CN112375287A - 一种降低聚丙烯工程塑料表面电阻率的改性方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种降低聚丙烯工程塑料表面电阻率的改性方法，包括以下步骤：第一步：准备原料，65‑100质量份PP树脂、1‑5质量份抗静电剂、0.2‑0.6质量份抗氧剂、0‑15质量份的增韧剂和0‑30份的无机刚性粒子；第二步：将565‑100质量份PP树脂、1‑5质量份抗静电剂、0.2‑0.6质量份抗氧剂、0‑15质量份的增韧剂和0‑30份的无机刚性粒子在高速混合机中80～90℃下预混后在双螺杆挤出机上挤出造粒，挤出温度为175～220℃，其中所述抗静电剂为脂肪胺聚氧乙烯醚和磷酸的酯化物。本发明提供的降低聚丙烯工程塑料表面电阻率的改性方法，克服了现有技术存在的提高聚丙烯抗静电效率低的问题，同时解决了添加抗静电剂时材料物理性能下降的问题。
Description
技术领域
本发明属于聚丙烯改性料领域，涉及一种降低聚丙烯工程塑料表面电阻率的改性方法。
背景技术
聚丙烯（PP）具有密度低、机械性能较优异、还有良好的耐应力龟裂、耐疲劳屈服和耐化学品性能、而且有价格便宜、易加工成型、已回收、可循环利用等优点，获得了广泛的应用，特别是在汽车工业、家电及机械领域的应用不断加大。但由于聚丙烯材料耐低温性能差、刚性较低，不能达到用于汽车内外饰件的使用要求，因此为必须对其进行改性。聚丙烯主要改性方法有弹性体增韧聚丙烯改性；无机填料填充增强聚丙烯改性；以及利用聚丙烯、无机填料、弹性体三者共同作用增韧增强聚丙烯改性研究。
目前汽车内饰越来越多的应用塑料制件，不仅可以减轻汽车的重量，实现汽车轻量化，同时降低汽车制造成本，随着汽车工业高速发展，消费者对汽车舒适性的要求也越来越高，对汽车的气味性、刮擦性、阻燃性和环保等性能提出了很高的要求。而汽车塑料部件为绝缘材料，表面经常会带有静电，会造成对空气中灰尘和毛发碎屑的吸附，导致表面沾满灰尘，不但影响美观，而且还容易滋生细菌，影响健康。
发明内容
1、所要解决的技术问题：
汽车塑料部件为绝缘材料，表面经常会带有静电，会造成对空气中灰尘和毛发碎屑的吸附，导致表面沾满灰尘，不但影响美观，而且还容易滋生细菌，影响健康。
2、技术方案：
为了解决以上问题，本发明提供了一种降低聚丙烯工程塑料表面电阻率的改性方法，包括以下步骤：第一步：准备原料，65-100质量份PP树脂、1-5质量份抗静电剂、0.2-0.6质量份抗氧剂、0-15质量份的增韧剂和0-30份的无机刚性粒子；第二步：将565-100质量份PP树脂、1-5质量份抗静电剂、0.2-0.6质量份抗氧剂、0-15质量份的增韧剂和0-30份的无机刚性粒子在高速混合机中80～90℃下预混后在双螺杆挤出机上挤出造粒，挤出温度为175～220℃，其中所述抗静电剂为脂肪胺聚氧乙烯醚和磷酸的酯化物。
在第二步中，预混时间为3-7分钟。
所述双螺杆挤出机有九个区间，各个区间温度为：一区间180-190℃，二、三区间185-195℃，四、五、六、七、八区间190-200℃，九区间185-195℃。
所使用增韧剂为POE弹性体、SBS类弹性体、EPDM三元橡胶中的一种或几种复合。
所使用的无机刚性粒子为滑石粉、硅灰石、碳酸钙、玻璃纤维、碳纤维、晶须等的一种或几种复合物。
将制得的抗静电聚丙烯粒子料经注塑机制成样条，用电阻笔测定表面电阻率、按照GB/T9341-2000测试弯曲性能、GB/T1843-1996测试冲击性能、GB/T3682-2000测试熔融流动速率。
3、有益效果：
本发明提供的降低聚丙烯工程塑料表面电阻率的改性方法，，克服了现有技术存在的提高聚丙烯抗静电效率低的问题，同时解决了添加抗静电剂时材料物理性能下降的问题。。
具体实施方式
下面通过实施例来对本发明进行详细说明。
