本發(fā)明涉及一種易加工高效抗靜電聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法，更具體的是通過添加抗靜電母粒提高聚丙烯材料的抗靜電性能，屬于高分子材料改性和加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
聚丙烯是五大類通用塑料之一，由于其質(zhì)輕價(jià)廉，具有良好的物理化學(xué)性能和加工性能，已成為通用樹脂中發(fā)展最快的品種，廣泛應(yīng)用于汽車內(nèi)外飾件、電子電器及其它生活用品中。然而聚丙烯材料屬于電絕緣材料，材料的表面電阻率在1015～1018Ω之間，在工業(yè)生產(chǎn)和產(chǎn)品應(yīng)用中，摩擦、剝離或感應(yīng)過程等會(huì)使材料表面產(chǎn)生及積累靜電荷，容易產(chǎn)生靜電危害，如吸塵、電擊甚至引發(fā)火災(zāi)、爆炸等，給人身安全、工業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)帶來巨大的危害和經(jīng)濟(jì)損失。
為了降低聚丙烯材料的表面電阻率，消除靜電危害，通常采用的方法是在聚丙烯材料中直接添加抗靜電劑，如專利CN 102719020 A通過復(fù)配使用硬脂酰胺丙基二甲基-β-羥乙基季銨硝酸鹽、聚氧乙烯硬脂酸酯、N,N-雙(2-羥基乙基)-N-(3’-十二烷氧基-2’-羥基丙基)甲基硫酸甲酯銨、(3-月桂酰胺丙基)三甲基硫酸甲酯銨來制備抗靜電聚丙烯材料。然而純抗靜電劑都有一定的潤滑作用，易造成螺桿打滑，還有可能造成局部抗靜電劑累積，造成抗靜電劑分布不均以及局部過熱冒煙等問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種易加工高效抗靜電聚丙烯復(fù)合材料，本發(fā)明的另一目的是為了提供這種抗靜電聚丙烯復(fù)合材料的制備方法。
為了提高聚丙烯材料的抗靜電性能，本發(fā)明的技術(shù)方案是先將抗靜電劑制成抗靜電母粒，然后將抗靜電母粒添加到復(fù)合材料中，避免了直接添加抗靜電劑易出現(xiàn)的螺桿打滑、冒煙等問題。
本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
一種易加工高效抗靜電聚丙烯復(fù)合材料，由以下重量百分比計(jì)的原料制成：
所述抗靜電母粒按重量百分比計(jì)，包括以下組分：
載體樹脂 77～89％，
抗靜電劑 10～20％，
潤滑劑 1～3％。
本發(fā)明的一種易加工高效抗靜電聚丙烯復(fù)合材料中，
所述的聚丙烯為均聚聚丙烯或共聚聚丙烯，或是它們的組合物，其熔體流動(dòng)速率為5～70g/10min，測(cè)試條件為230℃×2.16kg。
所述的無機(jī)填料為滑石粉、硫酸鋇和碳酸鈣中的一種或幾種組合，其粒徑范圍為1～10μm。
所述的增韌劑選自聚丁二烯、乙烯-辛烯共聚物和乙烯-丁烯共聚物中的一種或其組合物。
所述的載體樹脂為高密度聚乙烯、低密度聚乙烯或線性低密度聚乙烯中的一種或幾種。
所述的抗靜電劑為丙三醇單硬脂酸酯、脂肪酸聚乙二醇酯、聚環(huán)氧乙烷、聚醚酯酰胺中的至少一種。
所述的潤滑劑為硬脂酸、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅中的一種或幾種的混合物。
所述的抗氧劑包括主抗氧劑和輔抗氧劑，其中主抗氧劑選自受阻酚或硫酯類抗氧劑；輔抗氧劑選用亞磷酸鹽或酯類抗氧劑。
所述的其它添加劑為各種顏色添加劑、光穩(wěn)定劑和各種酯類或脂肪酸類潤滑劑中的一種或幾種的混合物。
上述易加工高效抗靜電聚丙烯復(fù)合材料的制備方法如下：
(1)制備抗靜電母粒：
按重量配比稱取載體樹脂、抗靜電劑和潤滑劑，將上述組分加入高速混合機(jī)中混合均勻，然后將混合物加入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒得到。其中擠出機(jī)各段溫度為180～220℃。
(2)制備抗靜電聚丙烯材料：
按重量配比稱取聚丙烯、無機(jī)填料、增韌劑、抗靜電母粒、抗氧劑和其它添加劑，在高速混合機(jī)混勻后，加入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融擠出后冷卻造粒得到。其中雙螺桿擠出機(jī)料筒溫度為190～230℃，主機(jī)轉(zhuǎn)速為180～600r/min。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：
