CN118006024A - 一种ldpe/ps导电母料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高分子复合材料技术领域，具体涉及一种LDPE/PS导电母料及其制备方法。导电母料包括如下重量份数的原料：超导电炭黑5～15份、LDPE 70～90份、PS 10～30份、增韧剂5～20份、增容剂1～5份、补强剂10～25份、润滑剂2～4份、催化剂0.2～1.5份。本发明以LDPE为主基体树脂制备导电母料，与PS树脂共混时，超导电炭黑选择性分散在LDPE中，同时利用LDPE与PS的Friedel‑Crafts烷基化反应，在制备过程中形成接枝物LDPE‑g‑PS，可以改善导电母料与PS的相容性，同时低浓度超导电炭黑可形成导电网络，降低逾渗阈值，实现降本增效，资源节约。

Description

一种LDPE/PS导电母料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子复合材料技术领域，具体涉及一种LDPE/PS导电母料及其制备方法。
背景技术
在电子加工领域中，需要高分子材料作为托盘和包装。普通高分子材料为绝缘材料，无法将自身因摩擦产生的静电荷泄露，极易吸附空气中的灰尘，对电子元件造成污染，影响产品质量。如果托盘和包装材料不具备防静电性，静电荷积累到一定程度会产生静电击穿，造成电子元件的损害，危害电子产品质量，产生安全事故。因此，防静电高分子材料得到广泛应用。
目前，本身具有导电能力的高分子材料存在价格高、加工难等缺点，难以大规模应用。与之相比，高分子与导电炭黑共混制备的导电复合材料具有低成本、易加工、导电性永久等优点，受到市场青睐。然而现有的导电复合材料多为单一聚合物，为了保证一定导电性能，大量添加炭黑导致成本高、材料机械性能下降、加工条件要求高。而选择两种基体树脂与炭黑共混，可使炭黑选择性分散于某一相或相界面，有助于炭黑聚集，形成导电网络，从而降低炭黑用量，减少炭黑对材料机械性能的负面影响，节约成本，节能减排。不同高分子结构不同，存在相容性问题，如果不解决这个问题，也将极大影响材料物理机械性能。为此需要在两个高分子材料之间添加增容剂，提高不同聚合物之间的相容性。
发明内容
针对现有技术的复合高分子材料相容性低等问题，本发明提供一种LDPE/PS导电母料及其制备方法，在降低导电改善导电母料LDPE与PS相容性的同时，还可提升导电复合材料的物理机械性能。
第一方面，本发明提供一种LDPE/PS导电母料，包括如下重量份数的原料：超导电炭黑5～15份、LDPE 70～90份、PS10～30份、增韧剂5～20份、增容剂1～5份、补强剂10～25份、润滑剂2～4份、催化剂0.2～1.5份。
进一步的，LDPE为高压聚乙烯，熔体指数为3～8g/10min。更进一步，LDPE选自高压聚乙烯牌号LD605、950、LD160AS中的一种。
进一步的，PS(聚苯乙烯)为抗冲击级聚苯乙烯(HIPS)，熔体指数为2～9g/10min。
进一步的，增韧剂由重量比为5～15:5～15的SBS(聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯三嵌段共聚物)、SEBS(聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯嵌段共聚物)复配而成。
进一步的，增容剂为聚乙烯接枝马来酸酐。
进一步的，补强剂种类为碳酸钙。
进一步的，润滑剂由重量比为0.2～1：0.2～1：0.2～1：0.1～0.5的PE蜡、OPE蜡、硅酮、EBS(乙撑双硬脂酸酰胺)复配而成。
进一步的，催化剂为无水氯化铝。催化剂无水氯化铝的作用是促进LDPE与PS发生接枝反应。
第二方面，本发明提供一种LDPE/PS导电母料的制备方法，包括如下步骤：
S1、按照比例称取各种原料，将LDPE与PS的粒料磨成粉；
S2、将LDPE粉料、超导电炭黑、润滑剂投入高速混料锅进行混合，物料升温至第一温度，得到混合料A；
