CN116041825A - 一种聚乙烯材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种聚乙烯材料及其制备方法和应用，组分包括：高密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、乙烯和辛烯共聚物POE、玻璃纤维、复配抗静电剂、乙氧基酰胺蜡、其他添加剂。本发明的聚乙烯材料具有较好的抗静电作用、性能保持率达到78％以上。
Description
技术领域
本发明属于改性塑料领域，特别涉及一种聚乙烯材料及其制备方法和应用。
背景技术
聚乙烯材料的特点是密度低，质量轻，拥有良好的耐溶剂性，具有良好的绝缘性，使表面聚集的静电荷不易泄露，从而引发以下问题，①、吸附尘埃，②、粘附于加工机器，③、损坏精密电子器件。
现有技术中永久抗静电玻纤增强聚乙烯材料加入抗静电剂之后材料的性能的保持率，如拉伸强度和悬臂梁缺口冲击强度的保持率较低。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种具有较好力学性能保持率的聚乙烯材料及其制备方法和应用。
本发明的一种聚乙烯材料，按重量份数，组分包括：
其中复配抗静电剂为聚氧化乙烯-聚氧丙烯基和聚酰胺-聚醚受阻胺按质量比为4:1～7:1复配。
优选地，所述聚氧化乙烯-聚氧丙烯基和聚酰胺-聚醚受阻胺按质量比为5:1～6:1复配。优选地，所述聚氧化乙烯-聚氧丙烯基中氧化乙烯和氧丙烯基的摩尔比为(1:1)～(3:1)；聚酰胺-聚醚受阻胺中酰胺和醚受阻胺的摩尔比为(5:4)～(5:7)。
所述聚氧化乙烯-聚氧丙烯基为由亲水和疏水段组成的嵌段型聚合物。
所述聚酰胺-聚醚受阻胺为一种以聚酰胺和聚醚受阻胺为基础来合成的可熔性聚合物。优选地，所述其他添加剂为抗氧化剂、润滑剂中的一种或几种。
优选地，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂(如季戊四醇酯，β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯等)、亚磷酸酯类抗氧剂(如三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯，(2,4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯等)、硫醚类抗氧剂(硫代二丙酸二硬脂醇酯，季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)中的一种或几种；所述润滑剂为酰胺类润滑剂(如乙撑双硬脂酰胺，十八烷基芥酸酰胺等)。
优选地，所述受阻酚类抗氧剂为具有空间受阻结构的酚类化合物；所述亚磷酸酯类抗氧剂为无酚型亚磷酸酯抗氧剂；硫醚类抗氧剂是硫代二丙酸双十八醇酯类的抗氧剂。
优选地，按重量份数，组分包括：
本发明的一种所述聚乙烯材料的制备方法，包括：
按配比称取各组分，将高密度聚乙烯，马来酸酐接枝聚乙烯，乙烯和辛烯共聚物POE，抗静电剂、乙氧基酰胺蜡、其它添加剂混合2-3min，得到混合物，从主喂口加入到双螺杆挤出机中，玻璃纤维从侧喂加入，挤出并造粒，得到聚乙烯材料。
本发明的一种所述聚乙烯材料在吸尘器或电动工具领域中的应用。
聚氧化乙烯-聚氧丙烯基和聚酰胺-聚醚受阻胺复配抗静电剂复配，两者的功能键进一步加强网络的形成，有助于加快静电荷的迁移，达到引流静电荷的作用，发挥两种抗静电剂的协同作用，同时，在加工过程中充当了润滑剂的作用，加强了玻纤，抗静电剂和聚乙烯之间的相容性，从而使得材料的拉伸性能保持率和悬臂梁缺口冲击强度的保持率都得到提高。
通过添加少量的乙氧基酰胺蜡，它具有亲油和亲水两亲基团，亲油基团与塑料有较好的相容性，特别是亲油基团提高了材料内部各组分的分散，使得材料的拉伸强度保持率和悬臂梁缺口冲击强度保持率都较高，同时，乙氧基酰胺蜡和复配静电剂使用，不仅能进一步释放物体表面的电荷，还能快速捕捉和释放物体内部的电荷，因此能降低物体的表面电阻。
通过添加马来酸酐接枝聚乙烯、乙烯和辛烯共聚物POE和玻璃纤维的组合，玻璃纤维在马来酸酐接枝聚乙烯的作用下和HDPE有更好的结合，同时在加入POE的情况下体系结合的更紧密，材料的力学性能保持率会更高。
有益效果
本发明的聚乙烯材料具有较好的抗静电作用，表面电阻低于10^9Ω，较好的力学性能，性能保持率达到78％以上。
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。
一、原料来源
高密度聚乙烯：福建炼化，HDPE FL8008(FUJIAN)；
马来酸酐接枝聚乙烯：能之光科技有限公司，MC218，接枝率0.6％；
乙烯和辛烯共聚物POE：TOYOTA TSUSHO ASIA PACIFIC PTE.LTD，POE DF610；
