本发明公开了一种长效聚乙烯抗静电母粒的制备方法，属于高分子材料
技术领域：
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背景技术：
：抗静电母粒是载体和抗静电体系高速混合、挤出成型，再切粒得到的，用于降低材料的表面电阻，防止静电给各个工业部门和人类带来的不良影响。高聚物在常规情况下为绝缘体，通常表面电阻为1012ω以上，防静电包装材料要求表面电阻为107-1011ω。高效抗静电母粒，由载体、抗静电剂、其他添加剂组成。添加入塑料中可以避免由于高聚物本身的绝缘性能而产生的静电从而使其能够适应it产品的包装要求和特殊抗静电制品的生产，对于制品的表面防尘有良好效果。聚乙烯材料具有性价比高、力学性能好、热性能稳定、加工性能及电绝缘性能优良等优点，广泛应用于工业、农业、医疗卫生、科学研究及日常生活等各个领域，但其表面导电性差，在使用过程中容易由于摩擦、挤压等原因使得制品表面产生静电积累，造成吸尘、电击，甚至产生火花后导致爆炸等恶性事故。因此，对抗静电母粒的研制应用发展迅速。目前，针对聚乙烯母粒抗静电性能的研究相对较少，且大多通过添加导电炭黑来达到抗静电目的，但是此法存在添加量大、分散困难、颜色单一和不利于规模化生产的问题。而传统的抗静电母粒还存在抗静电效果和抗静电时间无法进一步提升的问题，因此，如何改善传统抗静电母粒抗静电效果和抗静电时间无法进一步提高的缺点，以求探索研制出具有良好综合性能的抗静电母粒是待解决的问题。技术实现要素：本发明主要解决的技术问题是：针对传统抗静电母粒存在的抗静电效果和抗静电时间无法进一步提升的缺点，提供了一种长效聚乙烯抗静电母粒的制备方法。为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种长效聚乙烯抗静电母粒的制备方法，具体制备步骤为：（1）将甲苯与聚苯乙烯按质量比5：2～5：3混合，并加入甲苯质量0.1～0.2倍的硝酸铵和甲苯质量0.2～0.3倍的低熔点合金，搅拌混合后，超声分散，得聚苯乙烯混合物，将聚苯乙烯混合物与正己烷按体积比3：1～5：1混合，过滤，干燥，得预处理聚苯乙烯；（2）将预处理聚苯乙烯与水按质量比1：10～1：15混合，超声分散，得预处理聚苯乙烯分散液，将氧化石墨烯溶液与预处理聚苯乙烯分散液按质量比1：1～1：2混合，并加入氧化石墨烯质量0.2～0.3倍的2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖，氧化石墨烯质量0.1～0.2倍的多乙烯多胺和氧化石墨烯质量0.02～0.06倍的水溶性碳二亚胺，搅拌混合后，旋蒸浓缩，得改性聚苯乙烯混合物；（3）将改性聚苯乙烯混合物与碘化氢溶液按质量比3：1～6：1混合，搅拌还原后，过滤，干燥，得改性聚苯乙烯；（4）按重量份数计，依次称取：30～40份线性低密度聚乙烯，15～20份改性聚苯乙烯，5～8份阴离子表面活性剂，将线性低密度聚乙烯与改性聚苯乙烯混合，并加入阴离子表面活性剂，搅拌混合后，挤出造粒，得长效聚乙烯抗静电母粒。步骤（1）所述低熔点合金为锡铅合金，其中锡的质量分数为62%，铅的质量分数为38%；所述锡铅合金的粒径为50目。步骤（2）所述氧化石墨烯溶液为将氧化石墨烯与水按质量比1：200～1：300混合，超声分散，得氧化石墨烯溶液。步骤（2）所述多乙烯多胺为三乙烯四胺，乙二胺或二乙烯三胺中任意一种。步骤（4）所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，烷基酚聚氧乙烯醚或十二烷基硫酸钠中任意一种。