一种增韧抗静电的聚丙烯组合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种增韧抗静电的聚丙烯组合物及其制备方法和应用。本发明专利技术的聚丙烯组合物包括如下重量份的组分：聚丙烯70～90份，线性低密度聚乙烯10～30份，相容剂1～5份，玻璃纤维10～30份，非离子型抗静电剂0.2～1份，亲水性纳米二氧化硅0.2～1份，疏水性纳米二氧化硅0.2～1份；所述亲水性纳米二氧化硅的水接触角≤40

【技术实现步骤摘要】
一种增韧抗静电的聚丙烯组合物及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，更具体的，涉及一种增韧抗静电的聚丙烯组合物及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]聚丙烯材料，作为应用最为广泛的通用塑料之一，被广泛应用于家电、化工、汽车等领域。但在一些对环境要求苛刻的领域，如军工、航天等领域，对材料的低温韧性、抗静电性能要求较高。
[0003]由于聚丙烯的球晶结构尺寸较大，球晶之间挤压膨胀效应使得聚丙烯的韧性较差。现有技术中，通常使用聚乙烯与聚丙烯复配，以提高材料韧性，如中国专利申请CN103467840A、CN101519512A。但由于分子结构与晶体结构差异，聚丙烯与聚乙烯相容性较差，分散相尺寸较大，且结合力不强，导致聚乙烯很难对聚丙烯形成有效增韧。
[0004]聚丙烯作为非极性材料，且具有饱和链结构，自身电阻较大，容易在表面富集电荷形成静电。通常使用的抗静电剂主要包括导电性填料类、小分子金属盐类、非离子型抗静电剂等。小分子金属盐类抗静电剂通过迁移到聚丙烯材料表面以形成抗静电效果，而抗静电剂的迁移易造成聚丙烯的韧性下降；导电填料(如炭黑)在聚丙烯材料中需要有较高添加量才能获得良好的抗静电效果，添加量高也会影响材料的力学性能。非离子型抗静电剂(如乙氧基化脂肪族烷基胺)作为目前在聚烯烃材料中用量最大的一类抗静电剂，其极性较强，与非极性的聚丙烯树脂结合力低、易迁移，使得聚丙烯难以持久抗静电，极性的抗静电剂与非极性的树脂相容性差，也进一步使得聚丙烯的韧性劣化。中国专利申请CN105111582A公开了一种抗静电的聚丙烯材料，包括聚丙烯、玻璃纤维、抗静电剂等组分，其中抗静电剂为聚噻吩和/或硅氧烷，具有极性大、易迁移至表面析出的缺陷，且聚丙烯材料难以兼具良好韧性。
[0005]因此，需要开发出一种兼具良好韧性和持久抗静电性能的聚丙烯组合物。

