CN115960407B - 一种低摩擦抗静电聚乙烯组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低摩擦抗静电聚乙烯组合物及其制备方法。该组合物组分按照重量份数包括：聚乙烯62‑84份；尼龙10‑20份；尼龙基弹性体4‑10份；单硬脂酸甘油酯抗静电剂2‑8份。该组合物具有较好的抗静电效果，同时兼具了低摩擦效果。
Description
技术领域
本发明属于热塑性材料领域，特别涉及一种低摩擦抗静电聚乙烯组合物及其制备方法。
背景技术
气吹微缆技术采用母管+子管+微缆的敷设结构，利用气吹敷缆的方法，先将微管吹入已敷设的母管中，然后根据业务发展需求，可分批次将微缆吹入微管中。该技术具有增加管道利用率、分支灵活、提高施工速度等优势。目前，气吹微管微缆已成为通信运营商解决通信管道资源紧张首选方案之一，无论是接入网、城域网还是通信干线网，均可广泛得到应用。
一般来讲，微管内部具有光滑、摩擦系数低的特点，为了施工更加高效便利，同时也要求微缆表面具有低摩擦的特征。另外，铺设时微缆与微管因为摩擦而产生的静电，也会直接影响到铺设效果，这就要求微缆同时具有抗静电的性能。
中国专利CN103571002A公开了一种抗静电电缆材料及其制备方法，该电缆材料包括下述重量份的组分：HDPE100份，炭黑10-30份，十溴联苯醚5-20份，硬脂酰胺丙基二甲基-β-羟乙基季铵硝酸盐0.6-0.8份，N,N-双(2-羟基乙基)-N-(3’-十二烷氧基-2’-羟基丙基)甲基硫酸甲酯铵0.5-1.0份，烯丙基磺酸钠0.6-0.8份。按配比称取各原料，混合均匀后，熔融混炼、挤出造粒，即获得所述抗静电电缆材料；该抗静电电缆材料抗静电性较优异，且制备工艺简单，产品成本低，产品的综合性能较优异，完全满足通信电缆料的要求。但是，该电缆材料并没有低摩擦的效果，同时该电缆料不适合用于非阻燃聚乙烯的气吹微缆。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种低摩擦抗静电聚乙烯组合物及其制备方法，以克服现有技术中聚乙烯材料不能兼具较好抗静电和低摩擦的缺陷。
本发明提供一种低摩擦抗静电聚乙烯组合物，所述组合物组分按照重量份数包括：
所述尼龙基弹性体包括尼龙6基弹性体和/或尼龙12基弹性体。
优选地，所述组合物组分按照重量份数包括：
优选地，所述聚乙烯为：质量比(1:2-3:2)的高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯。
优选地，所述高密度聚乙烯在2.16kg、190℃条件下的熔融指数为0.2-0.4g/10min。该熔融指数测试标准为GB/T 3682.1-2018。
优选地，所述线性低密度聚乙烯在2.16kg、190℃条件下的熔融指数为1.5-2.1g/10min。该熔融指数测试标准为GB/T 3682.1-2018。
优选地，所述尼龙包括PA6、PA12、PA612中的一种或几种。
优选地，所述组合物还包括其他助剂0-9份。
优选地，所述其他助剂包括抗氧剂、色粉、色母粒中的一种或几种。
优选地，所述抗氧剂重量份数为0.2-1份。
优选地，所述抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯抗氧剂中的一种或几种。
优选地，所述色粉重量份数为0.5-2份。
优选地，所述色粉包括炭黑粉、蓝色粉、红色粉中的一种或几种。
优选地，所述色母粒重量份数为0.5-5.4份。
优选地，所述色母粒包括黑色母、蓝色母、红色母中的一种或几种。
本发明还提供一种低摩擦抗静电聚乙烯组合物的制备方法，包括：
将各组分混合，将得到的混合料加入双螺杆挤出机中挤出，造粒，得到低摩擦抗静电聚乙烯组合物。
优选地，所述双螺杆挤出机挤出温度为200-230℃，螺杆转速为450-550HZ，喂料量为350-400kg/h。
本发明还提供一种低摩擦抗静电聚乙烯组合物在电线电缆护套材料或管材中的应用，例如用于气吹微缆光缆护套料。
本发明巧妙的利用了聚乙烯与尼龙结晶形态不同，且尼龙分子量较低的特征，尼龙更容易在聚乙烯表层浮现，形成层状结构。同时，尼龙基弹性体在聚乙烯与尼龙间形成了桥梁作用，而单硬脂酸甘油酯抗静电剂的存在既加强这种桥梁作用，又在尼龙和聚乙烯表面起到了润滑作用低摩擦效果，大大降低了材料的电阻率和摩擦系数，使得聚乙烯组合物具有较好的抗静电效果，同时兼具了低摩擦效果。尼龙6基弹性体与尼龙12基弹性体中的酰胺键硬段，一方面与尼龙的酰胺建形成一定的相容，另一方面与单硬脂酸甘油酯抗静电剂形成一定数量的氢键，加强了表面静电的快速耗散，提高了材料抗静电效果；同时，增加了尼龙本身与聚乙烯间的相容性，使得材料表面更加平整光滑，降低了材料的摩擦系数。相反，如果尼龙基弹性体不能增加尼龙与聚乙烯的相容性，则无法降低材料的摩擦系数，同时，表面静电也无法得到快速耗散，抗静电效果也会变差。
有益效果
本发明添加尼龙基弹性体和单硬脂酸甘油酯抗静电剂，可以大大降低了材料的电阻率和摩擦系数，使得聚乙烯组合物具有较好的抗静电效果，同时兼具了低摩擦效果。本发明聚乙烯组合物表面电阻率低于109Ω，比如2×107-4.2×108Ω，动摩擦系数低于0.3，比如0.08-0.29。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
