一種抗靜電pp改性材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及PP材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種抗靜電PP改性材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] PP樹(shù)脂是一種綜合性能較好的工程塑料，具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性能、耐寒性能、流動(dòng) 性好及化學(xué)介質(zhì)穩(wěn)定性能，有良好的加工性能和尺寸穩(wěn)定性能。
[0003] PP樹(shù)脂已被廣泛應(yīng)用于家電、建筑、汽車、辦公用品等行業(yè)。但PP的抗靜電性較 差，如果可以提高PP的抗靜電性，將會(huì)進(jìn)一步開(kāi)拓PP樹(shù)脂在汽車、辦公機(jī)器、電子等領(lǐng)域的 應(yīng)用。雖然市場(chǎng)上的一些PP抗靜電產(chǎn)品，但抗靜電限只有0次方。也有廠家通過(guò)在產(chǎn)品表 面噴上一層抗靜電油PP產(chǎn)品表面層的達(dá)到抗靜電性，但抗靜電效果上限只有在10的9-10 次方，另外時(shí)間越長(zhǎng)抗靜電效果越差，樹(shù)脂的加工性能變差。另外市場(chǎng)上的抗靜電PP的沖 擊強(qiáng)度一般在2KJ/m2左右，也在很大程度上限制了 PP樹(shù)脂的應(yīng)用范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明的目的在于提供一種抗靜電PP 改性材料，該抗靜電PP改性材料在保持材料抗沖擊性能的基礎(chǔ)上，能顯著提高材料的抗靜 電性能，且加工性能較好，綜合性能優(yōu)異。
[0005] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種抗靜電PP改性材料的制備方法，該制備方法工 藝簡(jiǎn)單，操作控制方便，質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低，可大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
[0006] 本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種抗靜電PP改性材料，所述抗靜電PP改 性材料包括如下重量份的原料： PP樹(shù)脂 60-95份 抗靜電劑 5-15份 Ρ0Ε樹(shù)脂 5-15份 PETS 0·05-0. 15 份 擴(kuò)散油 0. 1-0. 3份 硬脂酸鋅 1-1. 5份 抗氧劑 0. 2-1. 5份； 其中，所述抗靜電劑是由粒徑在l〇-50nm的炭黑和單絲直徑在50-100nm的碳纖維以重 量比1. 4-2. 2 :1組成的混合物。
[0007] 本發(fā)明通過(guò)采用粒徑在10_50nm的炭黑和單絲直徑在50-100nm的碳纖維作為抗 靜電劑復(fù)配使用，并控制其重量比為1. 4-2. 2 :1，使得改性材料的表面電阻率達(dá)到5-8個(gè)數(shù) 量級(jí)，在保持材料抗沖擊性能的基礎(chǔ)上，能顯著提高材料的抗靜電性能。
[0008] 本發(fā)明的抗靜電PP改性材料通過(guò)添加抗靜電劑、Ρ0Ε樹(shù)脂和PETS進(jìn)行共混改性 來(lái)提高改性材料的抗靜電、加工性能以及抗沖擊性能，使得抗靜電PP改性材料的表面電阻 率達(dá)到5-8個(gè)數(shù)量級(jí)，與現(xiàn)有抗靜電PP材料相比顯著提高。
[0009] 本發(fā)明的抗靜電PP改性材料在保持材料抗沖擊性能的基礎(chǔ)上，能顯著提高材料 的抗靜電性能，且加工性能較好，綜合性能優(yōu)異。
[0010] 優(yōu)選的，所述PP樹(shù)脂為密度在〇· 90-0. 94g/cm3、熔點(diǎn)在164-170°c的共聚聚丙烯。
[0011] 本發(fā)明通過(guò)采用密度在〇· 90-0. 94g/cm3、熔點(diǎn)在164-170°C的共聚聚丙烯作為PP 樹(shù)脂，使得改性材料具有優(yōu)良的耐沖擊性、耐熱性、介電性和耐磨性，以及良好的尺寸穩(wěn)定 性。
[0012] 優(yōu)選的，所述Ρ0Ε樹(shù)脂為辛烯單體含量在20%-30%的乙烯-辛烯共聚物。