1、本發(fā)明通過添加抗靜電母粒，使聚丙烯材料具有高效抗靜電特性。
2、本發(fā)明提供的抗靜電聚丙烯材料在改善抗靜電性能的同時(shí)，材料的力學(xué)性能基本不受影響。
3、本發(fā)明提出的制備抗靜電聚丙烯復(fù)合材料的方法簡(jiǎn)單可行、易于生產(chǎn)，避免了螺桿打滑、冒煙等問題。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明：
在實(shí)施例及對(duì)比例復(fù)合材料配方中，聚丙烯為上海石油化工股份有限公司生產(chǎn)的共聚聚丙烯，商品名為M2600R，其熔體流動(dòng)速率為26g/10min(測(cè)試條件：230℃×2.16kg)。無機(jī)填料選用IMIFABI公司生產(chǎn)的滑石粉HTP2。增韌劑為DOW公司生產(chǎn)的乙烯-丁烯共聚物7487。載體樹脂選用茂名石化公司生產(chǎn)的LLDPE7042?？轨o電劑選用英國禾大的Amter 129。潤滑劑選用硬脂酸鈣，市售。主抗氧劑為BASF公司的1010，化學(xué)名為四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，以及英國ICE公司的DSTP，化學(xué)名為硫代二丙酸硬脂醇酯。輔抗氧劑為Ciba公司的168，化學(xué)名為三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯。此外還包括各種顏色添加劑、各種酯類或脂肪酸類潤滑劑等。
對(duì)比例一
按重量配比分別稱取98份M2600R、0.1份1010、0.2份DSTP、0.2份168和1.5份黑色母，在高速混合機(jī)混勻后，加入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融擠出后冷卻造粒得到。其中擠出機(jī)的溫度從喂料口到機(jī)頭依次為190℃、200℃、210℃、210℃、220℃、220℃、215℃。
對(duì)比例二
按重量配比分別稱取82份M2600R、10份HTP2、5份7487、1份Amter 129、0.1份1010、0.2份DSTP、0.2份168和1.5份黑色母，在高速混合機(jī)混勻后，加入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融擠出后冷卻造粒得到。其中擠出機(jī)的溫度從喂料口到機(jī)頭依次為190℃、200℃、210℃、210℃、220℃、220℃、215℃。
對(duì)比例三
按重量配比分別稱取66份M2600R、20份HTP2、10份7487、2份Amter 129、0.1份1010、0.2份DSTP、0.2份168和1.5份黑色母，在高速混合機(jī)混勻后，加入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融擠出后冷卻造粒得到。其中擠出機(jī)的溫度從喂料口到機(jī)頭依次為190℃、200℃、210℃、210℃、220℃、220℃、215℃。
實(shí)施例一
(1)制備抗靜電母粒；
按重量配比分別稱取89份7042、10份Amter 129、1份聚乙烯蠟，將上述組分加入高速混合機(jī)中混合均勻，然后將混合物加入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒得到。其中擠出機(jī)各段溫度為180～220℃。
(2)制備易加工高效抗靜電聚丙烯復(fù)合材料：
按重量配比分別稱取上述制備的5份抗靜電母粒，93份M2600R、0.1份1010、0.2份DSTP、0.2份168和1.5份黑色母，在高速混合機(jī)混勻后，加入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融擠出后冷卻造粒得到。其中擠出機(jī)的溫度從喂料口到機(jī)頭依次為190℃、200℃、210℃、210℃、220℃、220℃、215℃。
實(shí)施例二
(1)制備抗靜電母粒；
按重量配比分別稱取85.5份7042、12.5份Amter 129、2份聚乙烯蠟，將上述組分加入高速混合機(jī)中混合均勻，然后將混合物加入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒得到。其中擠出機(jī)各段溫度為180～220℃。
