碳纳米管改性的聚丙烯复合材料及其制备方法、注塑制件技术

本申请属于材料技术领域，尤其涉及一种碳纳米管改性的聚丙烯复合材料及其制备方法，以及一种注塑制件。制备方法包括步骤：获取包括50～100份聚丙烯树脂、0.1～10份导电剂、0～10份增韧剂、0～30份填料、0～2份颜料和0～2份助剂的原料组分；导电剂包括碳纳米管；将原料组分制成混合物料后，添加到双螺杆挤出机中进行挤出造粒，得到碳纳米管改性的聚丙烯复合材料；其中，双螺杆挤出机中各段温度为220～250℃，熔融塑化段采用逐段增强的剪切元件组合，混炼均化段采用剪切片和齿型盘的排列组合。通过对双螺杆挤出机中螺纹元件的特定设计，使各组分分布均匀，复合材料制件同时具有较高导电性能、表面平整度和机械力学性。表面平整度和机械力学性。表面平整度和机械力学性。

【技术实现步骤摘要】
碳纳米管改性的聚丙烯复合材料及其制备方法、注塑制件


[0001]本申请属于材料
，尤其涉及一种碳纳米管改性的聚丙烯复合材料及其制备方法，以及一种注塑制件。

技术介绍

[0002]目前市面上的抗静电材料种类很多，传统的导电材料添加导电炭黑，导电性能差，需添加量大，加工时流动性变差。并且有模灰，容易在生产时掉模灰污染载带；摩擦易掉碳粉，容易对电子元器件产生污染，甚至报废。
[0003]聚丙烯(Polypropylene，PP)，半结晶性塑料，具有密度低、易加工等特点。经过碳纳米管改性后的聚丙烯复合材料具有高导电性能，以及优良的流动性，在半导体，电子包装，运载等领域大量使用。然而，由于碳纳米管本身分散性差，在改性过程中极易团聚，导致注塑的制件表面形成麻点颗粒，影响制件的外观及后续使用性能。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种碳纳米管改性的聚丙烯复合材料及其制备方法，以及一种注塑制件，旨在一定程度上解决现有碳纳米管改性的聚丙烯复合材料中碳纳米管分散性差，导致注塑的制件表面形成麻点颗粒，影响制件的外观及后续使用性能的问题。
[0005]为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：
[0006]第一方面，本申请提供一种碳纳米管改性的聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0007]获取包括50～100份聚丙烯树脂、0.1～10份导电剂、0～10份增韧剂、0～30份填料、0～2份颜料和0～2份助剂的原料组分；其中，所述导电剂包括碳纳米管；
[0008]将所述原料组分制成混合物料后，添加到双螺杆挤出机中进行挤出造粒，得到碳纳米管改性的聚丙烯复合材料；其中，所述双螺杆挤出机中各段温度为220～250℃，熔融塑化段采用逐段增强的剪切元件组合，混炼均化段采用剪切片和齿型盘的排列组合。
[0009]在一些可能的实现方式中，所述双螺杆挤出机依次包括物料输送段、所述熔融塑化段、所述混炼均化段、真空排气段和挤出建压段。
[0010]在一些可能的实现方式中，所述双螺杆挤出机中各段温度为220～250℃，螺杆转速为300～600rpm。
[0011]在一些可能的实现方式中，所述熔融塑化段的螺杆组合顺序依次为K30
°
/7/64、K45
°
/5/56、K60
°
/4/44、44/44、K45
°
/5/56、K60
°
/4/44、44/44、K60
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/4/44、K90
°
/45/56、44/44、K45
°
/5/56、K60
°
/4/44、K90
°
/45/56和44/22L。
[0012]在一些可能的实现方式中，所述混炼均化段的螺杆组合顺序依次为K45
°
/5/56、K60
°
/4/56、K90
°
/45/56、44/44、C18、C18、44/44、K60
°
/4/56、K90
°
/45/56、K45
°
/5/36L、44/44、C18、C18、44/44、K60
°
/4/56和K90
°
/45/56。
[0013]在一些可能的实现方式中，所述物料输送段的螺杆组合顺序依次为：56/56、96/
96、96/96、96/48、72/72、64/64、44/44和44/44。
[0014]在一些可能的实现方式中，所述真空排气段的螺杆组合顺序依次为：44/22L、72/72、72/72、72/72、72/72和72/72。
[0015]在一些可能的实现方式中，所述挤出建压段的螺杆组合顺序依次为：64/64、56/56、44/44、44/44和44/44。
[0016]在一些可能的实现方式中，所述原料组分包括50～100份聚丙烯树脂、1～10份导电剂、1～10份增韧剂、1～30份填料、0～2份颜料和1～2份助剂；所述导电剂为碳纳米管。
[0017]在一些可能的实现方式中，所述聚丙烯树脂为熔体流动速率为10～20g/10min的高流动速率聚丙烯与熔体流动速率为0.5～5g/10min的低流动速率的聚丙烯复配制品。
[0018]在一些可能的实现方式中，所述增韧剂的密度为0.80～0.90g/cm3，熔体流动速率为0.1～2g/10min。
[0019]在一些可能的实现方式中，所述填料选自滑石粉、硫酸钡、碳酸钙、硅灰石中的至少一种。
[0020]在一些可能的实现方式中，所述颜料选自炭黑、黑种中的至少一种。
[0021]在一些可能的实现方式中，所述助剂选自相容剂、润滑剂中的至少一种。
[0022]在一些可能的实现方式中，所述碳纳米管包括单壁碳纳米管、多壁碳纳米管中的至少一种。
[0023]在一些可能的实现方式中，所述碳纳米管包括阵列碳纳米管、酸化碳纳米管、硫化碳纳米管中的至少一种。
[0024]在一些可能的实现方式中，所述高流动速率聚丙烯与所述低流动速率聚丙烯的质量比为(5～10)：1。