[0013] 本發(fā)明通過(guò)采用辛烯單體含量在20%-30%的乙烯-辛烯共聚物作為增韌劑，能提 高材料的韌性和抗沖擊性能，還能提高材料的熱變形溫度。
[0014] 優(yōu)選的，所述PETS是由羥值在55-65mgK0H/g、熔點(diǎn)在50-60°C的PETS-3和羥值在 25-35mgK0H/g、熔點(diǎn)在55-65°C的PETS-4以重量比1 :1-2組成的混合物。
[0015] PETS為季戊四醇硬脂酸酯，本發(fā)明通過(guò)采用羥值在55-65mgK0H/g、熔點(diǎn)在 50-60°C的PETS-3和羥值在25-35mgK0H/g、熔點(diǎn)在55-65°C的PETS-4作為PETS復(fù)配使用， 并控制其重量比為1 :1_2,具有良好的熱穩(wěn)定性和低揮發(fā)性，良好的脫模和流動(dòng)性能，能顯 著改善材料在高溫時(shí)的加工性能，提高制品的透明度及表面光潔度。
[0016] 優(yōu)選的，所述擴(kuò)散油為密度在0. 83-0. 87g/cm3、粘度在500-1000mPa*s、酸值 彡4mgK0H/g、胺值彡2mgK0H/g的擴(kuò)散油。
[0017] 本發(fā)明通過(guò)采用密度在0· 83-0. 87g/cm3、粘度在500-1000mPa*s、酸值彡4mgK0H/ g、胺值< 2mgK0H/g的擴(kuò)散油，其具有外潤(rùn)滑作用和內(nèi)潤(rùn)滑作用，使材料在加工過(guò)程中改善 材料的流動(dòng)性和制品的脫模性。
[0018] 優(yōu)選的，所述抗氧劑是由抗氧劑1010和抗氧劑168以重量比1-2 :1組成的混合 物。
[0019] 本發(fā)明通過(guò)采用抗氧劑1010和抗氧劑168作為抗氧劑復(fù)配使用，并控制其重量比 為1 :1-2,兩種抗氧劑均為環(huán)?？寡鮿┣揖哂幸欢ǖ膮f(xié)同作用，可以延緩或抑制材料氧化 過(guò)程的進(jìn)行，從而阻止材料的老化并延長(zhǎng)其使用壽命。
[0020] 優(yōu)選的，所述抗靜電PP改性材料還包括填充劑10-20份和抗沖改性劑1-5份，所 述填充劑為粒徑在l-l〇nm、且經(jīng)硅烷類偶聯(lián)劑處理過(guò)的納米碳酸鈣。
[0021] 填充劑的粒徑越小，對(duì)填充材料的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度越有益，本發(fā)明通過(guò)采用 納米碳酸鈣作為填充劑并控制其粒徑在l-l〇nm，可以提高材料的強(qiáng)度；填充劑與樹(shù)脂良好 的相容性是發(fā)揮其作用和控制添加量的關(guān)鍵，本發(fā)明采用經(jīng)硅烷類偶聯(lián)劑處理過(guò)的納米碳 酸鈣，可以提尚納米碳酸鈣與pvc樹(shù)脂的相容性，從而提尚材料的強(qiáng)度。
[0022] 所述抗沖改性劑是由含氯量為25%_45%的氯化聚乙烯和醋酸乙烯單元含量 5%-25%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物以重量比1. 5-2. 5 :1組成的混合物。
[0023] 氯化聚乙烯（CPE)是一種熱塑性塑料的改性劑，具有良好的綜合性能。在聚氯乙烯 (PVC)樹(shù)脂中添加適量的CPE，可降低樹(shù)脂的熔融粘度、提高流動(dòng)性、改善塑料的加工性能； 還可以提高PVC的沖擊強(qiáng)度、耐低溫性能、耐侯性能、延長(zhǎng)制品的使用壽命。CPE添加在鈣塑 材料中，不僅可以代替增塑劑DBP，還有助于碳酸鈣與PVC樹(shù)脂的均勻分散；且當(dāng)氯化聚乙 烯的含氯量(重量含量）為25%-45%時(shí)，使材料的抗沖擊強(qiáng)度最好。
[0024] 乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA)可作為PVC的沖擊改性劑，具有良好的柔軟性、強(qiáng) 韌性、耐低溫性（-58 °C仍具有可撓性)、耐候性、耐應(yīng)力開(kāi)裂性、熱合性、黏結(jié)性、透明性和光 澤性；同時(shí)還具有橡膠般的彈性，優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性(熱分解溫度229~230°C)、 耐臭氧性、無(wú)毒性、良好的加工性和染色性；與填料的摻混性很好，即使填充較多的填料，也 不致嚴(yán)重影響其物理力學(xué)性能。