(2)制備易加工高效抗靜電聚丙烯復(fù)合材料
按重量配比分別稱取上述制備的8份抗靜電母粒、75份M2600R、10份HTP2、5份7487、0.1份1010、0.2份DSTP、0.2份168和1.5份黑色母，在高速混合機(jī)混勻后，加入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融擠出后冷卻造粒得到。其中擠出機(jī)的溫度從喂料口到機(jī)頭依次為190℃、200℃、210℃、210℃、220℃、220℃、215℃。
實(shí)施例三
(1)制備抗靜電母粒；
按重量配比分別稱取89份7042、10份Amter 129、1份聚乙烯蠟，將上述組分加入高速混合機(jī)中混合均勻，然后將混合物加入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒得到。其中擠出機(jī)各段溫度為180～220℃。
(2)制備易加工高效抗靜電聚丙烯復(fù)合材料
按重量配比分別稱取上述制備的10份抗靜電母粒、73份M2600R、10份HTP2、5份7487、0.1份1010、0.2份DSTP、0.2份168和1.5份黑色母，在高速混合機(jī)混勻后，加入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融擠出后冷卻造粒得到。其中擠出機(jī)的溫度從喂料口到機(jī)頭依次為190℃、200℃、210℃、210℃、220℃、220℃、215℃。
實(shí)施例四
(1)制備抗靜電母粒；
按重量配比分別稱取77份7042、20份Amter 129、3份聚乙烯蠟，將上述組分加入高速混合機(jī)中混合均勻，然后將混合物加入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒得到。其中擠出機(jī)各段溫度為180～220℃。
(2)制備易加工高效抗靜電聚丙烯復(fù)合材料
按重量配比分別稱取上述制備的10份抗靜電母粒、58份M2600R、20份HTP2、10份7487、0.1份1010、0.2份DSTP、0.2份168和1.5份黑色母，在高速混合機(jī)混勻后，加入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融擠出后冷卻造粒得到。其中擠出機(jī)的溫度從喂料口到機(jī)頭依次為190℃、200℃、210℃、210℃、220℃、220℃、215℃。
性能評(píng)價(jià)方式及實(shí)行標(biāo)準(zhǔn):
將上述對(duì)比例1～3及實(shí)施例1～4所制備的粒子材料，在90～100℃的鼓風(fēng)烘箱中干燥2～3小時(shí)，然后將干燥好的粒子在注射成型機(jī)上制成標(biāo)準(zhǔn)樣條用于測(cè)試。
密度測(cè)試：按照ISO 1183-1進(jìn)行；拉伸性能測(cè)試：按ISO 527-2標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，拉伸速度為50mm/min；彎曲性能測(cè)試：按ISO 178標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，彎曲速度為2mm/min；缺口沖擊強(qiáng)度測(cè)試：按ISO 180標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行；材料的表面電阻率測(cè)試：將材料制成150mm×100mm的塑料板，采用表面電阻儀進(jìn)行測(cè)量，測(cè)試溫度(23±2)℃，相對(duì)濕度(50±5)％。
實(shí)施例及對(duì)比例的各項(xiàng)性能測(cè)試結(jié)果見下表：
表1實(shí)施例1～4及對(duì)比例1～3性能測(cè)試結(jié)果
從實(shí)施例和對(duì)比例的對(duì)比中可以看出，隨著抗靜電劑用量的增加，材料的表面電阻率逐漸降低，添加抗靜電母粒時(shí)尤為明顯，添加10份抗靜電母粒的材料表面電阻率可降低至8.3×109Ω。而直接添加抗靜電劑的對(duì)比例2和對(duì)比例3，螺桿打滑明顯，還伴有冒煙現(xiàn)象。本發(fā)明制備得到的聚丙烯復(fù)合材料具有高效抗靜電特性，同時(shí)材料的力學(xué)性能基本不受影響。
以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。