一种塑料制品专用导电剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种塑料制品专用导电剂及其制备方法，所述塑料制品专用导电剂由以下重量份的原料制成：聚乙烯(PE)100份、聚乙烯蜡(PE蜡)8

【技术实现步骤摘要】
一种塑料制品专用导电剂及其制备方法


[0001]本专利技术为炭黑复合材料领域，具体涉及一种塑料制品专用导电剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]导电炭黑作为导电剂，相比石墨烯、碳纳米管等新型碳材料，仍具有较高性价比，因此，导电炭黑仍就是目前应用最为广泛的导电剂。但是传统导电炭黑作为导电剂被添加到应用体系时，往往会存在分散不均匀，导电效果不佳的情况。在某些特殊应用领域，如矿山、输油管道、航空航天、电子加工等领域，对制品本身抗静电要求较高。现有导电母粒产品，因导电炭黑的选择和生产工艺不匹配，很难实现导电炭黑均匀分散，往往需要较多的添加量才能满足其应用抗静电需求。因此提供一种添加量少、价格适宜、抗静电效果好的导电剂，且要求导电剂材料与应用体系具有良好的相容性，具有广阔的市场前景。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种塑料制品专用导电剂及其制备方法，可广泛适用于PE、PP、PS、ABS体系，用于生产抗静电管材、抗静电电缆线、抗静电薄膜以及各类抗静电塑料制品。为了实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0004]第一方面，本专利技术提供一种塑料制品专用导电剂，所述塑料制品专用导电剂由以下重量份原料制成：聚乙烯(PE)100份、聚乙烯蜡(PE蜡)8
‑
15份、导电炭黑20
‑
40份。
[0005]所述聚乙烯和聚乙烯蜡的分子量均为5万Da
‑
50万Da。
[0006]优选地，聚乙烯蜡的重量份可以为，例如，8份、10份、12份或15份。
[0007]优选地，导电炭黑的重量份可以为，例如，20份、25份、30份、35份或40份。
[0008]在一些实施方案中，所述聚乙烯(PE)为低密度聚乙烯(LDPE)和线性低密度聚乙烯(LLDPE)中的任何一种或两者任意比例的混合物。
[0009]低密度聚乙烯(LDPE)和线性低密度聚乙烯(LLDPE)的成形加工性好，作为导电母粒载体材料，适用于多种抗静电材料，应用范围更广。
[0010]在一些实施方案中，所述导电炭黑的DBP吸收值为120
‑
400cm3/100g，氮吸附比表面积为70
‑
450(m2/g)。
[0011]DBP代表了炭黑结构复杂程度，直接影响炭黑在应用体系导电网络的复杂程度，上述范围的DBP值，可基本满足炭黑导电性能的需求。更低DBP值，炭黑导电性能差，更高的DBP值，生产难以实现。氮吸附比表面积范围，是结合了导电炭黑的分散性能进行优先选的，该范围的炭黑，较容易分散均匀。
[0012]优选地，导电炭黑的DBP吸收值可以为，例如，120、125、130、138、150、180、200、220、250、285、300、350或400(cm3/100g)。
[0013]优选地，氮吸附比表面积可以为，例如，70、80、100、150、200、250、300、350、400或450(m2/g)。
[0014]DBP值，即炭黑吸油值，在规定的试验条件下，100g炭黑吸收邻苯二甲酸二丁酯
(DBP，di
‑
n
‑
butyl phthalate)的体积(cm3)数。用来表征炭黑的聚集程度。
[0015]本申请的塑料制品专用导电剂的表面电阻<100Ω
·
cm，制成抗静电材料后，抗静电材料的表面电阻低于108Ω
·
cm，能够满足抗静电的要求。
[0016]第二方面，本专利技术提供所述塑料制品专用导电剂的制备方法，所述方法包括以下步骤：
[0017](1)将聚乙烯、聚乙烯蜡、导电炭黑搅拌均匀，得到混合物S1；
[0018](2)将S1加入密炼机中进行密炼得到物料S2；
[0019](3)将S2在开炼机中压片得到薄片，将薄片在粉碎机中进行粉碎，得到颗粒物料S3；
[0020](4)将S3加入到双螺杆挤出机中，加热，均匀挤出圆柱条形物，经水冷，烘干干燥，切粒，制得所述塑料制品专用导电剂。