本发明的有益效果是：本发明在制备长效聚乙烯抗静电母粒时加入改性聚苯乙烯，首先，改性聚苯乙烯表面包覆有石墨烯，石墨烯在加入产品中后可有效提高产品的导电性，从而使产品的抗静电效果提高，并且石墨烯在经过处理后表面接枝有壳聚糖季铵盐，当壳聚糖季铵盐分布于产品表层时，可在表面活性剂亲水端的作用下充分电离，从而使产品的抗静电性提高，其次，改性聚苯乙烯中聚苯乙烯微球内部含有硝酸铵，可在产品制备过程中发生分解，产生气体，从而使聚苯乙烯破裂，并均匀分布于产品中，进而使产品的抗静电性能提高，并且由于改性聚苯乙烯表面的石墨烯可与聚乙烯产生物理缠绕，进而使石墨烯不易被摩擦所消耗，进而使产品具有长效的抗静电性能，再者，改性聚苯乙烯中聚苯乙烯微球内部还含有低熔点合金，一方面，低熔点合金的加入可在产品制备过程中熔化，从而均匀分布于产品中，并与石墨烯在产品内部形成完整的导电通路，进而使产品的抗静电性能提高，另一方面，熔化后的合金可对聚苯乙烯和聚乙烯间的孔隙进行填充，进而使产品的抗静电性能进一步提高，并且由于低熔点合金被聚苯乙烯和聚乙烯所保护，且低熔点合金在聚合物中迁移能力较差，进而使产品抗静电效果和时间进一步提高。具体实施方式将甲苯与聚苯乙烯按质量比5：2～5：3混合于烧杯中，并向烧杯中加入甲苯质量0.1～0.2倍的硝酸铵和甲苯质量0.2～0.3倍的低熔点合金，于温度为55～65℃，转速为300～600r/min的条件下，搅拌混合40～50min后，将烧杯内物料于频率为45～55khz的条件下超声分散20～30min后，得聚苯乙烯混合物，将聚苯乙烯混合物与正己烷按体积比3：1～5：1混合，于温度为30～40℃，转速为300～400r/min的条件下，搅拌混合30～60min后，过滤，得滤饼，将滤饼于温度为60～70℃的条件下干燥60～80min后，得预处理聚苯乙烯；将预处理聚苯乙烯与水按质量比1：10～1：15混合，于频率为45～55khz的条件下超声分散30～40min后，得预处理聚苯乙烯分散液，将氧化石墨烯溶液与预处理聚苯乙烯分散液按质量比1：1～1：2混合于烧瓶中，并向烧瓶中加入氧化石墨烯质量0.2～0.3倍的2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖，氧化石墨烯质量0.1～0.2倍的多乙烯多胺和氧化石墨烯质量0.02～0.06倍的水溶性碳二亚胺，于温度为75～85℃，转速为300～400r/min的条件下，搅拌混合80～120min后，将烧瓶内物料于温度65～75℃，转速为120～150r/min，压力为500～600kpa的条件下，旋蒸浓缩至含水率为0～1%，得改性聚苯乙烯混合物；将改性聚苯乙烯混合物与质量分数为45～48%的碘化氢溶液按质量比3：1～6：1混合，于温度为100～105s℃，转速为300～350r/min的条件下搅拌还原30～60min后，过滤，得改性聚苯乙烯坯料，将改性聚苯乙烯坯料于温度为50℃的条件下真空干燥12～13h后，得改性聚苯乙烯；按重量份数计，依次称取：30～40份线性低密度聚乙烯，15～20份改性聚苯乙烯，5～8份阴离子表面活性剂，将线性低密度聚乙烯与改性聚苯乙烯混合于搅拌机中，并向搅拌机中加入阴离子表面活性剂，于温度为60～80℃，转速为300～400r/min的条件下，搅拌混合40～60min后，得坯料，将坯料于温度为185～190℃的条件下挤出造粒，得长效聚乙烯抗静电母粒。所述低熔点合金为锡铅合金，其中锡的质量分数为62%，铅的质量分数为38%；所述锡铅合金的粒径为50目。所述氧化石墨烯溶液为将氧化石墨烯与水按质量比1：200～1：300混合，超声分散，得氧化石墨烯溶液。所述多乙烯多胺为三乙烯四胺，乙二胺或二乙烯三胺中任意一种。所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，烷基酚聚氧乙烯醚或十二烷基硫酸钠中任意一种。将甲苯与聚苯乙烯按质量比5：3混合于烧杯中，并向烧杯中加入甲苯质量0.2倍的硝酸铵和甲苯质量0.3倍的低熔点合金，于温度为65℃，转速为600r/min的条件下，搅拌混合50min后，将烧杯内物料于频率为55khz的条件下超声分散30min后，得聚苯乙烯混合物，将聚苯乙烯混合物与正己烷按体积比5：1混合，于温度为40℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合60min后，过滤，得滤饼，将滤饼于温度为70℃的条件下干燥80min后，得预处理聚苯乙烯；将预处理聚苯乙烯与