抗静电聚乙烯组合物及其制备方法和聚乙烯制品技术

本发明专利技术涉及聚乙烯材料领域，公开了抗静电聚乙烯组合物及其制备方法和聚乙烯制品。该组合物包括聚乙烯、交联剂、交联助剂、碳纳米管和抗氧剂，相对于100重量份的聚乙烯，碳纳米管的含量为0.4-1.4重量份。制备方法包括：(A)将第一聚乙烯、交联剂和交联助剂依次进行第一熔融共混、第一造粒，得到交联加工母料；(B)将第二聚乙烯、碳纳米管和抗氧剂进行混合，得到第一组分；(C)将第一组分、交联加工母料和第三聚乙烯依次进行第二熔融共混、第二造粒；相对于100重量份的第二聚乙烯和第三聚乙烯的总量，碳纳米管的用量为0.5-1.5重量份。本发明专利技术的抗静电聚乙烯组合物具有较好的抗静电性能和力学性能，且适用于滚塑成型工艺。且适用于滚塑成型工艺。

【技术实现步骤摘要】
抗静电聚乙烯组合物及其制备方法和聚乙烯制品


[0001]本专利技术涉及聚乙烯材料领域，具体涉及抗静电聚乙烯组合物及其制备方法，以及一种聚乙烯制品。

技术介绍

[0002]由于聚乙烯具有很强的电绝缘特性，在加工和使用过程中很容易产生静电积累。静电轻度积累时给生活带来麻烦和不便，而严重积累时甚至会造成人员伤亡和设备损坏。滚塑成型工艺通常采用在聚乙烯树脂中直接掺混抗静电剂来提高制品的抗静电性能，但是抗静电剂的添加量一般较大，而且抗静电效果差，持续时间短，原料均匀性差，从而影响原料的综合性能和加工流动性。后来研究者开始研究将碳纳米管作为导电填料添加到聚乙烯基体中，提高材料的抗静电性能。
[0003]CN106117737A公开了一种碳纳米管改性的聚乙烯抗静电薄膜，按以下方法制得：(1)将分散剂A溶于溶剂中，得到分散剂溶液，然后将分散剂溶液通过高压喷淋法喷入高速搅拌的碳纳米管中，高速搅拌混合后，制得活性碳纳米管；所述碳纳米管、分散剂A、溶剂的质量份数比为85～95：0.1～5：5～10；(2)活性碳纳米管与PE聚合物基体材料A搅拌混匀，然后与助剂A混合，经双螺杆挤出机熔融挤出造粒制得PE/碳纳米管导电母粒；所述PE聚合物基体材料A、活性碳纳米管、助剂A的质量份数为70～95质量份、5～30质量份、0.1～20质量份；所述助剂A为分散剂B、偶联剂、抗氧剂、润滑剂中的一种或两种以上的混合；(3)PE/碳纳米管导电母粒与PE聚合物基体材料B、助剂B混合，通过吹塑、流延或双向拉伸工艺制备得到碳纳米管改性的聚乙烯抗静电薄膜，基于所述的PE聚合物基体材料B、PE/碳纳米管导电母粒和助剂B，PE/碳纳米管导电母粒中含有的碳纳米管的质量百分比为0.01～10％，助剂B的质量百分比为0.5～15％，余量均为PE基体；所述PE基体包括PE/碳纳米管导电母粒中含有的PE以及新加入的PE聚合物基体材料B；所述助剂B为热氧稳定剂、流动改性剂、耐摩擦剂中的一种或两种以上的混合。但是该方法需要对碳纳米管进行表面改性，碳纳米管的含量高，制备成本也高。而且，该制备方法中使用较多溶剂，而且制备的产品的力学性能有待提高，也不是交联体系。
[0004]CN107446231A公开了一种由石墨烯、碳纳米管和富勒烯共同改性的聚乙烯复合材料及其制备方法，包括以下组分：聚乙烯500-100份；石墨烯0.1-1份；碳纳米管0.1-1份；富勒烯0.1-1份；马来酸酐接枝的聚乙烯2-10份；抗氧化剂1-3份；增塑剂1-3份。但是该方法需要将碳纳米管与石墨烯和富勒烯配合使用，而且缺口冲击强度不高，也不是交联体系。
[0005]滚塑成型又称旋转成型，它的加热、成型和冷却都是在无内压的模具中进行的。滚塑成型工艺是将塑料粉末加入到模具中，然后加热模具，同时使模具沿两垂直轴不断旋转，塑料粉末在与热的模具内表面接触后逐渐熔融成均匀的熔体，在模具内表面均匀地粘附，形成所需要的形状。将模具冷却后，拆模得到最终制品。滚塑制品在大型工程车液压油箱、大型化学品现代物流装备、军事用品、小型船艇等领域具有广泛的应用前景。
[0006]但是现有技术中，抗静电聚乙烯组合物中的碳纳米管需要进行表面改性，或者抗
静电聚乙烯组合物中需要与其他导电填料配合使用，制备过程相对复杂化，制备成本较高。而且，现有的基于碳纳米管的抗静电聚乙烯组合物不适用于滚塑加工成型生产工艺。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的碳纳米管在聚乙烯抗静电材料中主要是通过改变碳纳米管的结构和含量，改善它在聚合物基体中的分散性，以及对碳纳米管进行表面处理来均衡材料的导电性和力学性能，制备工艺复杂，成本高，而且抗静电聚乙烯组合物不适用于滚塑加工成型生产工艺的问题，提供一种抗静电聚乙烯组合物及其制备方法和聚乙烯制品，本专利技术的抗静电聚乙烯组合物具有较好的抗静电性能和力学性能，且适用于滚塑成型工艺。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种抗静电聚乙烯组合物，该组合物包括聚乙烯、交联剂、交联助剂、碳纳米管和抗氧剂，其中，相对于100重量份的聚乙烯，碳纳米管的含量为0.4-1.4重量份；所述抗静电聚乙烯组合物的交联度为40-80％，缺口冲击强度大于36kJ/m2，表面电阻率小于10
