 1010为0.3％、Igrafos168为0.2％，在高速混合器中干混5分钟，再加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒,其中螺筒内温度为：一区220℃，二区230℃，三区230℃，四区230℃，机头240℃，双螺杆挤出机转速为400转/分。粒子经干燥后在注射成型机上注射成型制样。
实施例3
按重量百分比称取聚丙烯79.5％、导电炭黑20％、Irganox 1010为0.3％、Igrafos168为0.2％，在高速混合器中干混5分钟，再加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒,其中螺筒内温度为：一区220℃，二区230℃，三区230℃，四区230℃，机头240℃，双螺杆挤出机转速为400转/分。粒子经干燥后在注射成型机上注射成型制样。
实施例4
按重量百分比称取聚丙烯74.5％、导电炭黑25％、Irganox 1010为0.3％、Igrafos168为0.2％，在高速混合器中干混5分钟，再加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒,其中螺筒内温度为：一区220℃，二区230℃，三区230℃，四区230℃，机头240℃，双螺杆挤出机转速为400转/分。粒子经干燥后在注射成型机上注射成型制样。
实施例5
按重量百分比称取聚丙烯87.5％、导电炭黑10％、碳纳米管2％、Irganox 1010为0.3％、Igrafos 168为0.2％，在高速混合器中干混5分钟，再加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒,其中螺筒内温度为：一区220℃，二区230℃，三区230℃，四区230℃，机头240℃，双螺杆挤出机转速为400转/分。粒子经干燥后在注射成型机上注射成型制样。
实施例6
按重量百分比称取聚丙烯84.5％、导电炭黑10％、碳纳米管5％、Irganox 1010为0.3％、Igrafos 168为0.2％，在高速混合器中干混5分钟，再加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒,其中螺筒内温度为：一区220℃，二区230℃，三区230℃，四区230℃，机头240℃，双螺杆挤出机转速为400转/分。粒子经干燥后在注射成型机上注射成型制样。
实施例7
按重量百分比称取聚丙烯82.5％、导电炭黑15％、碳纳米管2％、Irganox 1010为0.3％、Igrafos 168为0.2％，在高速混合器中干混5分钟，再加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒,其中螺筒内温度为：一区220℃，二区230℃，三区230℃，四区230℃，机头240℃，双螺杆挤出机转速为400转/分。粒子经干燥后在注射成型机上注射成型制样。
实施例8
按重量百分比称取聚丙烯51.5％、导电炭黑40％、碳纳米管8％、Irganox 1010为0.3％、Igrafos 168为0.2％，在高速混合器中干混5分钟，加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，制得抗静电母粒；将聚丙烯74.5％、抗静电母粒25％、Irganox1010为0.3％、Igrafos168为0.2％加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，其中螺筒内温度为：一区200℃，二区210℃，三区210℃，四区210℃，机头220℃，双螺杆挤出机转速为400转/分。粒子经干燥后在注射成型机上注射成型制样。
对比例
按重量百分比称取聚丙烯97.5％、碳纳米管2％、Irganox 1010为0.3％、Igrafos168为0.2％，在高速混合器中干混5分钟，再加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒,其中螺筒内温度为：一区220℃，二区230℃，三区230℃，四区230℃，机头240℃，双螺杆挤出机转速为400转/分。粒子经干燥后在注射成型机上注射成型制样。
性能评价方式：
样品密度测试按ISO1183-1标准进行；拉伸强度测试按ISO527标准进行，试样尺寸为170×10×4mm，速度50mm/min；缺口冲击强度测试按ISO179标准进行，试样尺寸为80×10×4mm，缺口深度为试样厚度的三分之一，测试温度为23℃；表面电阻率测试按ASTM D4467标准进行。
各实施例及对比例配方及性能测试结果见下列各表：
表1实施例1-8及对比例材料配方(重量％)
| 对比例 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | |
| 聚丙烯 | 97.5 | 89.5 | 84.5 | 79.5 | 74.5 | 87.5 | 84.5 | 82.5 | 74.5 |
| 导电炭黑 | 10 | 15 | 20 | 25 | 10 | 10 | 15 | ||
| 碳纳米管 | 2 | 2 | 5 | 2 | |||||
| 抗静电母粒 | 25 | ||||||||
| 1010 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
| 168 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
表2实施例1-8及对比例性能测试结果
| 对比例 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | |
| 密度(g/cm<sup>3</sup>) | 0.91 | 0.95 | 0.97 | 1.00 | 1.03 | 0.96 | 0.97 | 0.98 | 0.96 |
| 拉伸强度(MPa) | 25 | 30 | 33 | 35 | 36 | 32 | 34 | 35 | 34 |
| 缺口冲击强度(kJ/m2) | 40 | 35 | 30 | 15 | 5 | 32 | 21 | 23 | 35 |
| 表面电阻率(Ω) | >10^16 | 10^12 | 10^9 | 10^6 | 10^3 | 10^3 | 10^3 | 10^4 | 10^6 |
