本发明属于高分子材料技术领域，特别是指一种耐磨抗静电pp复合材料及其制备方法。
背景技术：
聚丙烯(pp)是一种重要的热塑性聚合物，广泛应用于家用电器、机械配件、办公用品和通讯器材等领域。pp具有质轻、无毒、无臭，化学稳定性好，且在常温下不溶于一般溶剂，吸水性小等优点，但是纯pp的耐磨性和抗静电性能差，这限制了pp在一些特殊领域的应用。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种耐磨抗静电pp复合材料及其制备方法，以解决现有的pp材料的耐磨性和抗静电性能差的问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种耐磨抗静电pp复合材料，按重量份数由以下组分组成：
所述耐磨剂的制备步骤如下：
1)tio2-g-pmma的制备
(1)称取纳米tio2，加入到乙醇溶液中，再加入偶联剂，超声波处理设定时间，滴加一定量的醋酸溶液调节ph到3-5之间；
(2)将步骤(1)的混合溶液，在恒温搅拌一定时间，冷却后固液分离，然后再真空干燥得到处理后的纳米tio2；
(3)称取步骤(2)中处理后的纳米tio2，加入辛烷基苯酚聚氧乙烯醚、水及十二烷基苯磺酸钠，调节ph至9-11之间；
(4)将过硫酸钾及甲基丙烯酸甲酯单体加入至步骤(3)中，升温至60-80℃反应6-8h，然后冷却至室温，抽滤干燥既得产物tio2-g-pmma；
2)耐磨剂的制备
(1)称取一定质量步骤1)的tio2-g-pmma及pom；
(2)将步骤(1)物料一起通过高速混合机搅拌，形成混合物料；
(3)将步骤(2)的混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融、挤出造粒、水冷、切粒及干燥既得所述耐磨剂。
优选地，步骤(1)中的tio2-g-pmma与pom质量比为(20-40)：(60-80)。
步骤(2)的高速搅拌机温度为60～100℃，转速120～240r/min。
步骤(3)的双螺杆挤出机包含六个区，其中各区温度及螺杆转速分别为：
一区温度120～180℃，二区温度190～210℃，三区温度190～210℃，四区温度190～210℃，五区温度190～210℃，六区温度190～210℃，机头温度190～210℃；螺杆转速180～300r/min。
所述抗静电剂为石墨烯微粉，更优选的为氧化石墨烯。
所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯中的一种或几种的混合。
所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙或硬脂酸钾中的一种或多种。
一种耐磨抗静电pp复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取60份-80份的pp、8份-12份耐磨剂、12份-16份石墨烯、0.1份-0.5份抗氧剂、0.1份-0.3份润滑剂混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到pp复合材料。
优选地，所述步骤(2)具体为：通过双螺杆挤出机挤出造粒，其中，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度150～170℃，二区温度200～230℃，三区温度200～230℃，四区温度200～230℃，五区温度200～230℃，六区温度200～230℃，机头温度200～230℃,螺杆转速200～280r/min。
本发明的有益效果是：
本技术方案首先通过合成tio2-g-pmma，再让其与pom进行改性，最后制得一种新型的耐磨剂，用来提升pp复合材料的耐磨性能。
本技术方案中通过氧化石墨烯的加入改善了pp复合材料的抗静电性能。
具体实施方式
以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。
本申请的实施例中所用的原料如下：
pp(型号z30s),茂名石化；纳米tio2，芜湖华泰化工；mma,国药集团上海化学试剂有限公司；kps,国药集团上海化学试剂有限公司；十二烷基苯磺酸钠,国药集团上海化学试剂有限公司；op-10,国药集团上海化学试剂有限公司；乙醇，国药集团上海化学试剂有限公司；抗氧剂(型号irganox168、irganox1010、irganox1330)，瑞士汽巴精化；硬脂酸锌，汉维新材料；硬脂酸钙，武汉万荣科技；硬脂酸钾，邦诺化工；pom(型号m90),云天化股份有限公司。
本申请各实施例所用的测试仪器如下：
zsk30型双螺杆挤出机，德国w&p公司；jl-1000型拉力试验机，广州市广才实验仪器公司生产；htl900-t-5b型注射成型机，海太塑料机械有限公司生产；xcj-500型冲击测试机，承德试验机厂生产；qt-1196型拉伸测试仪，东莞市高泰检测仪器有限公司；qd-gjs-b12k型高速搅拌机，北京恒奥德仪器仪表有限公司。
本申请提供一种耐磨抗静电pp复合材料，按重量份数由以下组分组成：
耐磨剂的制备步骤如下：
1)tio2-g-pmma的制备
(1)称取15-20g纳米tio2，加入到250-300ml的乙醇溶液中，再加入1-4g偶联剂kh550，超声波处理2-4h，滴加一定量的醋酸溶液调节ph到3-5之间；
(2)将步骤(1)的混合溶液移入到三口烧瓶中，在70-90℃恒温搅拌4-6h，冷却后固液分离，然后在80-100℃的真空干燥箱里干燥得到处理后的纳米tio2；
(3)称取步骤(2)中6-8g处理后的纳米tio2，放入三口烧瓶中，加入1.5-2ml辛烷基苯酚聚氧乙烯醚(op-10)、100-240ml水及0.2-0.4g十二烷基苯磺酸钠，调节ph至9-11之间；
(4)将0.2-0.4g过硫酸钾(kps)及6-8ml甲基丙烯酸甲酯(mma)单体加入至步骤(3)中，升温至60-80℃反应6-8h，然后冷却至室温，抽滤干燥既得产物tio2-g-pmma；
2)耐磨剂的制备
(1)称取一定质量步骤1)的tio2-g-pmma及pom；tio2-g-pmma与pom质量比为(20-40)：(60-80)；
