一种抗静电的塑料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及塑料技术领域，具体涉及一种抗静电的塑料及其制备方法；包括原料为聚丙烯20～40份、改性碳纳米管1～2份、聚己内酰胺

【技术实现步骤摘要】
一种抗静电的塑料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及塑料
，具体涉及一种抗静电的塑料及其制备方法。

技术介绍

[0002]塑料及塑料制品在日常生产生活中被广泛使用，在一定程度上丰富和方便了人们的日常生活，然而，普通塑料制品不导电，在使用过程中电荷易于产生并在塑料表面累积，尤其是在干燥环境中，电荷累积量大时，会造成静电放电等现象，严重时甚至会造成火花、引发爆炸等，严重危及生产生活的安全稳定。
[0003]为充分发挥塑料制品在日常生产生活中的应用价值，减轻塑料静电吸尘对塑料制品外形美观的影响、减少静电带来的危害，对塑料进行抗静电改性是势在必行的。现有对塑料的改性多为添加抗静电剂，如在塑料中添加导电的炭黑、石墨烯，也有在塑料中少量添加导电金属的做法，然而，现有抗静电剂多在添加过程中存在于塑料相容性差，易团聚、不能形成完整均匀的导电网络结构，添加抗静电剂的塑料抗静电性能不均匀或不好等，此外，抗静电剂的使用在一定程度上会降低塑料的性能，造成塑料整体性能的下降，如易断裂、抗压能力降低等。
[0004]因此，增加塑料的抗静电性能，改善抗静电剂或导电材料与塑料的相容性，增强导电材料在塑料中的分散性，使得导电材料在塑料中均匀分布，形成完整的导电网络结构，使得电荷能够在导电网络中流动，避免电荷累积，对提高塑料的抗静电性能具有积极的意义；此外，提高导电材料与塑料的连接性能，发展多种适用于塑料的抗静电剂并协同使用，对保障塑料整体性能的稳定，进一步提高塑料的抗静电能力具有良好的实际意义。