发明提供了一种降低聚丙烯工程塑料表面电阻率的改性方法，包括以下步骤：第一步：准备原料，65-100质量份PP树脂、1-5质量份抗静电剂、0.2-0.6质量份抗氧剂、0-15质量份的增韧剂和0-30份的无机刚性粒子；第二步：将565-100质量份PP树脂、1-5质量份抗静电剂、0.2-0.6质量份抗氧剂、0-15质量份的增韧剂和0-30份的无机刚性粒子在高速混合机中80～90℃下预混后在双螺杆挤出机上挤出造粒，挤出温度为175～220℃，其中所述抗静电剂为脂肪胺聚氧乙烯醚和磷酸的酯化物。
本发明采用的脂肪胺聚氧乙烯醚和磷酸的酯化物作为抗静电剂，抗静电效率高，添加量少，对材料物理性能影响小。
本发明提供的降低聚丙烯工程塑料表面电阻率的改性方法，抗静电效果好，并且力学性能优良、无毒、对环境无污染，可广泛用于汽车、电子电器等领域。
以下实施中，聚丙烯为燕山石化生产的PP9927；无机刚性粒子为辽宁省海城市艾海滑石有限公司生产的滑石粉；POE是美国陶氏化学生产的POE8137；抗静电剂为脂肪胺聚氧乙烯醚和磷酸的酯化物；抗氧化剂为烟台新秀化学用品有限公司生产的抗氧剂1010。
实施例1
降低聚丙烯工程塑料表面电阻率的改性方法，包括以下步骤：第一步：准备原料，67质量份PP树脂、3质量份抗静电剂、0.3质量份抗氧剂、10质量份的POE和20份的滑石粉；第二步：将67质量份PP树脂、3质量份抗静电剂、0.3质量份抗氧剂、10质量份的POE和20份的滑石粉在高速混合机中80～90℃混合5分钟，然后在双螺杆挤出机上挤出造粒，制得高效抗静电聚丙烯粒子料，挤出机的温度为：一区间185℃，二、三区间190℃，四、五、六、七、八区间195℃，九区间190℃。
将通过降低聚丙烯工程塑料表面电阻率的改性方法制得的聚丙烯粒子料经注塑机制成样条，用电阻笔测定表面电阻率、按照GB/T9341-2000测试弯曲性能、GB/T1843-1996测试冲击性能、GB/T3682-2000测试熔融流动速率。
聚丙烯工程塑经过本发明提供的降低聚丙烯工程塑料表面电阻率的改性方法改性后，其性能见表1。
实施例2
降低聚丙烯工程塑料表面电阻率的改性方法，包括以下步骤：第一步：准备原料，69质量份PP树脂、1质量份抗静电剂、0.6质量份抗氧剂、10质量份的POE和20份的滑石粉；第二步：将69质量份PP树脂、1质量份抗静电剂、0.6质量份抗氧剂、10质量份的POE和20份的滑石粉在高速混合机中80～90℃混合3分钟，然后在双螺杆挤出机上挤出造粒，制得高效抗静电聚丙烯粒子料，挤出机的温度为：一区间180℃，二、三区间185℃，四、五、六、七、八区间190℃，九区间185℃。
将通过降低聚丙烯工程塑料表面电阻率的改性方法制得的聚丙烯粒子料经注塑机制成样条，用电阻笔测定表面电阻率、按照GB/T9341-2000测试弯曲性能、GB/T1843-1996测试冲击性能、GB/T3682-2000测试熔融流动速率。
聚丙烯工程塑经过本发明提供的降低聚丙烯工程塑料表面电阻率的改性方法改性后，其性能见表1。
实施例3
降低聚丙烯工程塑料表面电阻率的改性方法，包括以下步骤：第一步：准备原料，65质量份PP树脂、5质量份抗静电剂、0.3质量份抗氧剂、10质量份的POE和20份的滑石粉；第二步：将65质量份PP树脂、5质量份抗静电剂、0.3质量份抗氧剂、10质量份的POE和20份的滑石粉在高速混合机中80～90℃混合6分钟，然后在双螺杆挤出机上挤出造粒，制得高效抗静电聚丙烯粒子料，挤出机的温度为：一区间190℃，二、三区间195℃，四、五、六、七、八区间200℃，九区间195℃。
将通过降低聚丙烯工程塑料表面电阻率的改性方法制得的聚丙烯粒子料经注塑机制成样条，用电阻笔测定表面电阻率、按照GB/T9341-2000测试弯曲性能、GB/T1843-1996测试冲击性能、GB/T3682-2000测试熔融流动速率。