对比例为共聚丙烯添加少量碳纳米管，没有抗静电效果。实施例1-4添加了不同比例的导电炭黑，表面电阻率随导电炭黑含量增加而明显下降，实施例3的电阻率可以满足10^5-10^8的要求，但由于炭黑添加量过大，分散困难，实施例3-4的材料韧性损失严重，无法用于有抗冲击要求的产品。实施例5-7将少量碳纳米管与导电炭黑协同使用，发现导电效果明显，表面电阻率迅速下降，实施例5已经可以满足电阻率要求，继续增加碳纳米管的含量对导电效果影响不大，另外由于炭黑含量较低，实施例5的韧性较高，可以满足大部分产品要求。实施例8在实施例5的基础上将抗静电剂预制为母粒，再与剩余聚丙烯载体熔融挤出，提高了粉体的分散效果，机械性能有了进一步提升，抗静电效果没有明显变化。综上，实施例5和实施例8都可以满足防爆环境的电阻率要求，材料机械性能也较为均衡，都可以作为本发明产品的优选方案。
Claims (8)
1.一种可用于防爆环境的抗静电聚丙烯复合材料，其特征在于：由下列重量百分比的原料组成：
所述的抗静电剂为导电碳纤维、碳纳米管、导电炭黑、二氧化硅、聚氧化乙烯、环氧乙烷丙烷共聚物中的一种或以上的组合物。
2.根据权利要求1所述的一种可用于防爆环境的抗静电聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的在230℃×2.16kg的测试条件下，所述的聚丙烯为熔体流动速率为0.1-20g/10min的均聚或共聚丙烯，其中共聚丙烯的共聚单体为乙烯，其含量为4-20mol％。
3.根据权利要求1所述的一种可用于防爆环境的抗静电聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的抗静电剂为碳纳米管和导电炭黑的组合物。
4.根据权利要求3所述的一种可用于防爆环境的抗静电聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的碳纳米管直径为0.5-50nm，单壁或多壁结构；所述的导电炭黑直径为20-50nm，电阻率为0.8-1.2Ω.m。
5.根据权利要求1所述的一种可用于防爆环境的抗静电聚丙烯复合材料，其特征在于：所述稳定剂为本领域技术人员认为所需的主辅抗氧剂，其中主抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，辅助抗氧剂为亚磷酸盐或酯类抗氧剂。
6.根据权利要求1所述的一种可用于防爆环境的抗静电聚丙烯复合材料，其特征在于：所述其它添加剂包括本领域技术人员认为所需的分散剂、着色剂、抗UV助剂、成核剂、发泡剂、表面活性剂、增塑剂、偶联剂、阻燃剂、加工助剂、抗微生物助剂、润滑剂中的一种或以上的组合物。
7.根据权利要求1-6任意之一所述可用于防爆环境的抗静电聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于：上述可用于防爆环境的抗静电聚丙烯复合材料的制备方法，其步骤如下：
1)按重量配比称取原料；
2)将聚丙烯、抗静电剂、稳定剂和其它助剂在高速混合器中干混3-15分钟，将混合后的原料加入双螺杆挤出机中，经熔融挤出后冷却造粒；其中螺筒内温度为：一区210-220℃，二区210-230℃，三区210-230℃，四区210-230℃，机头210-240℃，双螺杆挤出机转速为100-1000转/分。
8.根据权利要求1-6任意之一所述可用于防爆环境的抗静电聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于：将聚丙烯、抗静电剂、稳定剂在高速混合器中干混3-15分钟，将混合物加入双螺杆挤出机，经熔融挤出后冷却造粒制得抗静电母粒；将聚丙烯、上述抗静电母粒、稳定剂和其它助剂加入双螺杆挤出机，经熔融挤出后冷却造粒；其中螺筒内温度为：一区190-200℃，二区190-210℃，三区190-210℃，四区190-210℃，机头190-220℃，双螺杆挤出机转速为100-1000转/分。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911362880.6A CN111073204A (zh) | 2019-12-26 | 2019-12-26 | 一种可用于防爆环境的抗静电聚丙烯复合材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911362880.6A CN111073204A (zh) | 2019-12-26 | 2019-12-26 | 一种可用于防爆环境的抗静电聚丙烯复合材料及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111073204A true CN111073204A (zh) | 2020-04-28 |
Family
ID=70318153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911362880.6A Pending CN111073204A (zh) | 2019-12-26 | 2019-12-26 | 一种可用于防爆环境的抗静电聚丙烯复合材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111073204A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112280174A (zh) * | 2020-10-30 | 2021-01-29 | 江苏昊晟塑业科技有限公司 | 一种高韧性抗静电发泡聚丙烯及其制备方法 |
| CN112877808A (zh) * | 2021-02-01 | 2021-06-01 | 常州工程职业技术学院 | 一种抑爆抗静电多孔材料及其制备方法 |
| CN113085232A (zh) * | 2021-05-13 | 2021-07-09 | 苏州优乐赛供应链管理有限公司 | 一种防静电围板箱加工方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101220183A (zh) * | 2007-12-26 | 2008-07-16 | 深圳市科聚新材料有限公司 | 一种环保阻燃抗静电聚丙烯材料及其制备方法 |
| CN101759918A (zh) * | 2008-12-23 | 2010-06-30 | 上海普利特复合材料股份有限公司 | 一种导电聚丙烯复合材料及其制备方法 |
| CN104558848A (zh) * | 2015-01-19 | 2015-04-29 | 苏州银禧科技有限公司 | 一种埃洛石纳米管增强的导电聚丙烯材料及其制备方法 |
| CN106750953A (zh) * | 2016-12-26 | 2017-05-31 | 上海普利特复合材料股份有限公司 | 一种包含抗析出、永久型抗静电聚丙烯功能母粒的复合材料及其制备方法 |
-
2019