S3、向混合料A中加入剩余原料，在高速混料锅中混合后出料得到混合料B
S4、将混合料B加入双螺杆挤出机挤出造粒，得到LDPE/PS导电母料。
进一步的，步骤S2中，第一温度为60～90℃；步骤S4中，双螺杆挤出机料筒各区温度为160～180℃。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明在制备方法中，将LDPE与PS首先磨成粉料，使得树脂与超导电炭黑、各种树脂之间混合均匀，在挤出过程中更顺畅，所需加工温度更低，生产能耗大幅下降，可以高效快速进行LDPE/PS导电母料的生产制备。
(2)本发明原料组分中，通过选用以超导电炭黑为导电填料，LDPE与PS为基材，SBS与SEBS为复合增韧剂，CaCO3为补强剂，PE蜡、OPE蜡、硅酮、EBS作为润滑剂，聚乙烯接枝马来酸酐作为增容剂，按照合适的比例进行复合，得到LDPE/PS导电母料具有优异的物理机械性能。
(3)本发明以LDPE为主基体树脂制备导电母料，与PS树脂共混时，超导电炭黑选择性分散在LDPE中，同时利用LDPE与PS的Friedel-Crafts烷基化反应，在制备过程中形成接枝物LDPE-g-PS，可以改善导电母料与PS的相容性，LDPE-g-PS会使分散相的尺寸变小，对LDPE产生异相成核作用，使LDPE结晶度上升，使得超导电炭黑聚集于非结晶区，低浓度的超导电炭黑即可形成导电网络，降低逾渗阈值，从而降低超导电炭黑用量，实现降本增效，资源节约。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
一种LDPE/PS导电母料，包括以下重量份的原料：超导电炭黑15份、LDPE(牌号为LD605高压聚乙烯，熔体指数为6g/10min)70份、抗冲击级聚苯乙烯(HIPS，熔融指数为5g/10min)30份、增韧剂(SBS与SEBS比例为5：15)20份、增容剂聚乙烯接枝马来酸酐5份、补强剂碳酸钙25份、润滑剂(PE蜡、OPE蜡、硅酮、EBS比例为1：1：1：0.5)3.5份、催化剂无水氯化铝0.5份。
该LDPE/PS导电母料制备方法，包括以下步骤：
步骤一、按照比例称取各种原料，将LDPE与PS的粒料磨成粉。
步骤二、将LDPE粉料、超导电炭黑、润滑剂投入高速混料锅进行混合，料温升到60～90℃，得到混合料A。
步骤三、向混合料A中加入剩余称好的组分，在高速混料锅中混合5min后出料得到混合料B。
步骤四、待双螺杆挤出机料筒各区温度达到160～180℃以后，将步骤二中的混合料B加入双螺杆挤出机进行挤出造粒，得到LDPE/PS导电母料A。
实施例2
一种LDPE/PS导电母料，包括以下重量份的原料：超导电炭黑15份、LDPE(牌号为LD160AS高压聚乙烯，熔体指数为3g/10min)70份、抗冲击级聚苯乙烯(HIPS，熔融指数为2g/10min)30份、增韧剂(SBS与SEBS比例为5：15)20份、增容剂聚乙烯接枝马来酸酐5份、补强剂碳酸钙25份、润滑剂(PE蜡、OPE蜡、硅酮、EBS比例为1：1：1：0.5)3.5份、无水氯化铝催化剂1.5份。制备方法同实施例1，得到导电母料B。
实施例3
一种LDPE/PS导电母料，包括以下重量份的原料：超导电炭黑10份、LDPE(牌号为LD605高压聚乙烯，熔体指数为7g/10min)70份、抗冲击级聚苯乙烯(HIPS，熔融指数为9g/10min)30份、增韧剂(SBS与SEBS比例为5：15)20份、增容剂5份、补强剂碳酸钙25份、润滑剂(PE蜡、OPE蜡、硅酮、EBS比例为1：1：1：0.5)3.5份、催化剂无水氯化铝0.5份。制备方法同实施例1，得到导电母料C。
实施例4
一种LDPE/PS导电母料，包括以下重量份的原料：超导电炭黑10份、(牌号为950高压聚乙烯LDPE，熔体指数为7.5g/10min)70份、抗冲击级聚苯乙烯(HIPS，熔融指数为5g/10min)30份、增韧剂(SBS与SEBS比例为5：15)20份、增容剂聚乙烯接枝马来酸酐5份、补强剂碳酸钙25份、润滑剂(PE蜡、OPE蜡、硅酮、EBS比例为1：1：1：0.5)3.5份、催化剂无水氯化铝1.5份。制备方法同实施例1，得到导电母料D。