试剂来源：
聚乙烯1：高密度聚乙烯，在2.16kg、190℃条件下的熔融指数为0.35g/10min，HDPEHHM5502LW，茂名石化；
聚乙烯2：高密度聚乙烯，在2.16kg、190℃条件下的熔融指数为0.1g/10min，HDPE50100，中海壳牌；
聚乙烯3：高密度聚乙烯，在2.16kg、190℃条件下的熔融指数为0.98g/10min，HDPE5000S，茂名石化；
聚乙烯4：线性低密度聚乙烯，在2.16kg、190℃条件下的熔融指数为2.1g/10min，LLDPE DFDA-7042，茂名石化；
聚乙烯5：线性低密度聚乙烯，在2.16kg、190℃条件下的熔融指数为1.0g/10min，DOWLEX2045G，陶氏化学；
聚乙烯6：线性低密度聚乙烯，在2.16kg、190℃条件下的熔融指数为3.5g/10min，LLDPE EXCEED 3518PA，埃克森美孚；
尼龙1：PA6，YH800，岳阳石化；
尼龙2：PA12，PA12 L20G，瑞士EMS；
尼龙3：PA612，158NC010，美国杜邦；
尼龙4：PA66，A3401，德国巴夫斯；
尼龙基弹性体1：尼龙6基弹性体，AS5502，旭阳集团；
尼龙基弹性体2：尼龙12基弹性体，63R5，法国阿科玛；
尼龙基弹性体3：尼龙聚醚弹性体，3533SP01，法国阿科玛；
单硬脂酸甘油酯抗静电剂：Atmer 129，英国禾大；
聚醚酯酰胺抗静电剂：IPE U3，英国禾大；
其他助剂：
抗氧剂：抗氧剂1010和抗氧剂168按照重量比1:1复配，市售；
如未特别说明，本发明平行的实施例和对比例中的某一组分(例如抗氧剂)均为相同的市售产品。
聚乙烯组合物的制备方法包括：按照表1、表2、表3配比，将聚乙烯、尼龙、尼龙基弹性体混合，高速搅拌3min，加入单硬脂酸甘油酯抗静电剂、抗氧剂，高速混合5min，将得到的混合料加入双螺杆挤出机(75D，配有双通道不停机换网器，滤网使用80目+120目，螺杆剪切强度为中等，有一定的剪切能力)挤出，造粒，即得，其中双螺杆挤出机挤出温度为200-230℃，螺杆转速为450-550HZ，喂料量为350-400kg/h。
性能测试：
(1)表面电阻率：按照测试标准GB T 3048.16-2007，采用电阻率仪测试；
(2)动摩擦系数：按照测试标准GB/T 10006-2021，采用摩擦系数仪测试。
表1实施例1-10配比(重量份数)
表2实施例11-17配比(重量份数)
表3对比例配比(重量份数)
由表1-3可知，对比例1不添加单硬脂酸甘油酯抗静电剂，对比例2采用聚醚酯酰胺抗静电剂，对比例1和2中组合物的抗静电性和摩擦效果明显差于实施例1，表面电阻率达不到低于109，动摩擦系数达不到低于0.3，不符合标准要求。对比例3不添加尼龙基弹性体，对比例4采用尼龙聚醚弹性体，对比例3和4中组合物的抗静电性和摩擦效果明显差于实施例1，表面电阻率达不到低于109，动摩擦系数达不到低于0.3，不符合标准要求。由此可见，本发明添加尼龙弹性体和单硬脂酸甘油酯抗静电剂，可以大大降低了材料的电阻率和摩擦系数，使得聚乙烯组合物具有较好的抗静电效果，同时兼具了低摩擦效果。
Claims (10)
1.一种低摩擦抗静电聚乙烯组合物，其特征在于，所述组合物组分按照重量份数包括：
所述尼龙基弹性体包括尼龙6基弹性体和/或尼龙12基弹性体。
2.根据权利要求1所述的聚乙烯组合物，其特征在于，所述组合物组分按照重量份数包括：
3.根据权利要求1所述的聚乙烯组合物，其特征在于，所述聚乙烯为：质量比(1:2-3:2)的高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯。
4.根据权利要求3所述的聚乙烯组合物，其特征在于，所述高密度聚乙烯在2.16kg、190℃条件下的熔融指数为0.2-0.4g/10min。
5.根据权利要求3所述的聚乙烯组合物，其特征在于，所述线性低密度聚乙烯在2.16kg、190℃条件下的熔融指数为1.5-2.1g/10min。
6.根据权利要求1所述的聚乙烯组合物，其特征在于，所述尼龙包括PA6、PA12、PA612中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的聚乙烯组合物，其特征在于，所述组合物还包括其他助剂0-9份；所述其他助剂包括抗氧剂、色粉、色母粒中的一种或几种。
8.一种如权利要求1-7任一所述聚乙烯组合物的制备方法，包括：
将各组分混合，将得到的混合料加入双螺杆挤出机中挤出，造粒，得到低摩擦抗静电聚乙烯组合物。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机挤出温度为200-230℃，螺杆转速为450-550HZ，喂料量为350-400kg/h。
10.一种如权利要求1-7任一所述述聚乙烯组合物在电线电缆护套材料或管材中的应用。
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