CN113502017B - 一种高流动性高表面光洁度导电聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种高流动性高表面光洁度导电聚丙烯复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高流动性高表面光洁度导电聚丙烯复合材料及其制备方法，该高流动性高表面光洁度导电聚丙烯复合材料，按重量份计，原料组成包括：聚丙烯40~80份；导电剂10~30份；吸附剂1~5份；分散剂1~10份；抗氧剂0.1~2份；相容剂3~8份。本发明公开的高流动性高表面光洁度导电聚丙烯复合材料，所制成的制件具有优异的导电性，表面光洁度，稳定性，适用于生产吸头、电子周转箱等导电制品。

Description

一种高流动性高表面光洁度导电聚丙烯复合材料及其制备 方法
技术领域
本发明涉及聚丙烯的材料领域，尤其涉及一种高流动性高表面光洁度导电聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
因为疫情，体外诊断（In Vitro Diagnosis，IVD）市场呈几何式爆发增长，而在诊断中所需要的液体处理方式是通过移液器和吸头来共同完成的。
导电塑料是液位检测应用的理想材料，自上世纪90年代以来就一直在体外诊断中发挥关键作用。由导电塑料制成的移液器吸头可使整个复杂的技术诊断过程更为简易，可实现液位检测，确保精确分析。
为了应对庞大的市场需求，导电聚丙烯材料要应用于移液器吸头上，除了电阻要满足要求外，需要具备高的流动性以满足一模几十个制件的生产需求，同时要求达到高的表面光洁度以适应准确移液的需求。
发明内容
本发明提供了一种高流动性高表面光洁度导电聚丙烯复合材料及其制备方法。本发明中通过采用适当流动性的聚丙烯粉体树脂，配合吸附剂与分散剂组合物，消除了大量添加导电助剂带来的流动性大幅下降，表面粗糙等不利影响，获得熔指范围为10-40不等的高流动性高表面光洁度的导电聚丙烯复合材料。同时在配方中添加相容剂来赋予导电聚丙烯复合材料良好的机械性能，并通过采用特定的制备方法，降低设备依赖性。
一种高流动性高表面光洁度导电聚丙烯复合材料，按原料总重量100份计，原料组成包括：
聚丙烯 40~80份；
导电剂 10~30份；
吸附剂 1~5份
分散剂 1~10份；
抗氧剂 0.1~2份
相容剂 3-8份。
作为优选，所述聚丙烯为熔指30-1800的聚丙烯粉体树脂。
作为优选，所述的导电剂为导电炭黑、石墨、多壁碳纳米管、金属氧化物的一种或者多种。
作为优选，所述的吸附剂为泡孔状苯乙烯弹性体。
作为优选，所述的分散剂为氢化石油树脂、特种液体碳氢化合物的组合物。
作为优选，所诉的主抗氧剂为含硫受阻酚类抗氧剂。
作为优选，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝SEBS、EVA树脂的一种或多种。
所述熔融挤出温度为180~230℃，挤出机的主机转速为400~600转/分钟。
本发明的有益效果在于：
（1）本发明中特别使用了熔指为30-1800的聚丙烯粉体树脂，聚丙烯粉体树脂与导电填料颗粒尺寸更为相近，利于导电填料的预分散。另外部分使用了超高流动性的聚丙烯粉体（MI>400），超高流动性的聚丙烯粉体的使用量0.8~1.2倍（按重量计），进一步利于挤出混炼过程导电助剂的分散。
（2）本发明中创造性的用氢化石油树脂与特种液体碳氢化合物的组合分散方式，并配合泡孔状苯乙烯弹性体作为吸附剂。泡孔状苯乙烯弹性体本身能够吸附导电剂，但效率不高。氢化石油树脂与特种液体碳氢化合物能够快速有效湿润黏附导电剂，但存在粘壁现象。三者协同作用，复合材料电阻值大幅下降，导电稳定性大幅提高，同时增加了环境安全性与环保性，生产顺利，效果显著。
（3）本发明工艺简单，产品效果明显，一定程度上降低了对生产设备的依赖性，符合市场需求，具有广阔的商业化应用前景和市场价值。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本领域技术人员在理解本发明的技术方案基础上进行修改或等同替换，而未脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围内。
具体实施方式中所使用原料如下：
聚丙烯粉体采用茂化的PP 650粉体与巴塞尔的MF650Y；
导电剂为ORION的KP70;
吸附剂为台橡的SEBS 6150;
分散剂使用市售的C9氢化石油树脂与埃克森美孚的Elevast A80特种液体碳氢化合物；
抗氧剂采用抗氧剂300（广州合成材料研究院）与抗氧剂168（德国巴斯夫）的复配抗氧剂;
相容剂使用BYK的9012；
实施例和对比例原料组分如表1所示，实施例和对比例的制备方法为：将部分聚丙烯粉体、吸附剂、氢化石油树脂、特种液体碳氢化合物、导电剂加入的密闭混合锅中，经混合得到预分散不飞扬的的导电粉体，以失重称喂入挤出机，其余的聚丙烯粉体在另外低速搅拌锅中加入抗氧剂，相容剂，预混3分钟后，同样以失重称形式喂入挤出机进行熔融共混，经挤出机真空挤出造粒得到所述的高流动性高表面光洁度导电聚丙烯复合材料；所述熔融挤出温度为180~230℃，挤出机的主机转速为400~600转/分钟。
表1 实施例和对比例的原料组分表
性能 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2 对比例3 对比例4 对比例5 对比例6
PP MF650Y 3 3 3 / 3 3 3 3 3
PP 650粉 67.7 64.7 61.7 67.7 66.7 67.7 66.7 65.7 64.7
导电剂KP70 18 21 24 21 21 21 21 21 21
吸附剂6150 2 2 2 2 / 2 2 2 2
C9树脂 1 1 1 1 1 / 1 / /
Elevast A80 2 2 2 2 2 / / 2 3
相容剂9012 3 3 3 3 3 3 3 3 3
抗氧剂300 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
抗氧剂168 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
将制得的导电聚丙烯复合材料在鼓风干燥箱，85℃干燥2小时，具体实施方式中电阻值按电阻计法测量，测试环境为室温23摄氏度；熔体流动速率按ISO 1133标准执行，测试条件为230℃，2.16kg。表面质量采用镜面注塑样板，显微镜放大观察。
表2 各项测试性能数据结果统计表
性能指标 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2 对比例3 对比例4 对比例5 对比例6
表观质量 光洁 光洁 光洁 有轻微麻点 有轻微麻点 大量麻点 中量麻点 少量麻点 有微量麻点
熔体流动速率（g/10min） 24.9 16.3 10.5 15.1 18.5 6.5 8.1 13.8 15.8
表面电阻（Ω） E6 E3 ＜E3 E3 E3-E5 E5-E9 E4-E7 E3-E5 E3-E4
上表2为各实施例与对比例分别制备的聚丙烯熔喷布料及熔喷布性能测试结果，其中实施例1~3制备了不同导电水平的产品，并做了表观质量与流动性的对比。实施例2跟对比例1中，不采用MF650Y流动性下降，表观质量下降。实施例2跟对比例2中，不采用吸附剂SEBS6150，表观质量下降，导电稳定性下降。实施例2跟对比例3中，不采用分散剂C9氢化石油树脂与特种液体碳氢化合物,表观质量严重下降，流动性大幅降低，导电性明显减弱，波动性增大。实施例2跟对比例4中，只采用C9氢化石油树脂，不采用特种液体碳氢化合物，表面质量下降，流动性下降，导电能力下降，波动性增加，但比对比例3表现的要良好。实施例2跟对比例5中，不采用C9氢化石油树脂，单独采用2份特种液体碳氢化合物做分散剂，表面质量下降，流动性下降，导电能力下降，波动性增加，但比对比例3表现的要良好。实施例2跟对比例6中，全部等量采用特种液体碳氢化合物，不采用C9氢化石油树脂，表面质量与导电稳定性有所下降。

Claims (5)

1.一种高流动性高表面光洁度导电聚丙烯复合材料，其特征在于，按原料总重量100份计，原料组成包括：
Figure FDA0004064280780000011
所述聚丙烯为茂化PP650粉体和巴赛尔MF650Y；
所述吸附剂为泡孔状苯乙烯弹性体颗粒；
所述分散剂为氢化石油树脂、特种液体碳氢化合物的组合物，特种液体碳氢化合物为埃克森美孚的Elevast A80。
2.根据权利要求1所述的高流动性高表面光洁度导电聚丙烯复合材料，其特征在于，所述导电剂为导电炭黑、石墨、多壁碳纳米管、金属氧化物的一种或者多种。
3.根据权利要求1所述的高流动性高表面光洁度导电聚丙烯复合材料，其特征在于，所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，主抗氧剂为含硫受阻酚类抗氧剂，辅抗氧剂为亚磷酸盐类抗氧剂和/或酯类抗氧剂。
4.根据权利要求1所述的高流动性高表面光洁度导电聚丙烯复合材料，其特征在于，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝SEBS、EVA树脂的一种或多种。
5.一种根据权利要求1～4任一权利要求所述的高流动性高表面光洁度导电聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于将部分聚丙烯粉体、吸附剂、氢化石油树脂、特种液体碳氢化合物、导电剂加入密闭混合锅中，经混合得到预分散不飞扬的导电粉体，以失重称喂入挤出机，其余的聚丙烯粉体在另外低速搅拌锅中加入抗氧剂，相容剂，预混3分钟后，同样以失重称形式喂入挤出机进行熔融共混，经挤出机真空挤出造粒得到所述的高流动性高表面光洁度导电聚丙烯复合材料；所述熔融挤出温度为180～230℃，挤出机的主机转速为400～600转/分钟。
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