一种抗静电聚丙烯组合物及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种抗静电聚丙烯组合物，由包括以下重量份的原料制备而成：均聚聚丙烯粉料10～30份；共聚聚丙烯65～80份；羟基化多壁碳纳米管2～8份；羟基封端甲基乙烯基硅油0.2～1.5份；聚丙烯蜡接枝马来酸酐1～5份；二月桂酸二丁基锡0.02～0.15份；过氧化二异丙苯0.02～0.15份；四[β‑(3，5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.1～0.3份；三[2.4‑二叔丁基苯基]亚磷酸酯0.1～0.3份。上述抗静电聚丙烯组合物同时具有优异的导电性能和冲击性能，可应用于电子器件托盘、火药容器等领域。

An antistatic polypropylene composition and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种抗静电聚丙烯组合物及其制备方法
本专利技术涉及材料领域，特别是涉及一种抗静电聚丙烯组合物及其制备方法。
技术介绍
聚丙烯(PP)因其具有综合性能优良、来源广泛、质轻价廉、易成型加工等特点已经广泛的应用于家电、汽车领域。聚丙烯是高绝缘材料，表面电阻率为1016-1017，材料在摩擦、剥离、感应等过程，表面容易产生静电荷，由于体积电阻率和表面电阻率很高，很难将产生的静电荷转移，当表面静电荷积累到一定程度时，易导致严重的危险，如吸尘、放电、击穿，甚至燃烧或爆炸，因此需要对材料进行抗静电改性，满足电子产品、军工火药等产品的包装运输要求。碳纳米管具有优异的导电性能，相比导电碳黑具有添加量少、力学性能影响相对较小的特点。碳纳米管管径小，表面能大，很容易发生团聚缠绕，影响其在聚合物中的分散，同时与聚合物的相容性差，导致复合材料的冲击性能较低，需要提高添加量才能达到较好的导电性能。目前，现有技术中对碳纳米管的分散做了一些研究，部分采用在溶剂中进行超声分散或反应接枝的方式，例如：中国专利CN201110211208采用在溶剂中对碳纳米管接枝马来酸酐；中国专利CN200510023659采用硝酸以及偶联剂对碳纳米管进行处理提高分散；中国专利CN200710067203采用超声处理以及溶剂反应接枝来提高分散；中国专利CN200610026438采用稀土改性碳纳米管；中国专利CN201410750672采用表面活性剂和偶联剂对碳纳米管进行超声处理；中国专利CN201611173296采用表面活性剂对碳纳米管进行超声处理。采用添加偶联剂或相容剂进行熔融挤出来提高聚合物与碳纳米管的相容性，例如：中国专利CN201510273898、CN201510861250采用添加偶联剂提高相容性；中国专利CN201811544207采用添加聚丙烯接枝马来酸酐来提高碳纳米管与复合材料的相容性。但是现有技术中仍缺少一种同时具有优异的导电性能和冲击性能的碳纳米管复合材料。
技术实现思路
基于此，本专利技术提供一种抗静电聚丙烯组合物及其制备方法。所述抗静电聚丙烯组合物同时具有优异的导电性能和冲击性能，可应用于电子器件托盘、火药容器等领域。具体技术方案为：一种抗静电聚丙烯组合物，由包括以下重量份的原料制备而成：在其中一些实施例中，所述的抗静电聚丙烯组合物，由包括以下重量份的原料制备而成：在其中一些实施例中，所述均聚聚丙烯粉料的粒径为0.15～0.5mm。在其中一些实施例中，所述羟基封端甲基乙烯基硅油中的乙烯基的含量为6～8mmol/g。在其中一些实施例中，所述聚丙烯蜡接枝马来酸酐的马来酸酐接枝率为5～8wt％。本专利技术还提供了上述抗静电聚丙烯组合物的制备方法。具体技术方案为：抗静电聚丙烯组合物的制备方法，包括以下步骤：(1)将所述均聚聚丙烯粉料和羟基封端甲基乙烯基硅油加入到搅拌机中搅拌1～3min，搅拌机转速为200～500转/分，使羟基封端甲基乙烯基硅油均匀粘附在均聚聚丙烯粉料上；然后加入二月桂酸二丁基锡和羟基化多壁碳纳米管混合5～8min，搅拌机转速为800～1500转/分，将物料冷却至室温；(2)将所述共聚聚丙烯、聚丙烯蜡接枝马来酸酐、过氧化二异丙苯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯加入步骤(1)所述物料中搅拌1～2min，搅拌机转速为200～500转/分；(3)将步骤(2)获得的混合料经喂料器加入平行双螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒。在其中一些实施例中，所述步骤(3)中平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹。在其中一些实施例中，所述螺杆长度L和直径D之比L/D为35～50；所述螺杆上设有1个以上的啮合块区和1个以上的反螺纹区。在其中一些实施例中，所述螺杆长度L和直径D之比L/D为40～48；所述螺杆上设有4个啮合块区和2个反螺纹区。在其中一些实施例中，所述步骤(3)中熔融挤出造粒的工艺参数包括：一区温度为140～180℃，二区温度为180～220℃，三区温度为180～220℃，四区温度为180～220℃，五区温度为180～220℃，六区温度为180～220℃，七区温度为180～220℃，八区温度为180～220℃，模头温度为180～220℃，螺杆转速为200～600rpm。本专利技术所述抗静电聚丙烯组合物的原理如下：为了解决一种抗静电聚丙烯组合物中碳纳米管不好分散以及与聚丙烯相容性差的问题，本专利技术通过加入羟基封端甲基乙烯基硅油、聚丙烯蜡接枝马来酸酐来提高碳纳米管的分散性能，同时聚丙烯蜡接枝马来酸酐可以提高PP和碳纳米管的相容性，引发剂过氧化二异丙苯在熔融过程中使PP与羟基封端甲基乙烯基硅油反应接枝进一步提高PP和碳纳米管的相容性。本专利技术采用均聚PP粉料，在高速混合过中可以更好的与碳纳米管混合均匀。由于碳纳米管较轻，PP料粒的质量较大，两者在高速混合时碳纳米管会浮在混合料的上层，从而不能均匀混合影响碳纳米管在聚丙烯中的分散。而采用均聚PP粉料具有较小的粒径0.15-0.5mm，PP粉料的质量与碳纳米管质量接近，两者混合时不会产生分层，提高碳纳米管混合均匀性和分散性。本专利技术采用的羟基封端甲基乙烯基硅油具润滑作用在高速混合时可以提高碳纳米管的分散性，同时羟基封端甲基乙烯基硅油中的羟基可以与羟基化多壁碳纳米管表面的羟基形成氢键作用，在高速混合过程中的升温会产生脱水反应提高羟基封端甲基乙烯基硅油与羟基化多壁碳纳米管的结合力，催化剂二月桂酸二丁基锡可以加速脱水反应的进行，在熔融挤出过程中过氧化二异丙苯可以使PP与羟基封端甲基乙烯基硅油中的乙烯基产生自由基接枝，从而提高PP与碳纳米管的相容性。羟基封端甲基乙烯基硅油中的乙烯基含量是6-8mmol/g，高的乙烯含量有利于提高接枝率。本专利技术采用的聚丙烯蜡接枝马来酸酐，其中聚丙烯蜡具有润滑分散性能在高速混合时可以提高碳纳米管的分散性能，同时聚丙烯蜡接枝马来酸酐中的低分子量聚丙烯可以与聚丙烯有很好的相容性，聚丙烯蜡接枝马来酸酐中的马来酸酐可以与羟基化多壁碳纳米管表面的羟基反应，从而提高PP与碳纳米管的相容性。与聚丙烯接枝马来酸酐相比，聚丙烯蜡接枝马来酸酐具有良好的分散效果，同时其接枝率高(马来酸酐接枝率为5～8wt％)与碳纳米管的结合力更好。本专利技术采用的制备方法采用分步进行提高混合的均匀性，先在低速搅拌时将羟基封端甲基乙烯基硅油均匀粘附在聚丙烯粉料表面，然后再加入碳纳米管，可以使碳纳米管均匀粘附在PP粉料上，提高混合均匀性。然后通过高速搅拌时的升温作用以及催化剂作用，提高碳纳米管与羟基封端甲基乙烯基硅油的结合力，最后通过反应挤出提高聚丙烯与碳纳米管的相容性。与碳纳米管在溶剂中的分散技术相比，本专利技术工艺简单更具环保性。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术所述抗静电聚丙烯组合物的制备原料是专利技术人经过大量研究和分析得出的，解决了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗静电聚丙烯组合物，其特征在于，由包括以下重量份的原料制备而成：/n