玻璃纤维：中国巨石股份有限公司，玻纤ECS13-04-508A，纤维直径13μm；
聚氧化乙烯-聚氧丙烯基：艾迪科中国有限公司，AS-301E；其中氧化乙烯和氧丙烯基的摩尔比为2:1；
聚醚-烯烃：三洋化成，PELESTAT NC6321；
聚酰胺-聚醚受阻胺：巴斯夫，Irgastat P 18FCA；其中酰胺和醚受阻胺的摩尔比为1:1；
乙氧基酰胺蜡：浙江佳华精化股份有限公司，KF-027；
加工助剂：β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、(2,4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯、硫代二丙酸二硬脂醇酯、乙撑双硬脂酰胺，其质量比为1:2:1:2；
复配抗静电剂-1：聚氧化乙烯-聚氧丙烯基和聚酰胺-聚醚受阻胺质量比为5:1；
复配抗静电剂-2：聚氧化乙烯-聚氧丙烯基和聚酰胺-聚醚受阻胺质量比为6:1；
复配抗静电剂-3：聚氧化乙烯-聚氧丙烯基和聚酰胺-聚醚受阻胺质量比为4:1；
复配抗静电剂-4：聚氧化乙烯-聚氧丙烯基和聚酰胺-聚醚受阻胺质量比为7:1；
复配抗静电剂-5：聚氧化乙烯-聚氧丙烯基和聚酰胺-聚醚受阻胺质量比为3:1；
复配抗静电剂-6：聚氧化乙烯-聚氧丙烯基和聚酰胺-聚醚受阻胺质量比为8:1；
复配抗静电剂-7：聚醚-烯烃和聚酰胺-聚醚受阻胺质量比为5:1。
平行实施例和对比例中采用的抗氧剂和润滑剂为同一市售产品。
二、实施例和对比例的制备方法：
按重量配比称取各组分，将高密度聚乙烯，马来酸酐接枝聚乙烯，乙烯和辛烯共聚物POE，抗静电剂、乙氧基酰胺蜡、其它添加剂混合2-3min，得到混合物，从主喂口加入到双螺杆挤出机中，玻璃纤维从侧喂加入，挤出并造粒，得到聚乙烯材料。
三、测试标准和方法
表面电阻:按照IEC 60093-1980标准，默认100*100*2.0mm方板使用100V电压测试；
拉伸强度：按照ISO 527-2-2012标准测试，测试速度为10mm/min，测试温度为25℃；
悬臂梁缺口冲击强度：按照ISO 180-2019标准测试，测试条件为4mm注塑缺口，测试温度为25℃；
拉伸强度保持率：加入抗静电剂和不加抗静电剂的聚乙烯材料的拉伸强度比值百分比；
悬臂梁缺口冲击强度保持率：加入抗静电剂和不加抗静电剂的聚乙烯材料的悬臂梁缺口冲击强度比值百分比。
表1实施例的配比(重量份)及性能效果
表2对比例的配比(重量份)及性能效果
从上述表1可以看出，实施例1对比实施例2-4，当聚氧化乙烯-聚氧丙烯基和聚酰胺-聚醚受阻胺质量比为5:1时，聚乙烯材料的表面电阻最低，数据为4.3*10^7Ω，同时聚乙烯材料的拉伸强度和悬臂梁缺口冲击强度的保持率相对最高，分别是92.3％和91.5％。表2可以看出，对比例1和2使用聚氧化乙烯-聚氧丙烯基和聚酰胺-聚醚受阻胺质量比为3:1和8:1，聚乙烯材料的表面电阻值较高，同时聚乙烯材料的拉伸强度和悬臂梁缺口冲击强度的保持率相对较低；对比例3使用聚醚-烯烃和聚酰胺-聚醚受阻胺质量比为5:1，也即使用另外一种抗静电剂和聚酰胺-聚醚受阻胺，其表面电阻值也较高，同时聚乙烯材料的拉伸强度和悬臂梁缺口冲击强度的保持率相对较低；对比例4是不加乙氧基酰胺蜡，和实施例1相比聚乙烯材料的表面电阻值较高，同时聚乙烯材料的拉伸强度和悬臂梁缺口冲击强度的保持率相对较低。
Claims (8)
1.一种聚乙烯材料，其特征在于，按重量份数，组分包括：
其中复配抗静电剂为聚氧化乙烯-聚氧丙烯基和聚酰胺-聚醚受阻胺按质量比为4:1～7:1复配。
2.根据权利要求1所述聚乙烯材料，其特征在于，所述聚氧化乙烯-聚氧丙烯基和聚酰胺-聚醚受阻胺按质量比为5:1～6:1复配。
3.根据权利要求1所述聚乙烯材料，其特征在于，所述聚氧化乙烯-聚氧丙烯基中氧化乙烯和氧丙烯基的摩尔比为(1:1)～(3:1)；聚酰胺-聚醚受阻胺中酰胺和醚受阻胺的摩尔比为(5:4)～(5:7)。
4.根据权利要求1所述聚乙烯材料，其特征在于，所述其他添加剂为抗氧化剂、润滑剂中的一种或几种。
5.根据权利要求4所述聚乙烯材料，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫醚类抗氧剂中的一种或几种；所述润滑剂为酰胺类润滑剂。
6.根据权利要求1所述聚乙烯材料，其特征在于，按重量份数，组分包括：
7.一种权利要求1所述聚乙烯材料的制备方法，包括：
按配比称取各组分，将高密度聚乙烯，马来酸酐接枝聚乙烯，乙烯和辛烯共聚物POE，抗静电剂、乙氧基酰胺蜡、其它添加剂混合2-3min，得到混合物，从主喂口加入到双螺杆挤出机中，玻璃纤维从侧喂加入，挤出并造粒，得到聚乙烯材料。
8.一种权利要求1所述聚乙烯材料在吸尘器或电动工具领域中的应用。
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