聚丙烯工程塑经过本发明提供的降低聚丙烯工程塑料表面电阻率的改性方法改性后，其性能见表1。
实施例4
降低聚丙烯工程塑料表面电阻率的改性方法，包括以下步骤：第一步：准备原料，80质量份PP树脂、15质量份POE、5质量份抗静电剂和0.2质量份抗氧剂，第二步：将80质量份PP树脂、15质量份POE、5质量份抗静电剂和0.2质量份抗氧剂在高速混合机中80～90℃混合7分钟，然后在双螺杆挤出机上挤出造粒，制得高效抗静电聚丙烯粒子料，挤出机的温度为：一区间185℃，二、三区间190℃，四、五、六、七、八区间195℃，九区间190℃。
将通过降低聚丙烯工程塑料表面电阻率的改性方法制得的聚丙烯粒子料经注塑机制成样条，用电阻笔测定表面电阻率、按照GB/T9341-2000测试弯曲性能、GB/T1843-1996测试冲击性能、GB/T3682-2000测试熔融流动速率。
聚丙烯工程塑经过本发明提供的降低聚丙烯工程塑料表面电阻率的改性方法改性后，其性能见表1。
实施例5
降低聚丙烯工程塑料表面电阻率的改性方法，包括以下步骤：第一步：准备原料，65质量份PP树脂、5质量份抗静电剂、0.3质量份抗氧剂和30份的滑石粉；第二步：将65质量份PP树脂、5质量份抗静电剂、0.3质量份抗氧剂和30份的滑石粉在高速混合机中80～90℃混合5分钟，然后在双螺杆挤出机上挤出造粒，制得高效抗静电聚丙烯粒子料，挤出机的温度为：一区间185℃，二、三区间190℃，四、五、六、七、八区间195℃，九区间190℃，在三、五、七三个区间进行三级抽真空。
将通过降低聚丙烯工程塑料表面电阻率的改性方法制得的聚丙烯粒子料经注塑机制成样条，用电阻笔测定表面电阻率、按照GB/T9341-2000测试弯曲性能、GB/T1843-1996测试冲击性能、GB/T3682-2000测试熔融流动速率。
聚丙烯工程塑经过本发明提供的降低聚丙烯工程塑料表面电阻率的改性方法改性后，其性能见表1。
实施例6
降低聚丙烯工程塑料表面电阻率的改性方法，包括以下步骤：第一步：准备原料，100质量份PP树脂、5质量份抗静电剂、0.3质量份抗氧剂；第二步：将00质量份PP树脂、5质量份抗静电剂、0.3质量份抗氧剂在高速混合机中80～90℃混合5分钟，然后在双螺杆挤出机上挤出造粒，制得高效抗静电聚丙烯粒子料，挤出机的温度为：一区间185℃，二、三区间190℃，四、五、六、七、八区间195℃，九区间190℃。
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聚丙烯工程塑经过本发明提供的降低聚丙烯工程塑料表面电阻率的改性方法改性后，其性能见表1。
对比例
一种聚丙烯工程塑料的改性方法，包括以下步骤：第一步：准备原料，70质量份PP树脂、10质量份增韧剂、20质量份滑石粉、0.3质量份抗氧剂；第二步：将00质量份PP树脂、5质量份抗静电剂、0.3质量份抗氧剂在高速混合机中80～90℃混合5分钟，然后在双螺杆挤出机上挤出造粒，制得高效抗静电聚丙烯粒子料，挤出机的温度为：一区间185℃，二、三区间190℃，四、五、六、七、八区间195℃，九区间190℃。
将通过聚丙烯工程塑料的改性方法制得的聚丙烯粒子料经注塑机制成样条，用电阻笔测定表面电阻率、按照GB/T9341-2000测试弯曲性能、GB/T1843-1996测试冲击性能、GB/T3682-2000测试熔融流动速率。
聚丙烯工程塑经过聚丙烯工程塑料的改性方法改性后，其性能见表1。
表1：性能数据。
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 对比例 | |
| 熔融指数（g/10min） | 18.15 | 19.36 | 16.87 | 13.75 | 25.96 | 17.23 | 20.72 |