(2)将步骤(1)物料一起通过高速混合机搅拌10-12分钟，形成混合物料；高速搅拌机温度为60～100℃，转速120～240r/min；
(3)将步骤(2)的混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融、挤出造粒、水冷、切粒及干燥既得耐磨剂。
步骤(3)的双螺杆挤出机包含六个区，其中各区温度及螺杆转速分别为：
一区温度120～180℃，二区温度190～210℃，三区温度190～210℃，四区温度190～210℃，五区温度190～210℃，六区温度190～210℃，机头温度190～210℃；螺杆转速180～300r/min。
抗静电剂为石墨烯微粉，更优选的为氧化石墨烯。
抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯中的一种或几种的混合。
润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙或硬脂酸钾中的一种或多种。
一种耐磨抗静电pp复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取60份-80份的pp、8份-12份耐磨剂、12份-16份石墨烯、0.1份-0.5份抗氧剂、0.1份-0.3份润滑剂混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到pp复合材料。
优选地，步骤(2)具体为：通过双螺杆挤出机挤出造粒，其中，双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度150～170℃，二区温度200～230℃，三区温度200～230℃，四区温度200～230℃，五区温度200～230℃，六区温度200～230℃，机头温度200～230℃,螺杆转速200～280r/min。
实施例1
(1)称取60份pp、8份耐磨剂、12份氧化石墨烯、0.1份irganox168、0.1份硬脂酸锌混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到pp复合材料p1。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度150℃，二区温度200℃，三区温度200℃，四区温度200℃，五区温度200℃，六区温度200℃，机头温度200℃,螺杆转速200r/min。
实施例2
(1)称取80份pp、12份耐磨剂、16份氧化石墨烯、0.1份irganox168、0.2份irganox1010、0.2份irganox1330、0.15份硬脂酸钠、0.15份硬脂酸锌混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到pp复合材料p2。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度170℃，二区温度230℃，三区温度230℃，四区温度230℃，五区温度230℃，六区温度230℃，机头温度230℃,螺杆转速280r/min。
实施例3
(1)称取70份pp、10份耐磨剂、14份氧化石墨烯、0.1份irganox168、0.2份irganox1010、0.1份硬脂酸钠、0.1份硬脂酸锌混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到pp复合材料p3。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度160℃，二区温度215℃，三区温度215℃，四区温度215℃，五区温度215℃，六区温度215℃，机头温度215℃；螺杆转速240r/min。
实施例4
(1)称取75份pp、11份耐磨剂、13份氧化石墨烯、0.1份irganox1010、0.2份irganox1330、0.1份硬脂酸钙、0.1份硬脂酸锌混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到pp复合材料p4。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度165℃，二区温度205℃，三区温度205℃，四区温度205℃，五区温度205℃，六区温度205℃，机头温度205℃；螺杆转速260r/min。
实施例5
(1)称取70份pp、12份耐磨剂、15份氧化石墨烯、0.1份irganox1010、0.1份irganox168、0.15份硬脂酸钙，0.15份硬脂酸钠混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到pp复合材料p5。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度165℃，二区温度225℃，三区温度225℃，四区温度225℃，五区温度225℃，六区温度225℃，机头温度225℃；螺杆转速255r/min。
对比例1
(1)称取称取60份pp、0.1份irganox1010、0.2份irganox168、0.15份硬脂酸钙，0.15份硬脂酸钠混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到pp复合材料d1。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度155℃，二区温度215℃，三区温度215℃，四区温度215℃，五区温度215℃，六区温度215℃，机头温度215℃；螺杆转速215r/min。
性能测试：
将上述实施例1-5及对比例1制备的pp复合材料用注塑机制成样条测试，测试数据如下表：
从上表可以看出，从表中还可以看出实施例1-5的耐磨性能和抗静电性能都要好于对比例1，对于扩展pp复合材料的应用领域，具有非常重要的意义。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。