耐燃油抗静电高分子复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种耐燃油抗静电高分子复合材料及其制备方法。其成分包括耐燃油基体成分、导电成分、导电成分包裹材料；所述的耐燃油基体材料之间，以及耐燃油基体材料与导电成分包裹材料之间，均具备良好的相容性，并形成互穿聚合物网络结构。本发明专利技术的材料具有较好的耐燃油和抗静电性能、无机导电粉体与包裹材料可形成稳固的化学键连接、生产过程中导电粉体材料扬尘污染小、材料整体的相容性好。

Fuel oil resistant antistatic polymer composite material and preparation method thereof

The invention relates to a fuel oil resistant antistatic polymer composite material and a preparation method thereof. The composition includes fuel resistant matrix composition, conductive composition and conductive composition coating material; between the base material and fuel resistance, and oil resistance between base material and conductive component wrapping materials have good biocompatibility, and the formation of interpenetrating polymer network structure. The material of the invention has good oil resistance and antistatic properties, inorganic conductive powder and coating material can form a stable chemical bond connection, dust in the production process of conductive powder material pollution, the whole material has good compatibility.

【技术实现步骤摘要】
耐燃油抗静电高分子复合材料及其制备方法
本专利技术涉及一种耐燃油抗静电高分子复合材料及其制备方法。
技术介绍
传统加油站用金属管道易产生腐蚀破坏，造成汽油泄漏，污染环境及地下水。随着对环保要求的不断提高，金属输油管道被塑料输油管道所替代已是大势所趋。塑料管道系统具有更清洁、更安全、更坚固、更便捷的特点，已在加油站建设中所采用。现有塑料管材生产厂家大多集中在供水管材方面,针对性的油气管材市场尚不成熟，尤其是耐燃油抗静电输油管道技术研究相对较少。输油管道大多埋在加油站地下，一般使用寿命长达几十年，因此，对其耐油性的要求是其应用的首要前提。塑料材料耐油性测试，主要采用欧洲标准EN14125-2013标准中所列举的ASTM标准中的三种不同配比的燃油作为实验用燃油：ASTM1：41.5%甲苯、41.5%异辛烷、15%甲醇、2.0%异丁醇ASTM2：41.5%甲苯、41.5%异辛烷、17.0%甲基叔丁基醚ASTM3：7.5%甲苯、7.5%异辛烷、85%乙醇通过考察材料在不同燃油中浸泡前后的质量变化来评价材料的耐油性。按标准GB2941-2006规定，选取略高于输油管道工作温度的55℃作为试验温度，时间可为72h。本专利技术中有关材料耐油性评价主要采取以上方法。除此，燃油成分复杂，大多为易燃液体，电阻率都比较高，在塑料管道内流动时，液体与管壁摩擦，很容易产生和积聚静电。管壁越粗糙，燃油流速越快，产生的静电也越多，当液体离开管口时，就会放电产生电火花，引起易燃液体的蒸气着火燃烧。因此，输油管道具有抗静电功能是解决这一安全隐患的关键。因此，在塑料输油管道推广和使用的过程中，亟待解决的关键问题是开发同时兼具抗静电和耐燃油特性的塑料输油管道材料。