一种弱导聚丙烯复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种弱导聚丙烯复合材料及其制备方法，其由碳纳米管0.1

【技术实现步骤摘要】
一种弱导聚丙烯复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，具体是一种弱导聚丙烯复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]导电塑料现在被广泛应用于汽车、家电、电子电气、包装、建材等领域，聚丙烯因其易加工、冲击强度、挠曲性等特点在这些领域的应用范围也很广，但是其绝缘性能限制了应用。关于复合导电材料的研究不胜枚举，但仍然存在许多问题没有得到良好的解决。如在添加导电介质提高导电性的同时，力学性能下降，因此复合导电材料的发展主要集中在降低电阻率与提高材料的综合性能两个方面。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种弱导聚丙烯复合材料及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题，既能使复合材料的导电率足够低，又能保证复合材料的力学性能。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]本专利技术一方面公开了一种弱导聚丙烯复合材料，其由碳纳米管0.1
‑
1份、无机填料5
‑
25份、抗氧剂0.3
‑
0.9份、加工助剂0.1
‑
0.5份、聚丙烯49
‑
85份、聚乙烯5
‑
10份、增韧剂3
‑
10份和相容剂2
‑
6份按照重量份制得；所述碳纳米管经过1200℃以上高温处理。
[0006]进一步的：所述碳纳米管直径为10
‑
30nm，长度为5
‑
30μm。/>[0007]进一步的：所述相容剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯，其接枝率为1.2
‑
3.0％；所述无机填料为碳酸钙或者硫酸钡；所述增韧剂为乙烯
‑1‑
辛烯共聚物、乙烯
‑
丙烯聚合物或者乙烯
‑1‑
丁烯聚合物；所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂按照1:2的比例混合而成。
[0008]进一步的：所述聚丙烯为共聚聚丙烯，其熔指在230℃/2.16kg条件下为10
‑
40g/10min，乙烯含量为5
‑
10％。
[0009]进一步的：所述聚乙烯为高密度聚乙烯，其熔指在190℃/2.16kg条件下为3
‑
25g/10min。
[0010]进一步的：所述的加工助剂为硅酮粉或芥酸酰胺。
[0011]本专利技术另一个方面公开了一种如上述所述的聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0012]S1：将碳纳米管放入纯氮气保护下的烧结炉中反应4
‑
5小时，反应温度在1200℃以上；
[0013]S2：按重量份称取碳纳米管0.1
‑
1份、无机填料5
‑
25份、抗氧剂0.3
‑
0.9份、加工助剂0.1
‑
0.5份放入高混机中混合均匀，得第一混合物；
[0014]S3：按重量份称取聚丙烯49
‑
85份、聚乙烯5
‑
10份、增韧剂3
‑
10份和相容剂2
‑
6份，并加入第一混合物中混合均匀，得第二混合物；
[0015]S4：将第二混合物加入双螺杆螺旋机中挤出造粒，即得弱导聚丙烯复合材料。
[0016]进一步的：所述步骤S2中的混合步骤具体为：先在常温下混合2
‑
4min，再在90
‑
100℃温度下进行3
‑
5min的第二次混合。
[0017]进一步的：所述步骤S3中的混合时间为4
‑
6min，混合温度为常温。
[0018]进一步的：所述步骤S4中双螺杆挤出机各区温度为180
‑
220℃。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0020]1、本专利技术是通过碳纳米管的加入达到弱导电性的效果，添加量极低，既可以降低聚丙烯的表面电阻率，又对材料力学性能影响很小。
[0021]2、本专利技术所使用的碳纳米管经高温表面处理之后，其电阻比处理前降低0.1Ω
·
cm，更有利于生产弱导聚丙烯材料，另外此表面处理方式不需要酸碱液处理，操作方法简单、安全、便捷。
[0022]3、本专利技术复合材料的制备方法中，粉末状的组分先进行常温混合，再进行高温混合，由于碳纳米管添加量低，先进行常温混合可对碳纳米管进行预分散；再进行95℃高温混合，可以将加工助剂熔化到混合物中，可以起到更好的润滑作用。
[0023]4、本专利技术采用甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯作为相容剂，可以改善PP基体和无机填料、碳纳米管之间的界面结合力，从而提高复合材料的导电效果。
具体实施方式
[0024]为了便于理解本专利技术，下面将结合具体的实施例对本专利技术进行更全面的描述。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本专利技术的公开内容理解的更加透彻全面。
[0025]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本专利技术。
[0026]以下实施例和对比例中采用的主要原料及设备的具体信息如下：
[0027]双螺杆挤出机：长径比44：1，生产厂家为昆山科信橡塑机械有限公司。
[0028]聚丙烯：生产厂家为巴塞尔BX3800，
[0029]聚乙烯：生产厂家为抚顺石化2911，
[0030]增韧剂：生产厂家为陶氏POE8200，
[0031]碳纳米管：直径为22nm，长度为7μm，碳酸钙为3000目；
[0032]抗氧剂1010、抗氧剂168、芥酸酰胺、硅酮粉为市售。
[0033]相容剂：甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯(简称PP
‑
g
‑
GMA)的制备方法如下：
[0034](1)使用研磨机将聚丙烯研磨成粉，然后用40目滤网过筛，得到聚丙烯粉末；
[0035](2)将搅拌机加热到80℃后，向其中加入聚丙烯粉末100份，在60rpm转速下搅拌10min，然后再加入甲基丙烯酸缩水甘油酯10份和过氧化苯甲酰10份，将搅拌机温度调到120℃，转速调到100rpm，搅拌60min，得到混合物；
[0036](3)将混合物经水洗涤至中性后，再用异丙醇洗涤一次，在100℃条件下经过6个小时烘干，得到相容剂PP
‑
g
‑
GMA。
[0037]其中，步骤(1)所使用聚丙烯为均聚聚丙烯，其在230℃、2.16kg条件下的熔指为
3g/10min。相容剂的制备方法中的“份”均指重量份。
[0038]除相容剂之外，所有材料均为市售常规常用产品。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种弱导聚丙烯复合材料，其特征在于，其由碳纳米管0.1
‑
1份、无机填料5
‑
25份、抗氧剂0.3
‑
0.9份、加工助剂0.1
‑
0.5份、聚丙烯49
‑
85份、聚乙烯5
‑
10份、增韧剂3
‑
10份和相容剂2
‑
6份按照重量份制得；所述碳纳米管经过1200℃以上高温处理。2.根据权利要求1所述的一种弱导聚丙烯复合材料，其特征在于，所述碳纳米管直径为10
‑
30nm，长度为5
‑
30μm。3.根据权利要求1所述的一种弱导聚丙烯复合材料，其特征在于，所述相容剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯，其接枝率为1.2
‑
3.0％；所述无机填料为碳酸钙或者硫酸钡；所述增韧剂为乙烯
‑1‑
辛烯共聚物、乙烯
‑
丙烯聚合物或者乙烯
‑1‑
丁烯聚合物；所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂按照1:2的比例混合而成。4.根据权利要求1所述的一种弱导聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯为共聚聚丙烯，其熔指在230℃/2.16kg条件下为10
‑
40g/10min，乙烯含量为5
‑
10％。5.根据权利要求1所述的一种弱导聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚乙烯为高密度聚乙烯，其熔指在190℃/2.16kg条件下为3
‑
25g/10min。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁娜，杨桂生，姚晨光，邹冲，朱敏，邵灵芝，宋伟华，王华，
申请(专利权)人：合肥杰事杰新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：