[0025]在一些可能的实现方式中，所述碳纳米管选自具有手性的管径为2～20nm，长度为0.1～100μm，长径比为(8000～15000)：1，比表面积为200～350m2/g的多壁碳纳米管。
[0026]在一些可能的实现方式中，所述增韧剂选自乙烯基弹性体、丙烯基弹性体、三元乙丙橡胶、丙烯腈
‑
苯乙烯
‑
丁二烯共聚物、氢化丙烯腈
‑
苯乙烯
‑
丁二烯弹性体中的至少一种。
[0027]第二方面，本申请提供一种碳纳米管改性的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯复合材料根据上述方法制得。
[0028]第三方面，本申请提供一种注塑制件，所述注塑制件由上述的碳纳米管改性的聚丙烯复合材料制得。
[0029]本申请第一方面提供的碳纳米管改性的聚丙烯复合材料的制备方法，将配方量的各原料组分制成混合物料后，采用螺杆组合特定设计的双螺杆挤出机中进行挤出造粒。其中，熔融塑化段采用的是逐段增强的剪切元件组合，通过强剪切作用，打开碳纳米管的团聚体；混炼均化段采用的是剪切片和齿型盘的排列组合，同时起到剪切和分散均匀的作用。使碳纳米管粉体在聚丙烯树脂基体中分散更加均匀，解决碳纳米管在聚丙烯树脂中分散不均导致制件表面形成麻点颗粒的问题，提高碳纳米管改性的聚丙烯复合材料制件的外观及后续使用性能。另外，控制双螺杆挤出机中各段温度为220～250℃，避免基材树脂在螺筒内碳化严重，造成材料表面麻点颗粒严重的问题。所制备的碳纳米管改性聚丙烯复合材料同时具有较高导电性能、表面平整度、机械力学性、且易加工等特性，可以用于晶圆模盒、半导体的装载等领域中。
[0030]本申请第二方面提供的碳纳米管改性的聚丙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳纳米管改性的聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：获取包括50～100份聚丙烯树脂、0.1～10份导电剂、0～10份增韧剂、0～30份填料、0～2份颜料和0～2份助剂的原料组分；其中，所述导电剂包括碳纳米管；将所述原料组分制成混合物料后，添加到双螺杆挤出机中进行挤出造粒，得到碳纳米管改性的聚丙烯复合材料；其中，所述双螺杆挤出机中各段温度为220～250℃，熔融塑化段采用逐段增强的剪切元件组合，混炼均化段采用剪切片和齿型盘的排列组合。2.如权利要求1所述的碳纳米管改性的聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机依次包括物料输送段、所述熔融塑化段、所述混炼均化段、真空排气段和挤出建压段；和/或，所述双螺杆挤出机中各段温度为220～250℃，螺杆转速为300～600rpm。3.如权利要求2所述的碳纳米管改性的聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述熔融塑化段的螺杆组合顺序依次为K30
°
/7/64、K45
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/5/56、K60
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/4/44、44/44、K45
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/5/56、K60
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/4/44、44/44、K60
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/4/44、K90
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/45/56、44/44、K45
°
/5/56、K60
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/4/44、K90
°
/45/56和44/22L。4.如权利要求3所述的碳纳米管改性的聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述混炼均化段的螺杆组合顺序依次为K45
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/5/56、K60
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/4/56、K90
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/45/56、44/44、C18、C18、44/44、K60
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/4/56、K90
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/45/56、K45
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/5/36L、44/44、C18、C18、44/44、K60
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/4/56和K90
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/45/56。5.如权利要求2～4任一项所述的碳纳米管改性的聚丙烯复合材料的...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫甲新，章驰天，李雪松，张政，彭成，陈清萍，刘斌，林静枝，柴树民，刘春林，陈立强，梅佳明，
申请(专利权)人：深圳烯湾科技有限公司，
类型：发明
国别省市：