同时也要求材料具有良好的力学性能和抗老化性能等工程应用中所需的基本性能。目前，针对性解决材料的耐燃油特性或者抗静电特性的技术报到较多，但同时兼具两种功能的材料技术报到相对较少。现有开发具有耐燃油特性的材料的技术主要聚焦在橡胶材料的耐油特性，其中报到较多的是氟橡胶和丁腈橡胶等，如中国专利文献201410480133.3、201610459660.5、201210219488.8和201310609231.8。但橡胶基体的输油管道存在强度低刚度差，不适合输油管道埋入地下且使用寿命要求长的工程环境。工业上消除和防止塑料材料带静电的方法，主要是引入永久性抗静电剂，如炭黑、碳纳米管等无机填料。由于现有技术大多采用物理混合，所以粉体可以很难在聚合物集体中分散、材料受磨擦后颗粒容易脱落而污染产品。无论是聚合物基体的共混，还是导电粉体和聚合物的共混，材料间的相容性和界面强度是根本，不相容的材料无论混合得多好，后续加工中也会有分层的隐患，所以解决相容性才是关键。而且当无机导电填料含量过低，抗静电性能较弱；但当无机导电填料含量过高时，材料的抗冲击性能和抗环境应力开裂性能提高。然而，在将无机导电粉体直接与聚合物复合制备高性能复合材料过程中，由于碳纳米管表面的活性基团非常少，它与聚合物基体的相互作用力很弱；此外，无机导电粉体之间极易发生团聚和相互缠结，导致其难于在聚合物中均匀分散；上述问题的存在使得无机导电粉体的优异性能无法在复合材料中体现出来。本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种具有较好的耐燃油和抗静电性能、无机导电粉体与包裹材料可形成稳固的化学键连接、生产过程中导电粉体材料扬尘污染小、材料整体的相容性好的耐燃油抗静电高分子复合材料及其制备方法。本专利技术的耐燃油抗静电高分子复合材料的第一种技术方案是：其成分包括耐燃油基体成分、导电成分、导电成分包裹材料；所述耐燃油基体成分为乙烯-乙烯醇共聚物、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚四氟乙烯中的一种或多种组合；所述导电成分为碳粉、碳纳米管、石墨、石墨烯、科琴黑中的一种或多种组合；所述导电成分包裹材料为聚氨酯、碳二亚胺类聚合物、氮丙啶类聚合物或者永久型本征导电聚合物中的一种或多种组合；所述的耐燃油基体材料之间，以及耐燃油基体材料与导电成分包裹材料之间，均具备良好的相容性，并形成互穿聚合物网络结构。优选的，所述导电成分颗粒表面具有经化学修饰后形成的含氧功能性基团，包括羟基、酯基、胺基、羧基中的一种或多种组合。以提高其与聚合物之间的相互作用力，同时提导电材料颗粒在聚合物中的分散性。优选的，耐燃油抗静电高分子复合材料中，按质量份数比包括：耐燃油材料基体成分60~90份、导电成分5~40份、导电成分包裹材料2~15份。进一步优选的，耐燃油抗静电高分子复合材料中，按质量份数比包括：耐燃油材料基体成分70~80份、导电成分20~30份、导电成分包裹材料5~10份。优选的，所述耐燃油材料基体成分中，按重量份数比包括：乙烯-乙烯醇共聚物50~80份，聚醚醚酮10~30份、份聚苯硫醚2~20、聚四氟乙烯1~10份。本专利技术的耐燃油抗静电高分子复合材料的第二种技术方案是：耐燃油抗静电高分子复合材料，由耐燃油基体成分和导电成分组成；所述耐燃油基体成分为乙烯-乙烯醇共聚物、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚四氟乙烯中的一种或多种组合；所述导电材料为永久型本征导电聚合物；所述基体材料之间，基体材料与导电材料之间，均形成互穿聚合物网络结构。优选的，所述永久本征导电聚合物是聚苯胺、聚乙炔、聚噻吩、聚吡咯、聚苯撑、聚苯撑乙烯导电聚合物中的一种或多种组合。优选的，所述的永久本征导电聚合物是聚苯胺、聚乙炔、聚噻吩、聚吡咯、聚苯撑、聚苯撑乙烯导电聚合物中的一种或多种与其它聚合物共聚或共混之后的聚合物。优选的，耐燃油抗静电高分子复合材料，其特征在于按重量份数比包括60~95份耐燃油材料、5~40份导电材料本专利技术的上述第一种技术方案的耐燃油抗静电高分子复合材料的制备方法包括以下步骤：a.