- 2019-12-26 CN CN201911362880.6A patent/CN111073204A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101220183A (zh) * | 2007-12-26 | 2008-07-16 | 深圳市科聚新材料有限公司 | 一种环保阻燃抗静电聚丙烯材料及其制备方法 |
| CN101759918A (zh) * | 2008-12-23 | 2010-06-30 | 上海普利特复合材料股份有限公司 | 一种导电聚丙烯复合材料及其制备方法 |
| CN104558848A (zh) * | 2015-01-19 | 2015-04-29 | 苏州银禧科技有限公司 | 一种埃洛石纳米管增强的导电聚丙烯材料及其制备方法 |
| CN106750953A (zh) * | 2016-12-26 | 2017-05-31 | 上海普利特复合材料股份有限公司 | 一种包含抗析出、永久型抗静电聚丙烯功能母粒的复合材料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 杨波: ""多壁碳纳米管增强炭黑/聚丙烯导电复合材料导电行为"", 《复合材料学报》 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112280174A (zh) * | 2020-10-30 | 2021-01-29 | 江苏昊晟塑业科技有限公司 | 一种高韧性抗静电发泡聚丙烯及其制备方法 |
| CN112877808A (zh) * | 2021-02-01 | 2021-06-01 | 常州工程职业技术学院 | 一种抑爆抗静电多孔材料及其制备方法 |
| CN113085232A (zh) * | 2021-05-13 | 2021-07-09 | 苏州优乐赛供应链管理有限公司 | 一种防静电围板箱加工方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111073204A (zh) | 一种可用于防爆环境的抗静电聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| KR101830957B1 (ko) | 전도성 수지 조성물의 제조방법 | |
| US9978475B2 (en) | Production method for conductive resin composition, and conductive resin composition | |
| CN101712780A (zh) | 一种低密度、高刚性、高韧性的聚丙烯纳米复合材料及其制备方法 | |
| CN106751004A (zh) | 一种易加工高效抗静电聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| KR20170129178A (ko) | 전도성이 향상된 반결정성 중합체 기재 복합 재료의 제조를 위한 마스터배치, 방법 및 이로부터 제조된 복합 재료 | |
| KR20190071184A (ko) | 전도성 발포 비드 및 그 제조방법 | |
| CN107418197B (zh) | 一种导热尼龙工程塑料及其制备方法 | |
| CN113321866A (zh) | 一种激光直接成型聚丙烯材料及其制备方法 | |
| CN102304252B (zh) | 聚烯烃热塑性弹性体、其制备方法和应用 | |
| CN112662054B (zh) | 一种聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| CN104448806A (zh) | 低翘曲率的无卤阻燃碳纤维增强尼龙合金材料及制备方法 | |
| CN111073123B (zh) | 一种聚乙烯母料及制备方法、聚乙烯组合物 | |
| CN105968567A (zh) | 一种抗静电母粒及其制备方法和应用 | |
| CN114561096B (zh) | 一种高尺寸稳定性导电ppe/pa合金及其制备方法和应用 | |
| CN107163404A (zh) | 一种改性聚丙烯及其制备方法 | |
| EP3620489B1 (en) | Electrically conductive resin composition and preparation method thereof | |
| CN113512256A (zh) | 一种抗静电聚烯烃母料及其制备方法 | |
| CN114410052A (zh) | 一种高阻隔性的热塑性弹性体及其制备方法与应用 | |
| CN112341747A (zh) | 一种碳纳米管改性的永久抗静电abs材料及其制备方法 | |
| KR20180029351A (ko) | 폴리프로필렌 복합재 조성물, 이를 이용하여 제조된 성형품 및 그 제조 방법 | |
| CN114644793B (zh) | 一种高韧电磁屏蔽聚丙烯复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN113897044B (zh) | 一种pc/eva组合物及其制备方法 | |
| CN112812531B (zh) | 一种聚碳酸酯复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN116376282B (zh) | 一种抗静电聚苯硫醚复合材料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Zhang Jie Inventor after: Wu Jun Inventor after: Zhao Liping Inventor after: Zhou Nanting Inventor after: Cai Qing Inventor after: Zhou Wu Inventor after: Zhou Wen Inventor before: Zhang Jie Inventor before: Wu Jun Inventor before: Zhao Liping Inventor before: Zhou Nanting Inventor before: Zhou Zhenqi Inventor before: Cai Qing Inventor before: Zhou Wu Inventor before: Zhou Wen |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200428 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |