CN115073876A - 防静电发泡聚合物 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种防静电发泡聚合物，其由85～95重量％的聚合物基材、5～10重量％的抗静电剂及余量的任选存在的其它添加剂组成，其中所述聚合物基材选自聚苯乙烯、丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯或其组合，并且根据ASTM D1238，在200℃的温度和5kg的载荷下，所述聚合物基材的熔融指数为4～8g/10min，并且所述聚合物基材的比重为1.02～1.18g/cm3，其中重量％是以所述防静电级合金材料的总重量计，并且所述发泡聚合物包括均匀分布的直径为40～100μm的气泡，使得发泡聚合物基材的密度是未发泡的聚合物基材的密度的70～85％。

Description

防静电发泡聚合物
技术领域
本发明涉及防静电发泡聚合物，更具体地，涉及基于由聚苯乙烯 (PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯(PP)或其组合组成的聚合物基材构建的防静电发泡聚合物。
背景技术
PS、ABS、PMMA和PP作为最常用的几种通用塑料，被广泛应用于汽车、白色家电、包装工业、电子行业、日化用品等诸多领域。对此，为了降低成本，通常可以采用发泡技术，在不降低或不显著降低基材的力学性能的情况下，获得更加轻质的材料。目前，这些材料的发泡方法主要有物理发泡法、空心微球发泡法和化学发泡法。
在这些发泡方法中，特别是常见的物理发泡法和化学发泡法中，需要聚合物链具有相匹配的移动性和较宽的操作窗口，从而避免在加工过程中一部分的孔泡塌陷，由此能够获得具有均匀孔泡的发泡体。在本领域已经采用两种或多种聚丙烯材料作为发泡用聚合物基材，然而这些材料存在一定的相容性问题，或者无法在加工流动性与材料力学性能变化之间实现较好的平衡。
对此，本发明提供了一种具有特定聚合物基材的发泡聚合物，从而尝试解决本领域中存在的一个或多个问题。
发明内容
在本发明的一方面，提供了一种防静电发泡聚合物，其由以下组成：
聚合物基材 85～95重量％；
抗静电剂 5～10重量％；
余量的任选存在的其它添加剂，
其中所述聚合物基材选自聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯或其组合，并且根据ASTM D1238，在200℃的温度和5kg的载荷下，所述聚合物基材的熔融指数为4～8g/10min，并且所述聚合物基材的比重为1.02～1.18g/cm3，
其中重量％是以所述防静电级合金材料的总重量计，并且所述发泡聚合物包括均匀分布的直径为40～100μm的气泡，使得发泡聚合物基材的密度是未发泡的聚合物基材的密度的70～85％。
在一个实施方案中，所述聚合物基材由低熔融指数组分和高熔融指数组分组成，所述低熔融指数组分与所述高熔融指数的重量比为3： 1至1：1，并且根据ASTM D1238，在200℃的温度和5kg的载荷下，所述低熔融指数组分的熔融指数为1～5g/10min，并且所述高熔融指数组分的熔融指数为9～15g/10min。在另一个实施方案中，所述聚合物基材由选自聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚丙烯中的一种类型的材料组成。在又一个实施方案中，所述聚合物基材由选自聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚丙烯中的两种以上类型的材料组成。
在一个实施方案中，所述低熔融指数组分是熔融指数为2～4 g/10min的无规共聚聚丙烯、熔融指数为1.5～3.5g/10min的均聚聚丙烯、熔融指数为2.3～4.5g/10min的高抗冲聚苯乙烯、熔融指数为1.7～3.2 g/10min的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯或其组合。在另一个实施方案中，所述高熔融指数组分是熔融指数为12～15g/10min的聚甲基丙烯酸甲酯、熔融指数为9～11g/10min的高抗冲聚苯乙烯、熔融指数为9～15g/10min 的无规共聚聚丙烯或其组合。
在一个实施方案中，所述聚合物基材由两种丙烯腈-丁二烯-苯乙烯材料的混合物与一种聚甲基丙烯酸甲酯组成，对于所述混合物，根据ASTM D1238，在200℃的温度和5kg的载荷下，所述两种丙烯腈 -丁二烯-苯乙烯材料的熔融指数分别为1.8～2.0g/10min和2.8～3.0 g/10min，并且比例为3：1至1：3，以及根据ASTM D1238，在200℃的温度和5kg的载荷下，所述聚甲基丙烯酸甲酯的熔融指数为 13.5～14.0g/10min。
在一个实施方案中，所述抗静电剂为非离子型抗静电剂或阴离子型抗静电剂。在另一个实施方案中，所述抗静电剂的用量为8重量％。在一个实施方案中，所述其它添加剂包括润滑剂、抗氧化剂、增韧剂、填充剂、着色剂和抗磨剂中的一种或多种。在另一个实施方案中，所述其他添加剂的用量不超过5％。在又一个实施方案中，所述其他添加剂的用量不超过2％。
在本发明的另一方面，提供了一种制品，其包含上文所述的防静电发泡聚合物。
本发明的聚合物基材能够实现加工流动性与材料力学性能变化之间的较好的平衡，并且还由于包含均匀分散在内部的抗静电剂而使得最终制品能够具有永久的防静电性质，即永久性防静电效果。
具体实施方式
在下文中，将根据具体实施方案来进一步阐述本申请的内容。然而，所列举的具体实施方案仅出于例示目的，而不旨在限制本申请的范围。本领域技术人员会认识到，以下任一实施方案中的具体特征可以用于任何其他实施方案，只要其不背离本申请的主旨即可。
在一个实施方案中，防静电发泡聚合物，其由85～95重量％的聚合物基材、5～10重量％的抗静电剂和余量的任选存在的其它添加剂组成。在此实施方案中，聚合物基材可以选自聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯 -苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯或其组合。
在一个实施方案中，聚合物基材可以由选自聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚丙烯中的一种类型的材料组成。举例而言，聚合物基材可以由两种或三种聚丙烯材料组成，或者也可以仅由聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚丙烯中一种组成。在又一个实施方案中，聚合物基材可以由选自聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚丙烯中的两种以上类型的材料组成。例如，聚合物基材可以由ABS和PMMA组成。
在一个实施方案中，根据ASTM D1238，在200℃的温度和5kg 的载荷下，聚合物基材的熔融指数为4～8g/10min，例如，4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5或8g/10min。在另一个实施方案中，聚合物基材的比重可以为1.02～1.18g/cm3，例如，1.02、1.05、1.08、1.10、1.12、1.15或1.18g/cm3。在一个实施方案中，发泡聚合物包括均匀分布的直径为40～100μm(例如，40、50、60、70、80、90或100μm)的气泡，使得发泡聚合物基材的密度是未发泡的聚合物基材的密度的70～85％。在另一个实施方案中，发泡聚合物基材可以是0.6～0.9g/cm3。
在一个实施方案中，所述聚合物基材由低熔融指数组分和高熔融指数组分组成，所述低熔融指数组分与所述高熔融指数的重量比为3： 1至1：1，例如，3：1、2.5：1、2：1、1.5：1或1：1。在另一个实施方案中，根据ASTM D1238，在200℃的温度和5kg的载荷下，低熔融指数组分的熔融指数可以为1～5g/10min，例如1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5或5g/10min。在又一个实施方案中，高熔融指数组分的熔融指数可以为9～15g/10min，例如，9、10、11、12、13、14或15 g/10min。
在一个实施方案中，低熔融指数组分选自熔融指数为2～4g/10min 的无规共聚聚丙烯、熔融指数为1.5～3.5g/10min的均聚聚丙烯、熔融指数为2.3～4.5g/10min的高抗冲聚苯乙烯、熔融指数为1.7～3.2g/10min 的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯及其组合。在另一个实施方案中，高熔融指数组分可以选自熔融指数为12～15g/10min的聚甲基丙烯酸甲酯、熔融指数为9～11g/10min的高抗冲聚苯乙烯、熔融指数为9～15g/10min的无规共聚聚丙烯及其组合。
在一个实施方案中，所述聚合物基材由两种丙烯腈-丁二烯-苯乙烯材料的混合物与一种聚甲基丙烯酸甲酯组成，对于所述混合物，根据ASTM D1238，在200℃的温度和5kg的载荷下，所述两种丙烯腈 -丁二烯-苯乙烯材料的熔融指数分别为1.8～2.0g/10min和2.8～3.0 g/10min，并且比例为3：1至1：3，以及根据ASTM D1238，在200℃的温度和5kg的载荷下，所述聚甲基丙烯酸甲酯的熔融指数为 13.5～14.0g/10min。
在一个实施方案中，所述抗静电剂为非离子型抗静电剂或阴离子型抗静电剂。在另一个实施方案中，所述抗静电剂的用量为5、6、7、8、9或10重量％。在一个实施方案中，所述其它添加剂包括润滑剂、抗氧化剂、增韧剂、填充剂、着色剂和抗磨剂中的一种或多种。在另一个实施方案中，所述其他添加剂的用量不超过5％。在又一个实施方案中，所述其他添加剂的用量不超过2％。
在本发明中，采用特定的聚合物基材、尤其是两种或三种聚合物材料混配的聚合物基材，可以在发泡过程中实现较好的流动性，并且在发泡之后能够较好的固化而防止孔泡坍塌，进而获得较为均匀且细微的孔泡，与熔融指数在4～8g/10min之外的聚苯乙烯等材料相比，在加工过程中更加稳定、流畅，并且能够获得孔泡更加均匀的发泡材料。例如，经过发泡后的聚合物材料在密度上可以减轻至少15％，并且力学性能方面不会产生明显下降，进而不影响材料的正常使用。
实施例
提供以下的实施例便于更好的理解本发明的构思，但并不旨在对其作出任何限定。下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法，所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。ABS为中国台湾奇美757和758，PMMA为韩国IF850，PS为盘锦 HIPS825、道达尔4241和雅仕德6025，抗静电母粒为包含乙二醇月桂酰胺的混合物。
实施例1
ABS选用中国台湾奇美757，将ABS、PMMA和抗静电母粒以70％、 22％和8％的重量比放入料斗中，在搅拌的条件下，于85℃烘干40分钟。将所得混合物加入双螺杆挤出机中，在260℃剪切均化。加入30 倍化学发泡剂，熔料经过平挤模头后，被送入压片机中经三辊压片，并收卷，得到样品1。
实施例2
ABS选用中国台湾奇美758，将ABS、PMMA和抗静电母粒以70％、 22％和8％的重量比放入料斗中，在搅拌的条件下，于85℃烘干40分钟。将所得混合物加入双螺杆挤出机中，在260℃剪切均化。加入30 倍化学发泡剂，熔料经过平挤模头后，被送入压片机中经三辊压片，并收卷，得到样品2。
实施例3
ABS选用中国台湾奇美757/758的1：1混合物，将ABS、PMMA和抗静电母粒以70％、22％和8％的重量比放入料斗中，在搅拌的条件下，于85℃烘干40分钟。将所得混合物加入双螺杆挤出机中，在260℃剪切均化。加入30倍化学发泡剂，熔料经过平挤模头后，被送入压片机中经三辊压片，并收卷，得到样品3。
实施例4
PS选用盘锦HIPS825和道达尔4241的1：2的混合物，将PS、 PMMA和抗静电母粒以72％、20％和8％的重量比放入料斗中，在搅拌的条件下，于85℃烘干40分钟。将所得混合物加入双螺杆挤出机中，在250℃剪切均化。加入30倍化学发泡剂，熔料经过平挤模头后，被送入压片机中经三辊压片，并收卷，得到样品4。
实施例5
PS选用盘锦HIPS825和雅仕德6025的1：2的混合物，将PS、 PMMA和抗静电母粒以72％、20％和8％的重量比放入料斗中，在搅拌的条件下，于85℃烘干40分钟。将所得混合物加入双螺杆挤出机中，在250℃剪切均化。加入30倍化学发泡剂，熔料经过平挤模头后，被送入压片机中经三辊压片，并收卷，得到样品5。
对比例1
ABS选用中国台湾奇美757，将ABS、PMMA和抗静电母粒以72％、 18％和10％的重量比放入料斗中，在搅拌的条件下，于85℃烘干40分钟。将所得混合物加入双螺杆挤出机中，在260℃剪切均化。加入30 倍化学发泡剂，熔料经过平挤模头后，被送入压片机中经三辊压片，并收卷，得到样品6。
对比例2
ABS选用中国台湾奇美757，将ABS、PMMA和抗静电母粒以36％、 54％和10％的重量比放入料斗中，在搅拌的条件下，于85℃烘干40分钟。将所得混合物加入双螺杆挤出机中，在260℃剪切均化。加入30 倍化学发泡剂，熔料经过平挤模头后，被送入压片机中经三辊压片，并收卷，得到样品7。
测试例1
根据ISO527测试拉伸强度，根据ISO178测试弯曲强度，根据 ISO180测试缺口冲击强度，并且根据ASTM D257测试电阻率。样品采用根据以上实施例和比较例中制备的样品，并且每个测试至少测试 3个同类样品，并且所得结果为三个测试数据的平均值。
表1：测试数据综合评价
性能指标 样品1 样品2 样品3 样品4 样品5 样品6 样品7
拉伸强度 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ×
弯曲强度 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ×
缺口冲击强度 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ × ◎
抗静电性 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
在上表1中，“◎”表示满足产品出厂要求，而“×”表示不满足产品出厂要求。
经过测试，发现样品1-5均能够满足电脑外壳和汽车内饰板的力学和防静电要求(申请人的产品内部标准)。样品6在发泡过程中出现部分不均匀的现象，并且表现出缺口冲击强度差，而样品7则出现力学性能较差的情况。
尽管参考特定的实施例来描述本文所述的实施方案，但是应当理解，本领域技术人员会对其作出多种调整和改变，只要其不违背本申请的范围和主旨即可。

Claims (10)

1.一种防静电发泡聚合物，其由以下组成：
聚合物基材 85～95重量％；
抗静电剂 5～10重量％；
余量的任选存在的其它添加剂，
其中所述聚合物基材选自聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯或其组合，并且根据ASTM D1238，在200℃的温度和5kg的载荷下，所述聚合物基材的熔融指数为4～8g/10min，并且所述聚合物基材的比重为1.02～1.18g/cm3，
其中重量％是以所述防静电级合金材料的总重量计，并且所述发泡聚合物包括均匀分布的直径为40～100μm的气泡，使得发泡聚合物基材的密度是未发泡的聚合物基材的密度的70～85％。
2.根据权利要求1所述的防静电发泡聚合物，其中所述聚合物基材由低熔融指数组分和高熔融指数组分组成，
所述低熔融指数组分与所述高熔融指数的重量比为3：1至1：1，并且根据ASTM D1238，在200℃的温度和5kg的载荷下，所述低熔融指数组分的熔融指数为1～5g/10min，并且所述高熔融指数组分的熔融指数为9～15g/10min。
3.根据权利要求2所述的防静电发泡聚合物，其中所述低熔融指数组分是熔融指数为2～4g/10min的无规共聚聚丙烯、熔融指数为1.5～3.5g/10min的均聚聚丙烯、熔融指数为2.3～4.5g/10min的高抗冲聚苯乙烯、熔融指数为1.7～3.2g/10min的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯或其组合。
4.根据权利要求2所述的防静电发泡聚合物，其中所述高熔融指数组分是熔融指数为12～15g/10min的聚甲基丙烯酸甲酯、熔融指数为9～11g/10min的高抗冲聚苯乙烯、熔融指数为9～15g/10min的无规共聚聚丙烯或其组合。
5.根据权利要求1所述的防静电发泡聚合物，其中所述聚合物基材由选自聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚丙烯中的一种类型的材料组成。
6.根据权利要求1所述的防静电发泡聚合物，其中所述聚合物基材由选自聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚丙烯中的两种以上类型的材料组成。
7.根据权利要求2所述的防静电发泡聚合物，其中所述聚合物基材由两种丙烯腈-丁二烯-苯乙烯材料的混合物与一种聚甲基丙烯酸甲酯组成，
对于所述混合物，根据ASTM D1238，在200℃的温度和5kg的载荷下，所述两种丙烯腈-丁二烯-苯乙烯材料的熔融指数分别为1.8～2.0g/10min和2.8～3.0g/10min，并且比例为3：1至1：3，以及
根据ASTM D1238，在200℃的温度和5kg的载荷下，所述聚甲基丙烯酸甲酯的熔融指数为13.5～14.0g/10min。
8.根据权利要求1所述的防静电发泡聚合物，其中所述抗静电剂为非离子型抗静电剂或阴离子型抗静电剂。
9.根据权利要求1所述的防静电发泡聚合物，其中所述其它添加剂包括润滑剂、抗氧化剂、增韧剂、填充剂、着色剂和抗磨剂中的一种或多种。
10.一种制品，其包含权利要求1至9中任一项所述的防静电发泡聚合物。
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