按重量份数将导电成分的粉体材料混合均匀；b.对导电成分的粉体材料进行化学修饰，使材料颗粒表面形成的含氧功能性基团；c.将修饰后的导电成分粉体与导电成分包裹材料相混合，熔融后拉成纤维丝，并将其进一步加工成粒料；d.按重量份数将耐燃油基体成分混合均匀；e.导电成分和耐燃油基体成分熔融共混，注入模具中进行固化；f.冷却至室温再脱模，即得到耐燃油抗静电高分子复合材料。本专利技术的材料及方法与现有技术相比具有以下积极效果：1、基体之间的比较：现有抗静电管材或耐燃油管材以及兼具两种特性的管材所使用材料成分大多以EVA、橡胶等弹性基体材料为主，且在生产制备过程中需添加多种添加剂。而本专利针对兼具抗静电和耐燃油两种功能对高分子结构的共同要求，所使用材料成分为所述耐燃油基体成分为乙烯-乙烯醇共聚物、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚四氟乙烯中的一种或多种组合；这些材料成分不仅具有良好的耐燃油特性、相互之间相容性好，而且每种材料都具有更为优越的力学性能，并且多基体成分的特点使其耐燃油性和力学性能的调整更加灵活。2、导电成分的组合更易实现微电流通路：现有技术实现导电功能的方法是引入导电炭黑，碳纳米管、石墨等中的一种来作为导电填料。本技术将多种不同无机导电粉体进行组合使用，可以使导电填料在基体中的分布实更易形成导电通路，从而现导电性能最佳。3、导电成分与包裹材料形成化学键链接，基体成分之间、包裹材料与基体成分之间可形成互穿聚合物网络，从而解决材料整体的相容性。4、现有技术大多为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐燃油抗静电高分子复合材料，其特征是：其成分包括耐燃油基体成分、导电成分、导电成分包裹材料；所述耐燃油基体成分为乙烯‑乙烯醇共聚物、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚四氟乙烯中的一种或多种组合；所述导电成分为碳粉、碳纳米管、石墨、石墨烯、科琴黑中的一种或多种组合；所述导电成分包裹材料为聚氨酯、碳二亚胺类聚合物、氮丙啶类聚合物或者永久型本征导电聚合物中的一种或多种组合；所述耐燃油基体材料之间，以及耐燃油基体材料与导电成分包裹材料之间，均可形成互穿聚合物网络结构。

【技术特征摘要】
1.一种耐燃油抗静电高分子复合材料，其特征是：其成分包括耐燃油基体成分、导电成分、导电成分包裹材料；所述耐燃油基体成分为乙烯-乙烯醇共聚物、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚四氟乙烯中的一种或多种组合；所述导电成分为碳粉、碳纳米管、石墨、石墨烯、科琴黑中的一种或多种组合；所述导电成分包裹材料为聚氨酯、碳二亚胺类聚合物、氮丙啶类聚合物或者永久型本征导电聚合物中的一种或多种组合；所述耐燃油基体材料之间，以及耐燃油基体材料与导电成分包裹材料之间，均可形成互穿聚合物网络结构。2.根据权利要求1所述的耐燃油抗静电高分子复合材料，其特征是：所述导电成分的颗粒表面具有经化学修饰后形成的含氧功能性基团，包括羟基、酯基、羧基、胺基中的一种或多种组合。3.根据权利要求1所述的耐燃油抗静电高分子复合材料，其特征是：耐燃油抗静电高分子复合材料中，按质量份数比包括：耐燃油材料基体成分60~90份、导电成分5~40份、导电成分包裹材料2~15份。4.根据权利要求3所述的耐燃油抗静电高分子复合材料，其特征是：耐燃油抗静电高分子复合材料中，按质量份数比包括：耐燃油材料基体成分70~80份、导电成分20~30份、导电成分包裹材料5~10份。5.根据权利要求1所述的耐燃油抗静电高分子复合材料，其特征是：优选的，所述耐燃油材料基体成分中，按重量份数比包括：乙烯-乙烯醇共聚物50~80份，聚醚醚酮10~30份、份聚苯硫醚2~20、聚四氟乙烯1~10份。6.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴雪莲，邹晓辉，杨传朋，
申请(专利权)人：吴雪莲，江苏法利沃环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32