| 缺口冲击强度(kJ/m<sup>2</sup>) | 23.09 | 25.62 | 18.79 | 39.52 | 4.15 | 8.32 | 27.38 |
| 弯曲强度（Mpa） | 28.31 | 27.58 | 28.72 | 22.26 | 35.18 | 24.65 | 27.38 |
| 弯曲模量（Mpa） | 1802.62 | 1755.87 | 1832.14 | 825.38 | 2436.95 | 1224.96 | 1746.47 |
| 表面电阻率（Ω） | 3.5×10<sup>7</sup> | 4.6×10<sup>8</sup> | 5.5×10<sup>5</sup> | 3.2×10<sup>5</sup> | 8.1×10<sup>5</sup> | 6.3×10<sup>5</sup> | 5×10<sup>16</sup> |
本发明主要材料表面电阻率，电阻率数值越低，抗静电效果越好。从表1中可以看出，在聚丙烯复合体系中纳米碳纤维束可显著降低材料表面的电阻率，实施例5可以电阻率降低最为明显9×105Ω，降低了11个数量级，实施例1、实施例2、实施例3随着抗静电剂添加量的减少电阻率逐渐增大，实施例3、实施例4、实施例5、实施例6针对不同配方，抗静电剂添加量相同的情况下电阻率变化并不大。在力学性能上，与对比例相比，实施例1、实施例2、实施例3、实施例5的弯曲模量均高于对比例，实施例4、实施例6的弯曲模量低于对比例。实施例1、实施例2、实施例3的冲击韧性略低于对比例，实施例4的冲击韧性与对比例相比有较大幅度提升，实施例5、实施例6的冲击韧性与对比例相比有大幅度下降。综合来看，实施例1、实施例2、实施例3与对比例在配方相同情况下，添加本发明抗静电剂在满足抗静电需求的同时，力学性能得到良好的保持。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明的，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。
Claims (6)
1.一种降低聚丙烯工程塑料表面电阻率的改性方法，包括以下步骤：第一步：准备原料，65-100质量份PP树脂、1-5质量份抗静电剂、0.2-0.6质量份抗氧剂、0-15质量份的增韧剂和0-30份的无机刚性粒子；第二步：将565-100质量份PP树脂、1-5质量份抗静电剂、0.2-0.6质量份抗氧剂、0-15质量份的增韧剂和0-30份的无机刚性粒子在高速混合机中80～90℃下预混后在双螺杆挤出机上挤出造粒，挤出温度为175～220℃，其中所述抗静电剂为脂肪胺聚氧乙烯醚和磷酸的酯化物。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：在第二步中，预混时间为3-7分钟。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述双螺杆挤出机有九个区间，各个区间温度为：一区间180-190℃，二、三区间185-195℃，四、五、六、七、八区间190-200℃，九区间185-195℃。
4.如权利要求1-3任一权利要求所述的方法，其特征在于：所使用增韧剂为POE弹性体、SBS类弹性体、EPDM三元橡胶中的一种或几种复合。
5.如权利要求1-3任一权利要求所述的方法，其特征在于：所使用的无机刚性粒子为滑石粉、硅灰石、碳酸钙、玻璃纤维、碳纤维、晶须等的一种或几种复合物。
6.如权利要求1-3任一权利要求所述的方法，其特征在于：将制得的聚丙烯粒子料经注塑机制成样条，用电阻笔测定表面电阻率、按照GB/T9341-2000测试弯曲性能、GB/T1843-1996测试冲击性能、GB/T3682-2000测试熔融流动速率。
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