10
Ω。
[0009]本专利技术第二方面提供了一种抗静电聚乙烯组合物的制备方法，包括以下步骤：
[0010](A)将第一聚乙烯、交联剂和交联助剂依次进行第一熔融共混、第一造粒，得到交联加工母料；
[0011](B)将第二聚乙烯、碳纳米管和抗氧剂进行混合，得到第一组分；
[0012](C)将所述第一组分、交联加工母料和第三聚乙烯依次进行第二熔融共混、第二造粒；
[0013]其中，相对于100重量份的第二聚乙烯和第三聚乙烯的总量，碳纳米管的用量为0.5-1.5重量份。
[0014]优选地，相对于100重量份的第二聚乙烯和第三聚乙烯的总量，交联剂的用量为0.05-5重量份，优选为0.05-2重量份；交联助剂的用量为0.05-4重量份，优选为0.05-1重量份；抗氧剂的用量为0.1-0.4重量份，优选为0.15-0.3重量份。
[0015]优选地，第二聚乙烯与第三聚乙烯的重量比为1：2-5。
[0016]优选地，相对于100重量份的第二聚乙烯和第三聚乙烯的总量，交联加工母料的用量为10-25重量份。
[0017]本专利技术第三方面提供了由上述的方法制备的抗静电聚乙烯组合物。
[0018]本专利技术第四方面提供了由上述的抗静电聚乙烯组合物加工成型得到的聚乙烯制品。
[0019]优选地，所述加工成型为滚塑加工成型。
[0020]本专利技术的抗静电聚乙烯组合物，在滚塑加工过程中，随温度的升高，抗静电聚乙烯组合物的粘度将变大，由于变大的粘度不利于碳纳米管的迁移，从而减少了团聚现象的发生，在本专利技术的抗静电聚乙烯组合物中，碳纳米管添加量很低，仍然具有良好的抗静电效果和力学性能，并具有长效性。
具体实施方式
[0021]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或
值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0022]本专利技术第一方面提供了一种抗静电聚乙烯组合物，该组合物包括聚乙烯、交联剂、交联助剂、碳纳米管和抗氧剂，其中，相对于100重量份的聚乙烯，碳纳米管的含量为0.4-1.4重量份；所述抗静电聚乙烯组合物的交联度为40-80％，缺口冲击强度大于36kJ/m2，表面电阻率小于10
10
Ω。
[0023]在本专利技术中，优选地，所述抗静电聚乙烯组合物的交联度为55-68％。在本专利技术中，优选地，交联度按照ASTM D2765方法进行测定。
[0024]在本专利技术中，表面电阻率按照ANSI/本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗静电聚乙烯组合物，其特征在于，该抗静电聚乙烯组合物包括聚乙烯、交联剂、交联助剂、碳纳米管和抗氧剂，其中，相对于100重量份的聚乙烯，碳纳米管的含量为0.4-1.4重量份；所述抗静电聚乙烯组合物的交联度为40-80％，缺口冲击强度大于36kJ/m2，表面电阻率小于10
10
Ω。2.根据权利要求1所述的抗静电聚乙烯组合物，其中，相对于100重量份的聚乙烯，交联剂的含量为0.04-4.6重量份，优选为0.04-1.9重量份；交联助剂的含量为0.04-3.7重量份，优选为0.04-0.92重量份；抗氧剂的含量为0.09-0.37重量份，优选为0.13-0.28重量份；优选地，所述抗静电聚乙烯组合物的弯曲模量大于750MPa，优选为800-1200MPa；优选地，所述抗静电聚乙烯组合物的缺口冲击强度为40-50kJ/m2。3.一种抗静电聚乙烯组合物的制备方法，包括以下步骤：(A)将第一聚乙烯、交联剂和交联助剂依次进行第一熔融共混、第一造粒，得到交联加工母料；(B)将第二聚乙烯、碳纳米管和抗氧剂进行混合，得到第一组分；(C)将所述第一组分、交联加工母料和第三聚乙烯依次进行第二熔融共混、第二造粒；其中，相对于100重量份的第二聚乙烯和第三聚乙烯的总量，碳纳米管的用量为0.5-1.5重量份。4.根据权利要求3所述的方法，其中，相对于100重量份的第二聚乙烯和第三聚乙烯的总量，交联剂的用量为0.05-5重量份，优选为0.05-2重量份；交联助剂的用量为0.05-4重量份，优选为0.05-1重量份；抗氧剂的用量为0.1-0.4重量份，优选为0.15-0.3重量份；优选地，第二聚乙烯与第三聚乙烯的重量比为1：2-5；优选地，相对于100重量份的第二聚乙烯和第三聚乙烯的总量，交联加工母料的用量为10-25重量份。5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，所述第一聚乙烯、第二聚乙烯和第三聚乙烯的密度各自独立...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈兰兰，任月庆，孙小杰，梁文斌，李亚飞，孙苗苗，
申请(专利权)人：北京低碳清洁能源研究院，
类型：发明
国别省市：