技术实现思路

>[0005]本专利技术的目的在于提供一种抗静电的塑料及其制备方法，以聚丙烯为基本材料，以改性碳纳米管、聚己内酰胺
‑
聚醚共聚物、纳米铜粉为导电介质，采用熔融共混的方式制造抗静电的塑料，形成均匀的导电网络结构，为电荷转移提供通路，电荷不易聚集在塑料表面，提高了塑料的抗静电性能。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种抗静电的塑料，包括以下质量份数的原料：聚丙烯20～40份，改性碳纳米管1～2份，聚己内酰胺
‑
聚醚共聚物2～4份，纳米铜粉1～3份，分散剂2～6份，抗氧剂0.5～1份，助剂0.5～1份；
[0008]抗静电的塑料的制备方法，包括以下步骤：
[0009]步骤一：取质量份数的聚丙烯和聚己内酰胺
‑
聚醚共聚物混合均匀后，转移到反应容器中，加热至熔融，形成熔融混合物A；
[0010]步骤二：取质量份数的改性碳纳米管，缓慢加入质量份数的纳米铜粉，混合均匀后，加入质量份数的分散剂，混合均匀后，形成混合物B；
[0011]步骤三：将步骤二中得到的混合物B、质量份数的抗氧化剂、质量份数的助剂加入
到步骤一中得到的熔融混合物A，继续熔融共混30～60min，转移到双螺旋挤出机中，挤出，得到抗静电塑料。
[0012]进一步优选，改性碳纳米管，为取一定质量的碳纳米管，加入无水乙醇，超声分散30～60min后，加入一定质量的硅烷偶联剂，继续超声30～60min，后水浴加热到80～90℃，保温1～2h，降温至30～40℃后，加入一定质量的乙烯
‑
醋酸乙烯共聚物，超声30～60min后，得到改性碳纳米管。
[0013]进一步优选，改性碳纳米管制备中，其中碳纳米管、无水乙醇、硅烷偶联剂、乙烯
‑
醋酸乙烯共聚物的质量比为碳纳米管：无水乙醇：硅烷偶联剂：乙烯
‑
醋酸乙烯共聚物＝1：20：0.3～0.5：0.3～0.5。
[0014]进一步优选，改性碳纳米管制备中，硅烷偶联剂为γ
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甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或γ
‑
巯丙基三甲氧基硅烷；乙烯
‑
醋酸乙烯共聚物为乙烯
‑
醋酸乙烯共聚物的甲苯溶液，使用3～5倍乙烯
‑
醋酸乙烯共聚物的甲苯溶液，加热下溶解乙烯
‑
醋酸乙烯共聚物得到。
[0015]进一步优选，聚己内酰胺
‑
聚醚共聚物是由已内酰胺加热到熔融状态在真空氛围下和4倍已内酰胺质量的氢氧化钠反应生成已内酰钠，之后加入0.1～0.4倍已内酰胺质量的活化剂酰氯或异氰酸酯，与5～7倍已内酰胺质量的聚乙二醇单甲醚开环聚合成聚己内酰胺
‑
聚醚共聚物。涉及到的反应有：
[0016][0017]进一步优选，分散剂为聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯乳液、羧基聚乙二醇丙烯酸酯中的一种或多种。
[0018]进一步优选，抗氧剂为亚磷酸三苯酯、四[β
‑
(3，5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯按照质量比为1：1～3混合而成。
[0019]进一步优选，助剂包括润滑剂或增溶剂；润滑剂为聚丙烯蜡、硬脂酸醇、硬脂酸酰胺、硬脂酸丁脂中的一种或混合；增溶剂为马来酸酐接枝聚丙烯、聚丙烯酸钠、丙烯酸接枝聚丙烯中的一种或混合。
[0020]本专利技术的有益效果：
[0021]1、以聚丙烯为基本材料，以改性碳纳米管、聚己内酰胺
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聚醚共聚物、纳米铜粉为导电介质，采用熔融共混的方式制造抗静电的塑料，添加分散剂提高导电介质在加工过程中的分散性，添加抗氧剂提高抗静电塑料的抗氧化性能；其中改性碳纳米管，表面接枝有硅
烷偶联剂和乙烯
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醋酸乙烯共聚物，增加了碳纳米管在聚丙烯的相容性，使得改性碳纳米管在聚丙烯中能够均匀分布，形成三维的导电碳纳米管网，纳米铜粉分布在导电碳纳米管网的间隙，增强导电碳纳米管网的导电性能；聚己内酰胺
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聚醚共聚物在与聚丙烯熔融共混过程中，均匀分布在聚丙烯中，形成三维导电结构，配合三维的导电碳纳米管网，加速聚丙烯表面和内部的电荷传到，提高聚丙烯的抗静电性能。
[0022]2、本专利技术采用改性碳纳米管，先使用硅烷偶联剂对碳纳米管表面进行接枝改性，后使用乙烯
‑
醋酸乙烯共聚物再次改性，使得碳纳米管表面接枝有硅烷偶联剂和乙烯
‑
醋酸乙烯共聚物，增强了碳纳米管在聚丙烯中的相容性和分散性，避免了碳纳米管在加入过程中发生团聚现象，同时质量轻，均匀掺杂在塑料中，能够在聚丙烯中形成均匀的导电网络结构，为电荷转移提供通路，电荷不易聚集在塑料表面，提高了塑料的抗静电性能。
[0023]3、本专利技术采用的聚己内酰胺
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聚醚共聚物，为在熔融和真空的条件下，开环聚合制成的，与聚丙烯相容性好，且在形成塑料过程中，聚己内酰胺
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聚醚共聚物先与聚丙烯熔融，形成熔融混合物，使得聚己内酰胺
‑
聚醚共聚物在聚丙烯中均匀分布，最终在聚丙烯的内部和表面分布，形成从内部到外部的导电通路，有利于聚丙烯内外部电荷的传导；聚己内酰胺
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聚醚共聚物与聚丙烯的相容性好，对聚丙烯的力学性能影响较小，聚己本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗静电的塑料，其特征在于，包括以下质量份数的原料：聚丙烯20～40份，改性碳纳米管1～2份，聚己内酰胺
‑
聚醚共聚物2～4份，纳米铜粉1～3份，分散剂2～6份，抗氧剂0.5～1份，助剂0.5～1份；所述抗静电的塑料的制备方法，包括以下步骤：步骤一：取质量份数的聚丙烯和聚己内酰胺
‑
聚醚共聚物混合均匀后，转移到反应容器中，加热至熔融，形成熔融混合物A；步骤二：取质量份数的改性碳纳米管，缓慢加入质量份数的纳米铜粉，混合均匀后，加入质量份数的分散剂，混合均匀后，形成混合物B；步骤三：将步骤二中得到的混合物B、质量份数的抗氧化剂、质量份数的助剂加入到步骤一中得到的熔融混合物A，继续熔融共混30～60min，转移到双螺旋挤出机中，挤出，得到抗静电塑料。2.根据权利要求1所述的抗静电的塑料，其特征在于：所述改性碳纳米管，为取一定质量的碳纳米管，加入无水乙醇，超声分散30～60min后，加入一定质量的硅烷偶联剂，继续超声30～60min，后水浴加热到80～90℃，保温1～2h，降温至30～40℃后，加入一定质量的乙烯
‑
醋酸乙烯共聚物，超声30～60min后，得到改性碳纳米管。3.根据权利要求2所述的抗静电的塑料，其特征在于：所述改性碳纳米管制备中，碳纳米管、无水乙醇、硅烷偶联剂、乙烯
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醋酸乙烯共聚物的质量比为碳纳米管：无水乙醇：硅烷偶联剂：乙烯
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醋酸乙烯共聚物＝1：20：0.3～0.5：0.3～0.5。4.根据权利要求2所述的抗静电...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈禹宏，许梅婷，
申请(专利权)人：陈禹宏，
类型：发明
国别省市：