一种聚丙烯薄膜用永久抗静电母料及其制备方法和薄膜技术

一种聚丙烯薄膜用永久抗静电母料，包括以改性有机硅微球为永久抗静电剂，改性有机硅微球是通过酯化反应将表面处理后的碳纤维接枝于有机硅微球表面，形成有机硅微球

【技术实现步骤摘要】
一种聚丙烯薄膜用永久抗静电母料及其制备方法和薄膜


[0001]本专利技术涉及聚丙烯薄膜功能性助剂
，具体地涉及一种聚丙烯薄膜用永久抗静电母料及其制备方法和薄膜。

技术介绍

[0002]在包装材料中，PP（聚丙烯）薄膜在包装领域中有着十分广泛的应用，而且随着市场的不断扩展，PP薄膜生产和使用向高速度、高品质和自动化方向发展。由于高聚物本身具有良好的电绝缘性能，表面电阻率一般在10
13
~10
15
Ω
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m，其薄膜表面易聚集净电荷，从而影响薄膜制品的使用，现有技术中，解决薄膜表面净电荷的方法主要为添加抗静电剂，PP薄膜上使用的抗静电剂剂可分为普通的抗静电剂和永久型的抗静电剂两大类。前者时效为3~5个月，表面电阻率一般在10
13
~10
15
Ω
•
m，对于特殊的长时间使用的制品，这个时效时间并不满足，因此需要具有永久抗静电性能的薄膜制品来满足现有技术对具有长时间持续抗静电性能的需要。碳纤维作为一种优良的抗静电剂广泛应用于塑料、涂料、薄膜领域，现有技术中通常是将碳纤维作为抗静电剂直接添加混合，利用碳纤维的导电性能来实现消除静电，但是这种作用并不能持久，首先碳纤维的分散性能差，直接添加极易团聚，尤其是为了获得更优异的导电性能而特高碳纤维的长度时，纤维越长分散性能越差，从而导致团聚越严重。其次，碳纤维表面能低、活性官能团少、表面呈化学惰性，致使其与树脂基体相容性较差。因此，将作为将碳纤维作为抗静电剂直接添加入树脂中会导致其脱离，长时间导致抗静电性能消失。
[0003]中国专利技术专利CN104403175A公开了一种永久抗静电的聚烯烃母料，其主要采用的抗静电剂是导电材料和增强型导电粉末作为抗静电填料，为炭系粉末、碳系纤维、金属粉末、金属纤维中的一种或几种组合物，但是在实际使用中发现，粉末性的导电粉分散及其困难，同时添加量要求非常的大，因此需要加入大量的分散剂，加工工艺复杂，成本高，综合性能差。
[0004]中国专利技术专利CN108084567A公开了一种用于聚丙烯的低雾度抗粘连母料及其制备方法，其采用一种有机硅微球来作为抗粘连剂，主要是利用有机硅微球与聚丙烯薄膜的不相容及其流动性能，能够在加工过程中迁移至薄膜表面从而取得表面爽滑的聚丙烯薄膜。但是在使用过程中，尤其是摩擦较大的使用环境下，有机硅微球极易从薄膜表面脱出，导致薄膜极易磨损。