水按质量比1：15混合，于频率为55khz的条件下超声分散40min后，得预处理聚苯乙烯分散液，将氧化石墨烯溶液与预处理聚苯乙烯分散液按质量比1：2混合于烧瓶中，并向烧瓶中加入氧化石墨烯质量0.3倍的2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖，氧化石墨烯质量0.2倍的多乙烯多胺和氧化石墨烯质量0.06倍的水溶性碳二亚胺，于温度为85℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合120min后，将烧瓶内物料于温度75℃，转速为150r/min，压力为600kpa的条件下，旋蒸浓缩至含水率为1%，得改性聚苯乙烯混合物；将改性聚苯乙烯混合物与质量分数为48%的碘化氢溶液按质量比6：1混合，于温度为105s℃，转速为350r/min的条件下搅拌还原60min后，过滤，得改性聚苯乙烯坯料，将改性聚苯乙烯坯料于温度为50℃的条件下真空干燥13h后，得改性聚苯乙烯；按重量份数计，依次称取：40份线性低密度聚乙烯，20份改性聚苯乙烯，8份阴离子表面活性剂，将线性低密度聚乙烯与改性聚苯乙烯混合于搅拌机中，并向搅拌机中加入阴离子表面活性剂，于温度为80℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合60min后，得坯料，将坯料于温度为190℃的条件下挤出造粒，得长效聚乙烯抗静电母粒。所述低熔点合金为锡铅合金，其中锡的质量分数为62%，铅的质量分数为38%；所述锡铅合金的粒径为50目。所述氧化石墨烯溶液为将氧化石墨烯与水按质量比1：300混合，超声分散，得氧化石墨烯溶液。所述多乙烯多胺为三乙烯四胺。所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。将甲苯与聚苯乙烯按质量比5：3混合于烧杯中，并向烧杯中加入甲苯质量0.2倍的硝酸铵，于温度为65℃，转速为600r/min的条件下，搅拌混合50min后，将烧杯内物料于频率为55khz的条件下超声分散30min后，得聚苯乙烯混合物，将聚苯乙烯混合物与正己烷按体积比5：1混合，于温度为40℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合60min后，过滤，得滤饼，将滤饼于温度为70℃的条件下干燥80min后，得预处理聚苯乙烯；将预处理聚苯乙烯与水按质量比1：15混合，于频率为55khz的条件下超声分散40min后，得预处理聚苯乙烯分散液，将氧化石墨烯溶液与预处理聚苯乙烯分散液按质量比1：2混合于烧瓶中，并向烧瓶中加入氧化石墨烯质量0.3倍的2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖，氧化石墨烯质量0.2倍的多乙烯多胺和氧化石墨烯质量0.06倍的水溶性碳二亚胺，于温度为85℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合120min后，将烧瓶内物料于温度75℃，转速为150r/min，压力为600kpa的条件下，旋蒸浓缩至含水率为1%，得改性聚苯乙烯混合物；将改性聚苯乙烯混合物与质量分数为48%的碘化氢溶液按质量比6：1混合，于温度为105s℃，转速为350r/min的条件下搅拌还原60min后，过滤，得改性聚苯乙烯坯料，将改性聚苯乙烯坯料于温度为50℃的条件下真空干燥13h后，得改性聚苯乙烯；按重量份数计，依次称取：40份线性低密度聚乙烯，20份改性聚苯乙烯，8份阴离子表面活性剂，将线性低密度聚乙烯与改性聚苯乙烯混合于搅拌机中，并向搅拌机中加入阴离子表面活性剂，于温度为80℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合60min后，得坯料，将坯料于温度为190℃的条件下挤出造粒，得长效聚乙烯抗静电母粒。所述氧化石墨烯溶液为将氧化石墨烯与水按质量比1：300混合，超声分散，得氧化石墨烯溶液。