【技术实现步骤摘要】
一种抗静电聚乙烯组合物和聚乙烯成型体及其制备方法
[0001]本专利技术属于高分子材料
,具体地,涉及一种抗静电聚乙烯组合物,一种聚乙烯成型体以及该聚乙烯成型体的制备方法。
技术介绍
[0002]随着聚乙烯粉末化技术的成熟、各种滚塑专用料的开发以及滚塑设备成本的下降,滚塑工艺逐渐成为塑料成型工艺中极具竞争力的一种成型方式,发展迅猛。滚塑成型适于大型及特大型制件、各种复杂形状的中空制件,在化工、机械、电子、轻工和军工等行业均有广泛应用,如车辆燃油箱、储物箱、大中型容器、汽车零部件、包装箱、运输箱和耐腐蚀容器内胆。
[0003]聚乙烯防静电性较差,在与外界摩擦时易产生静电荷,而且电荷不易泄漏出去,在滚塑制品表面会不断积聚。聚乙烯表面带电后,若没有有效表面或者抗静电处理,会吸附空气中的灰尘及污物。当人体接触到带静电的聚乙烯时,会产生触电的感觉。滚塑制备的大型中空制品容易发生静电积聚,这将会发生静电引力(或斥力)、电击或火花放电现象,在易燃、易爆物质环境条件下会酿成巨大灾害。当聚乙烯滚塑中空制品用于大型儿童娱乐器械以及体育器械时,经常出现的静电问题容易对儿童及运动员造成不适及伤害。为了避免静电的影响,必须对聚乙烯进行抗静电改性,以适应某些特殊场合。
[0004]作为一种由sp2杂化碳原子构成的单原子层厚度二维纳米碳材料,石墨烯是富勒烯、石墨、碳纳米管等炭材料的基本组成单元。自从2004年曼彻斯特大学的Geim等人首次利用微机械剥离法得到单独存在的单层和薄层石墨烯,随后的研究表明石墨烯具有特殊的电子特性。 ...
【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基础树脂和边缘改性石墨烯;所述边缘改性石墨烯的平均片径为2-30μm,平均纵横比为600-10000:1;电导率为200-800S/m;所述边缘改性石墨烯中,以氧元素计的氧含量为3-30at%,以氢元素计的氢含量为1-10at%。2.根据权利要求1所述的抗静电聚乙烯组合物,其中,所述边缘改性石墨烯的平均片径为5-15μm,平均纵横比为1200-4500:1,优选为1500-3800:1;电导率为300-600S/m;所述边缘改性石墨烯中,以氧元素计的氧含量为5-18at%,以氢元素计的氢含量为3-8at%。3.根据权利要求1或2所述的抗静电聚乙烯组合物,其中,所述边缘改性石墨烯为在超临界二氧化碳下通过磨盘研磨石墨制得。4.根据权利要求3所述的抗静电聚乙烯组合物,其中,所述边缘改性石墨烯由包括以下步骤的方法制得:在高压磨盘釜中、在超临界二氧化碳的存在下将石墨粉进行研磨;所述石墨粉优选选自鳞片石墨粉和/或膨胀石墨粉,更优选地,所述石墨粉的粒径为10-80目,优选为20-60目。5.根据权利要求4所述的抗静电聚乙烯组合物,其中,所述边缘改性石墨烯由包括以下步骤的方法制得:步骤S1,将纯化或未纯化的石墨粉加入高压磨盘釜中;步骤S2,将二氧化碳通入高压磨盘釜中,并使其处于超临界状态,形成包含石墨粉和超临界二氧化碳的物料;步骤S3,将包含石墨粉和超临界二氧化碳的物料进行研磨。6.根据权利要求5所述的抗静电聚乙烯组合物,其中,步骤S2中,通过使釜内的温度超过32.26℃,压力超过72.9atm使二氧化碳进入超临界状态。7.根据权利要求5所述的抗静电聚乙烯组合物,其中,步骤S3中,研磨完成后,使高压磨盘釜内的压力快速下降;优选地,使高压磨盘釜内的压力在5-20秒内下降至1atm以下。8.根据权利要求4所述的抗静电聚乙烯组合物,其中,所述高压磨盘釜中,温度为35-200℃,优选为35-100℃,更优选为35-70℃;压力为75-165atm,优选为75-165atm,更优选为75-125atm;搅拌速度为500-10000r/min,优选为500-5000r/min;研磨的时间为6-48小时。9.根据权利要求1或2所述的抗静电聚乙烯组合物,其中,以聚乙烯基础树脂为100重量份计,所述边缘改性石墨烯的含量为0.05-5重量份,优选为0.1-2重量份。10.一种聚乙烯成型体,其特征在于,该聚乙烯成型体由权利要求1-9中任意一项所述的抗静电聚乙烯组合物制得。11.根据权利要求10所述的聚乙烯成型体,其中,所述聚乙烯成型体为单层结构,所述聚乙烯为中密度聚乙烯。12.根据权利要求11所述的聚乙烯成型体,其中,所述中密度聚乙烯的密度为0.930-0.940g/cm3,在温度为190℃、2.16kg载荷下的熔体流动质量速率为5-7g/10min。13.根据权利要求10所述的聚乙烯成型体,其中,所述聚乙烯成型体为多层结构,包括内层、中间层和表层;所述内层为第一聚乙烯组合物形成的层,所述第一聚乙烯组合物包括聚乙烯A和任选的交联剂;所述中间层为第二聚乙烯组合物形成的发泡层,所述第二聚乙烯组合物包括聚乙烯B
和发泡剂;所述表层为第三聚乙烯组合物形成的抗静电层,所述第三聚乙烯组合物包括聚乙烯C、接枝聚乙烯和所述边缘改性石墨烯。14.根据权利要求13所述的聚乙烯成型体,其中,所述聚乙烯A为中密度聚乙烯;优选地,所述第一聚乙烯组合物中,以聚乙烯A为100重量份计,所述交联剂的含量为0-5重量份,优选为0.5-5重量份。15.根据权利要求14所述的聚乙烯成型体,其中,所述中密度聚乙烯的密度为0.930-0.940g/cm3,在温度为190℃、2.16kg载荷下的熔体质量流动速率为5-7g/10min。16.根据权利要求13所述的聚乙烯成型体,其中,所述内层在温度为200℃、频率为1Hz和应变为1%时的剪切粘度η为30000-60000Pa
·
s,优选为35000-50000Pa
·
s;所述内层的凝胶含量优选为50-70重量%,进一步优选为55-65重量%。17.根据权利要求13所述的聚乙烯成型体,其中,所述聚乙烯B和聚乙烯C各自独立地含有组分α、组分β、组分γ;所述组分α为乙烯/α烯烃共聚的线性低密度聚乙烯,其在温度为190℃、载荷为2.16kg下的熔融指数MI
A
为0.01-2g/10min,优选MI
A
为0.01-1.5g/10min,更优选MI
A
为0.01-1g/10min;密度ρ
A
为0.880-0.936g/cm3,优选ρ
A
为0.910-0.930g/cm3,更优选ρ
A
为0.915-0.926g/cm3;所述组分β为乙烯/α烯烃共聚的线性低密度聚乙烯,其在温度为190℃、载荷为2.16kg下的熔融指数MI
B
为2.1-14.9g/10min,优选...
【专利技术属性】
技术研发人员:郭鹏,吕明福,徐耀辉,王湘,林华杰,李杰,张师军,高达利,杨来琴,张琦,尹华,
申请(专利权)人:中国石油化工股份有限公司北京化工研究院,
类型:发明
国别省市:
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