技术实现思路

[0006]本专利技术为克服上述现有技术所述的韧性差、抗静电持久性差的缺陷，提供一种增韧抗静电的聚丙烯组合物，该聚丙烯组合物包括聚丙烯、线性低密度聚乙烯，还包括亲水性纳米二氧化硅和疏水性纳米二氧化硅及其他组分，利用两种纳米二氧化硅的不同作用，提升了线性低密度聚乙烯对聚丙烯的增韧作用，降低了非离子型抗静电剂的迁移速率，使得聚丙烯组合物的抗静电性能持久且韧性优异。
[0007]本专利技术的另一目的在于提供上述聚丙烯组合物的制备方法。
[0008]本专利技术的另一目的在于提供上述聚丙烯组合物在精密仪器仪表外壳和面板、军工特种箱体、航空航天器内饰、汽车内饰、船舶内饰、电器外壳及构件和面板、防静电包装制造中的应用。
[0009]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：
[0010]一种增韧抗静电的聚丙烯组合物，包括如下重量份的组分：
[0011]聚丙烯(PP)70～90份，线性低密度聚乙烯(LLDPE)10～30份，相容剂1～5份，玻璃纤维10～30份，非离子型抗静电剂0.2～1份，亲水性纳米二氧化硅0.2～1份，疏水性纳米二氧化硅0.2～1份；所述亲水性纳米二氧化硅的水接触角≤40
°
，所述疏水性纳米二氧化硅的水接触角≥80
°
。
[0012]所述水接触角的检测方法为：将纳米二氧化硅使用红外压片机在压强16MPa下压制3mm薄片，在薄片表面滴0.4μL水珠，采用接触角测试仪测量薄片的水接触角，同一个样品测量3次，结果取平均值，即为接触角。
[0013]纳米二氧化硅的表面富含大量的羟基，具有很强的极性，自身的亲水性很强，即天然的、未经处理的纳米二氧化硅就是亲水性纳米二氧化硅。疏水性纳米二氧化硅一般是通过对纳米二氧化硅进行疏水后处理获得，例如通过用硅烷或硅氧烷对纳米二氧化硅进行表面处理，以减少纳米二氧化硅表面的羟基数量、增加疏水基团的数量。
[0014]在本专利技术的聚丙烯组合物中，聚丙烯和线性低密度聚乙烯均为非极性物质，疏水性纳米二氧化硅与二者的亲和性接近，易在PP
‑
PE相相界面富集，从而实现桥接作用，大大降低两相界面表面张力、提高了两相的相互作用，使得聚乙烯相尺寸降低，有效提升了线性低密度聚乙烯对于聚丙烯的增韧作用。亲水性纳米二氧化硅的极性较强，能够捕捉极性的非离子型抗静电剂，从而形成网络结构，极大地降低了非离子型抗静电剂向材料表面的迁移速率，避免非离子型抗静电剂的析出，从而使得本专利技术的聚丙烯组合物的抗静电性能高效持久。
[0015]优选地，所述亲水性纳米二氧化硅的水接触角≤20
°
。
[0016]优选地，所述疏水性纳米二氧化硅的水接触角≥83
°
。
[0017]在上述水接触角范围内，聚丙烯组合物具有更优的抗静电性能。
[0018]优选地，所述亲水性纳米二氧化硅的比表面积为200～380m2/g。
[0019]优选地，所述疏水性纳米二氧化硅的比表面积为110～170m2/g。
[0020]所述纳米二氧化硅的比表面积按照GB/T 19587
‑
2004标准方法检测。
[0021]优选地，所述非离子型抗静电剂为硬脂酸乙氧基酰胺和/或单脂肪酸甘油酯。
[0022]优选地，所述玻璃纤维经表面活性剂进行表面处理。
[0023]经过表面处理的玻璃纤维，可以捕捉部分疏水性纳米二氧化硅，使其富集于玻璃纤维表面，从而进一步增加玻璃纤维与聚丙烯和线性低密度聚乙烯的结合力，进而提升玻璃纤维对聚丙烯组合物的增强作用。
[0024]对玻璃纤维表面处理的表面活性剂通常为烷基类表面活性剂。优选地，所述表面活性剂为十六烷基类表面活性剂。
[0025]表面活性剂的烷基链长度较长，对于玻璃纤维的改性效果更优。
[0026]可选地，所述表面活性剂为十六烷基二甲基氧胺、聚乙二醇十六烷基醚、十六烷基三甲基甲苯磺酸铵或十六烷基三甲基溴化铵中的一种或几种。
[0027]优选地，所述LLDPE在190℃、2.16kg下的熔体流动速率为15～25g/10min；所述PP在230℃、2.16kg下的熔体流动速率为12～25g/10min。
[0028]所述LLDPE和PP的熔体流动速率检测方法按照ISO 1133
‑1‑
2011。
[0029]优选地，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯。
[0030]可选地，所述相容剂可以为PC
‑
3、AD
‑
105、1001CN。
[0031]本专利技术还保护上述增韧抗静电的聚丙烯组合物的制备方法，包括如下步骤：
[0032]将聚丙烯、线性低密度聚乙烯、相容剂、非离子型抗静电剂、亲水性纳米二氧化硅和疏水性纳米二氧化硅混合后加至挤出机的主喂料系统，将玻璃纤维加至挤出机的侧喂料系统，经熔融混合、挤出造粒，得到所述聚丙烯组合物。
[0033]优选地，所述挤出机为双螺杆挤出机。
[0034]更优选地，所述双螺杆挤出机的挤出温本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增韧抗静电的聚丙烯组合物，其特征在于，包括如下重量份的组分：聚丙烯70～90份，线性低密度聚乙烯10～30份，相容剂1～5份，玻璃纤维10～30份，非离子型抗静电剂0.2～1份，亲水性纳米二氧化硅0.2～1份，疏水性纳米二氧化硅0.2～1份；所述亲水性纳米二氧化硅的水接触角≤40
°
，所述疏水性纳米二氧化硅的水接触角≥80
°
。2.根据权利要求1所述聚丙烯组合物，其特征在于，所述亲水性纳米二氧化硅的水接触角≤20
°
。3.根据权利要求1所述聚丙烯组合物，其特征在于，所述疏水性纳米二氧化硅的水接触角≥83
°
。4.根据权利要求1所述聚丙烯组合物，其特征在于，所述亲水性纳米二氧化硅的比表面积为200～380m2/g，所述疏水性纳米二氧化硅的比表面积为110～170m2/g。5.根据权利要求1所述聚丙烯组合物，其特征在于，所述线性低密度聚乙烯在190...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵汪洋，陈平绪，叶南飚，王林，陆湛泉，杨霄云，
申请(专利权)人：金发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：