技术实现思路

[0005]本专利技术的专利技术目的是提供一种聚丙烯薄膜用永久抗静电母料及其制备方法和薄膜，将碳纤维接枝于改性后的有机硅微球上，使其能够迁移在薄膜表面均匀分布，分散性好，形成永久抗静电性能，同时兼具爽滑、抗粘结性能，综合性能佳。
[0006]为达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是：一种聚丙烯薄膜用永久抗静电母料，包括改性有机硅微球为永久抗静电剂；所述改性有机硅微球为有机硅微球
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g
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碳纤维
结构，碳纤维分布于有机硅微球表面。
[0007]进一步地，聚丙烯薄膜用永久抗静电母料是以聚丙烯为分散介质的均匀的分散体系；所述分散体系为改性有机硅微球
‑
聚丙烯分散体系，所述改性有机硅微球均匀分散在聚丙烯中；所述改性有机硅微球以经表面羧基化的有机硅微球为原料，将经表面羟基化的碳纤维经酯化反应接枝于所述有机硅微球表面，形成的有机硅微球
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g
‑
碳纤维结构；所述有机硅微球
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g
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碳纤维结构一端与聚丙烯相容，另一端均匀分散在聚丙烯内。
[0008]进一步地，所述碳纤维的纤维长度为3~6mm。
[0009]进一步地，所述碳纤维的表面羟基化包括先氧化再还原处理工艺，先通过浓硝酸氧化处理增加表面粗糙度，再经过还原剂进行还原，实现羟基化；所述还原剂为氢化铝锂或硼氢化钠。表面羟基化处理工艺能有效改善碳纤维增强体与有机硅微球的基体的界面粘结性能，增加与有机硅微球的接枝率，抗静电性能得到显著提高。
[0010]进一步地，所述有机硅微球的表面羧基化包括将有机硅微球分散在DMF中并添加等摩尔比的硅烷偶联剂和丁二酸酐，使得聚硅氧烷微球表面羧基官能团化。所述硅烷偶联剂为KH550、KH5501、KH560、KH570、KH580中的至少一种。
[0011]进一步地，所述分散剂包括硅烷、聚丙烯蜡、己烯基双硬脂酰胺、芥酸酰胺中的一种或几种。
[0012]进一步地，以质量百分比计，包括以下组分：聚丙烯60~85%，改性有机硅树脂10~30%，分散剂5~10%。该专利技术以聚丙烯为主体作为分散介质，加入改性有机硅微球作为永久抗静电剂，并辅以分散剂，提高有机硅微球的分散性，从而形成均匀的分散体系。有机硅微球与聚丙烯并不相容，且其本身具有自由流动性，因此未接枝的有机硅微球会自动的流向聚丙烯的表面。而接枝后的有机硅微球端与聚丙烯相容性依旧很差，但是碳纤维端通过氧化处理后的碳纤维表面降低了其界面极性，使碳纤维与聚合物基体间的界面浸润性和相容性都有所提高，能够与聚丙烯相容。另一方面，经氧化处理后的碳纤维表面粗糙度大，使得纤维与纤维之间产生界面粘结作用，相互交织形成三维立体结构并分散在聚丙烯本体内，使得与其接枝的有机硅微球也能够均匀分散在聚丙烯本体内形成均匀体系。
[0013]上述技术方案中，还可以包括相容剂，提高碳纤维与聚丙烯的相容性，相容剂为PP接枝共聚物PP
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g
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MAH，PP
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g
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MI，PP
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g
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AA，PP
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g
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GMA以及PP接枝马来酸酸酐的衍生物的至少一种，其添加量为0~10%。
[0014]本专利技术的作用原理：有机硅微球，是一种多功能特种有机硅树脂微球，为白色规整可自由流动球形细微粉，具有三维交联网状的分子结构，呈现出优秀的耐热性能、分散性能。但是有机硅微球表面存在强无机性硅氧键，这导致硅氧烷微球应用于大多数有机聚合物材料中时，往往会遇到相容性问题，如果直接将碳纤维接枝于有机硅微球上由于碳纤维本身与聚丙烯本体相容性也较差，结果会导致其与聚丙烯薄膜产生界面分离，并不能取得永久抗静电性能。因此本专利技术需要解决的技术问题是在改善有机硅微球与聚丙烯基体的相容性问题的同时又要保持其流动性能，使其能够分布于膜表面使其在永久抗静电基础上保持其爽滑抗粘结性能。
[0015]本专利技术的有机硅微球选用聚硅氧烷微球（简称PSQ），化学式是RSiO
3/2 ，是一类以重复的
‑
Si
‑
O
‑
Si
‑
键为主链，硅原子上直接连结各种有机基团的聚合物，有机基团可以是甲
基、乙烯基、苯基、巯丙基、氨丙基等，几何形态上是直径从几纳米到几千纳米的球形微球。本专利技术的有机硅微球的平均粒径为2~5微米。
[0016]碳纤维本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯薄膜用永久抗静电母料，其特征在于，包括改性有机硅微球为永久抗静电剂；所述改性有机硅微球为有机硅微球
‑
g
‑
碳纤维结构，碳纤维分布于所述有机硅微球的表面；所述永久抗静电母料是以聚丙烯为分散介质的分散体系；所述分散体系为改性有机硅微球
‑
聚丙烯分散体系，所述改性有机硅微球均匀分散在聚丙烯中；所述改性有机硅微球以表面羧基化的有机硅微球为原料，将表面羟基化的碳纤维经酯化反应接枝于所述有机硅微球的表面，形成的有机硅微球
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g
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碳纤维结构；所述有机硅微球
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g
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碳纤维结构一端与聚丙烯相容，另一端均匀分散在聚丙烯内。2.根据权利要求1所述的聚丙烯薄膜用永久抗静电母料，其特征在于，所述碳纤维的表面羟基化包括先氧化再还原处理工艺，先通过浓硝酸氧化处理增加表面粗糙度，再经过还原剂进行还原，实现羟基化；所述还原剂为氢化铝锂或硼氢化钠。3.根据权利要求2所述的聚丙烯薄膜用永久抗静电母料，其特征在于，所述碳纤维的纤维长度为3~6mm。4.根据权利要求1所述的聚丙烯薄膜用永久抗静电母料，其特征在于，所述有机硅微球的表面羧基化包括在聚硅氧烷微球中添加等摩尔的硅烷偶联剂和丁二酸酐，使得聚硅氧烷微球表面羧基官能团化。5.根据权利要求4所述的聚丙烯薄膜用永久抗静电母料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为KH550、KH5501、KH560、KH570、KH580中的至少一种。6.根据权利要求1
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5任一所述的聚丙烯薄膜用永久抗静电母料，其特征在于，以质量百分比计，所述改性有机硅微球在所述改性有机硅微球
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聚丙烯分散体系中为添加量为5~30%。7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗吉江，符书臻，
申请(专利权)人：苏州度辰新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：