【技术特征摘要】
1.一种抗静电聚丙烯组合物，其特征在于，由包括以下重量份的原料制备而成：





2.根据权利要求1所述的抗静电聚丙烯组合物，其特征在于，由包括以下重量份的原料制备而成：





3.根据权利要求1～2任一项所述的抗静电聚丙烯组合物，其特征在于，所述均聚聚丙烯粉料的粒径为0.15～0.5mm。


4.根据权利要求1～2任一项所述的抗静电聚丙烯组合物，其特征在于，所述羟基封端甲基乙烯基硅油中的乙烯基的含量为6～8mmol/g。


5.根据权利要求1～2任一项所述的抗静电聚丙烯组合物，其特征在于，所述聚丙烯蜡接枝马来酸酐的马来酸酐接枝率为5～8wt％。


6.根据权利要求1～5任一项所述的抗静电聚丙烯组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将所述均聚聚丙烯粉料和羟基封端甲基乙烯基硅油加入到搅拌机中搅拌1～3min，搅拌机转速为200～500转/分，使羟基封端甲基乙烯基硅油均匀粘附在均聚聚丙烯粉料上；然后加入二月桂酸二丁基锡和羟基化多壁碳纳米管混合5～8min，搅拌机转速为800～1500转/分，将物料冷却至室温；
(2)将所述共聚聚丙烯、聚丙烯蜡接枝马来酸酐、过氧化二异丙苯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪剑城，张东，罗贤祖，
申请(专利权)人：广东圆融新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44