[0025] EVA作為PVC的沖擊改性劑，其效果隨共聚物中醋酸乙烯的含量而異，醋酸乙烯的 含量低時(shí)，與PVC的相容性差，增強(qiáng)效果較差，制品不透明，隨著醋酸乙烯單元含量的增加， 共聚物與PVC的相容性變好，增強(qiáng)效果提高，制品透明性也較好；但醋酸乙烯的含量也不可 過(guò)高，醋酸乙烯單元含量5%-25%時(shí)可明顯改善PVC的沖擊強(qiáng)度，與含有碳碳雙鍵的沖擊改 性劑相比，還具有抗老化性能較好的優(yōu)點(diǎn)。
[0026] 本發(fā)明通過(guò)采用氯化聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物作為抗沖改性劑復(fù)配使 用，并控制其重量比為1. 5-2. 5 :1，可以改善材料的耐高溫和耐低溫性能，還可以降低材料 的熔融粘度、提高流動(dòng)性、改善塑料的加工性能，提高材料的沖擊強(qiáng)度、耐侯性能、延長(zhǎng)制品 的使用壽命。
[0027] 優(yōu)選的，所述抗靜電PP改性材料還包括阻燃劑1-5份、爽滑劑0. 05-0. 15份和顏 料粉0. 01-0. 05份；所述阻燃劑是由三氧化二銻和硼酸鋅以重量比0. 5-1. 5 :1組成的混合 物。
[0028] 五氧化二銻和硼酸鈣均為無(wú)機(jī)環(huán)保阻燃劑，本發(fā)明通過(guò)采用三氧化二銻和硼酸鋅 作為阻燃劑復(fù)配使用，并控制其重量比為〇. 5-1. 5 :1，可以達(dá)到很好的阻燃效果，還能改善 材料的加工性能和機(jī)械性能。
[0029] 所述爽滑劑是由芥酸酰胺、油酸酰胺和Ν，Ν' -乙撐雙硬脂酰胺以重量比1. 5-2. 5 : 0.8-1. 2:1組成的混合物。
[0030] 本發(fā)明通過(guò)采用芥酸酰胺、油酸酰胺和Ν，Ν' -乙撐雙硬脂酰胺作為爽滑劑并控制 其重量比為1. 5-2. 5 :0. 8-1. 2 :1，能增強(qiáng)耐機(jī)械攪拌能力和耐剪切力，成品成型效果好，表 面光潔，還能增強(qiáng)成品的延伸性，易拉不易斷。
[0031] 所述顏料粉為粒徑在1-5 μπι的鈦白粉；所述鈦白粉是由金紅石型鈦白粉和銳鈦 型鈦白粉以重量比1 :1. 5-2. 5組成的混合物。
[0032] 本發(fā)明采用粒徑在1-5 μπι的鈦白粉作為顏料粉，進(jìn)一步采用金紅石型鈦白粉和 銳鈦型鈦白粉復(fù)配使用，并控制其重量比為1 :1. 5-2. 5,具有優(yōu)越的白度、著色力、遮蓋力、 耐候性、耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性，特別是沒(méi)有毒性。
[0033] -種抗靜電PP改性材料的制備方法，包括如下步驟： (1) 將PP樹(shù)脂于70-90°C溫度下烘烤2-4h，備用； (2) 按重量配比稱取烘烤后的PP樹(shù)脂和其余原料，放入高速混合機(jī)中共混5-10min，得 到混合物； (3) 將混合物投入雙螺桿擠出機(jī)經(jīng)熔融擠出、造粒； (4) 將生產(chǎn)出的粒子70-90°C溫度下烘烤2-3h，制得抗靜電PP改性材料。
[0034] 優(yōu)選的，所述步驟（3)中，雙螺桿擠出機(jī)的具體工藝參數(shù)為：一區(qū)溫度100-130°C， 二區(qū)溫度180-190°C，三區(qū)溫度180-190°C，四區(qū)溫度190-200°C，五區(qū)溫度190-200°C，六區(qū) 溫度190-200°C，七區(qū)溫度180-190°C，八區(qū)溫度180-190°C，九區(qū)溫度180-190°C，模頭溫度 190-2KTC，壓力 12-18MPa，螺桿轉(zhuǎn)速 280-350R/min，停留時(shí)間 2-3min。
[0035] 本發(fā)明的制備方法工藝簡(jiǎn)單，操作控制方便，質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低， 可大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
[0036] 本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明的抗靜電PP改性材料通過(guò)添加抗靜電劑、Ρ0Ε樹(shù) 脂和PETS進(jìn)