实施例5
一种LDPE/PS导电母料，包括以下重量份的原料：超导电炭黑15份、LDPE(牌号为LD605高压聚乙烯，熔体指数为6g/10min)、抗冲击级聚苯乙烯(HIPS，熔融指数为5g/10min)20份、增韧剂(SBS与SEBS比例为5：15)20份、增容剂聚乙烯接枝马来酸酐5份、补强剂碳酸钙25份、润滑剂(PE蜡、OPE蜡、硅酮、EBS比例为1：1：1：0.5)3.5份、催化剂无水氯化铝0.5份。制备方法同实施例1，得到导电母料E。
实施例6
一种LDPE/PS导电母料，包括以下重量份的原料：超导电炭黑5份、LDPE(牌号为950高压聚乙烯，熔体指数为7.5g/10min)90份、抗冲击级聚苯乙烯(HIPS，熔融指数为5g/10min)10份、增韧剂(SBS与SEBS比例为15：5)5份、增容剂聚乙烯接枝马来酸酐1份、补强剂碳酸钙10份、润滑剂(PE蜡、OPE蜡、硅酮、EBS比例为0.2：0.2：0.1：0.5)2份、催化剂无水氯化铝0.2份。制备方法同实施例1，得到导电母料F。
对实施例1～实施例6制得的LDPE/PS导电母料进行性能测试，性能测试标准如下：
表面电阻：采用QUICK/499D表面电阻仪，依据GB/T1410-2006测试；
拉伸性能：采用万能拉力试验机，依据GB/T1040测试；
冲击强度：采用冲击试验机，采用GB/T1043测试。
将实施例1～实施例6制得的导电母料成品分别与GPPS以20/80的比例混合密炼压片得到试样并测定表面电阻。
测试数据结果如下表1所示。
表1实施例制得各导电母料成品的性能测试数据
由表1可以看出，本发明制备得到的LDPE/PS导电母料具有优异的物理机械性能及导电性能。
尽管通过优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种LDPE/PS导电母料，其特征在于，包括如下重量份数的原料：超导电炭黑5～15份、LDPE 70～90份、PS10～30份、增韧剂5～20份、增容剂1～5份、补强剂10～25份、润滑剂2～4份、催化剂0.2～1.5份。
2.如权利要求1所述的LDPE/PS导电母料，其特征在于，LDPE为高压聚乙烯，熔体指数为3～10g/10min。
3.如权利要求1所述的LDPE/PS导电母料，其特征在于，PS为抗冲击级聚苯乙烯，熔体指数为2～9g/10min。
4.如权利要求1所述的LDPE/PS导电母料，其特征在于，增韧剂由重量比为5～15:5～15的SBS、SEBS复配而成。
5.如权利要求1所述的LDPE/PS导电母料，其特征在于，增容剂为聚乙烯接枝马来酸酐。
6.如权利要求1所述的LDPE/PS导电母料，其特征在于，补强剂种类为碳酸钙。
7.如权利要求1所述的LDPE/PS导电母料，其特征在于，润滑剂由重量比为0.2～1：0.2～1：0.2～1：0.1～0.5的PE蜡、OPE蜡、硅酮、EBS复配而成。
8.如权利要求1所述的LDPE/PS导电母料，其特征在于，催化剂为无水氯化铝。
9.一种权利要求1所述LDPE/PS导电母料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、按照比例称取各种原料，将LDPE与PS的粒料磨成粉；
S2、将LDPE粉料、超导电炭黑、润滑剂投入高速混料锅进行混合，物料升温至第一温度，得到混合料A；
S3、向混合料A中加入剩余原料，在高速混料锅中混合后出料得到混合料B
S4、将混合料B加入双螺杆挤出机挤出造粒，得到LDPE/PS导电母料。
10.如权利要求9所述的LDPE/PS导电母料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，第一温度为60～90℃；步骤S4中，双螺杆挤出机料筒各区温度为160～180℃。
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