[0021]在一些实施方案中，步骤(2)中，密炼温度为100
‑
150℃，例如，100℃、110℃、120℃、130℃或150℃。
[0022]在一些实施方案中，步骤(2)中，密炼时间为20
‑
60min，例如，20min、30min、40min、50min或60min。
[0023]所述密炼温度和密炼时间，兼顾了密封过程各组分的混合分散均匀性和分散效率。温度过低和时间太短，都不能保证导电剂的均一性良好，温度过高，体系粘度太低，不利于混合均匀。时间过长，影响生产效率。
[0024]在一些实施方案中，步骤(4)中，双螺杆挤出机的螺杆长径比L/D＝20
‑
30/1，例如，20/1、25/1或30/1；螺杆转速20
‑
120r/min，例如，20、50、70、80、90、100或120r/min。
[0025]上述螺杆参数的选择，同时兼顾了满足导电剂的均匀性和加工效率的要求。
[0026]在一些实施方案中，步骤(4)中，各加热段控制温度为110
‑
170℃，例如，可以为110℃、130℃、145℃、155℃或170℃；模头控制温度为110℃、120℃、130℃、150℃或170℃。
[0027]在所述加热段温度条件下，该体系熔融状态下的粘度适宜，各组分更易在螺杆挤出的压力环境下，形成均一的熔融状态。
[0028]在一些实施方案中，步骤(4)中制得的导电剂为长1
‑
3mm、直径1.5
‑
2.5mm的圆柱体颗粒。
[0029]优选地，制得的导电剂的圆柱体小颗粒直径可以为1.5mm、2mm或2.5mm，长为1mm、2mm或3mm。
[0030]第三方面，本专利技术提供所述塑料制品专用导电剂在抗静电塑料制品中的应用。
[0031]优选地，所述抗静电制品包括抗静电管材、抗静电电缆线、抗静电薄膜或其他抗静电材料。
[0032]与现有技术相比，本专利技术提供的塑料制品专用导电剂的制备方法具有以下有益效果：
[0033](1)本专利技术的塑料制品专用导电剂的导电性能优异，较少的添加量即可满足抗静电需求；
[0034](2)本专利技术的塑料制品专用导电剂适用范围广，与聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、丙烯腈
‑
丁二烯
‑
苯乙烯共聚物(ABS)等基材具有良好的相容性，可广泛应用于抗静电管材、抗静电电缆线、抗静电薄膜以及各类抗静电塑料制品领域。
具体实施方式
[0035]下面通过具体实施例的方式对本专利技术做进一步详述，但本专利技术保护范围并不局限于这些实施例。凡是基于上述技术思想，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种塑料制品专用导电剂，其特征在于，所述塑料制品专用导电剂由以下重量份的原料制成：聚乙烯100份、聚乙烯蜡8
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15份、导电炭黑20
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40份。2.根据权利要求1所述的塑料制品专用导电剂，其特征在于，所述聚乙烯为低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯中的任何一种或两者任意比例的混合物。3.根据权利要求1所述的塑料制品专用导电剂，其特征在于，所述导电炭黑的DBP吸收值为120
‑
400cm3/100g，氮吸附比表面积为70
‑
450m2/g。4.一种权利要求1所述的塑料制品专用导电剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将聚乙烯、聚乙烯蜡、导电炭黑搅拌均匀，得到混合物S1；(2)将S1加入密炼机中进行密炼得到物料S2；(3)将S2在开炼机中压片得到薄片，将薄片在粉碎机中进行粉碎，得到颗粒物料S3；(4)将S3加入到双螺杆挤出机中，加热，均匀挤出圆柱条形物，经水冷，烘干干燥，切粒，制得所述塑料制品专用导电剂。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨奎，
申请(专利权)人：中昊黑元化工研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：