所述多乙烯多胺为三乙烯四胺。所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。将甲苯与聚苯乙烯按质量比5：3混合于烧杯中，并向烧杯中加入甲苯质量0.3倍的低熔点合金，于温度为65℃，转速为600r/min的条件下，搅拌混合50min后，将烧杯内物料于频率为55khz的条件下超声分散30min后，得聚苯乙烯混合物，将聚苯乙烯混合物与正己烷按体积比5：1混合，于温度为40℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合60min后，过滤，得滤饼，将滤饼于温度为70℃的条件下干燥80min后，得预处理聚苯乙烯；将预处理聚苯乙烯与水按质量比1：15混合，于频率为55khz的条件下超声分散40min后，得预处理聚苯乙烯分散液，将氧化石墨烯溶液与预处理聚苯乙烯分散液按质量比1：2混合于烧瓶中，并向烧瓶中加入氧化石墨烯质量0.3倍的2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖，氧化石墨烯质量0.2倍的多乙烯多胺和氧化石墨烯质量0.06倍的水溶性碳二亚胺，于温度为85℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合120min后，将烧瓶内物料于温度75℃，转速为150r/min，压力为600kpa的条件下，旋蒸浓缩至含水率为1%，得改性聚苯乙烯混合物；将改性聚苯乙烯混合物与质量分数为48%的碘化氢溶液按质量比6：1混合，于温度为105s℃，转速为350r/min的条件下搅拌还原60min后，过滤，得改性聚苯乙烯坯料，将改性聚苯乙烯坯料于温度为50℃的条件下真空干燥13h后，得改性聚苯乙烯；按重量份数计，依次称取：40份线性低密度聚乙烯，20份改性聚苯乙烯，8份阴离子表面活性剂，将线性低密度聚乙烯与改性聚苯乙烯混合于搅拌机中，并向搅拌机中加入阴离子表面活性剂，于温度为80℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合60min后，得坯料，将坯料于温度为190℃的条件下挤出造粒，得长效聚乙烯抗静电母粒。所述低熔点合金为锡铅合金，其中锡的质量分数为62%，铅的质量分数为38%；所述锡铅合金的粒径为50目。所述氧化石墨烯溶液为将氧化石墨烯与水按质量比1：300混合，超声分散，得氧化石墨烯溶液。所述多乙烯多胺为三乙烯四胺。所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。将甲苯与聚苯乙烯按质量比5：3混合于烧杯中，并向烧杯中加入甲苯质量0.2倍的硝酸铵和甲苯质量0.3倍的低熔点合金，于温度为65℃，转速为600r/min的条件下，搅拌混合50min后，将烧杯内物料于频率为55khz的条件下超声分散30min后，得聚苯乙烯混合物，将聚苯乙烯混合物与正己烷按体积比5：1混合，于温度为40℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合60min后，过滤，得滤饼，将滤饼于温度为70℃的条件下干燥80min后，得预处理聚苯乙烯；将预处理聚苯乙烯与水按质量比1：15混合，于频率为55khz的条件下超声分散40min后，得预处理聚苯乙烯分散液，将氧化石墨烯溶液与预处理聚苯乙烯分散液按质量比1：2混合于烧瓶中，并向烧瓶中加入氧化石墨烯质量0.2倍的多乙烯多胺和氧化石墨烯质量0.06倍的水溶性碳二亚胺，于温度为85℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合120min后，将烧瓶内物料于温度75℃，转速为150r/min，压力为600kpa的条件下，旋蒸浓缩至含水率为1%，得改性聚苯乙烯混合物；将改性聚苯乙烯混合物与质量分数为48%的碘化氢溶液按质量比6：1混合，于温度为105s℃，转速为350r/min的条件下搅拌还原60min后，过滤，得改性聚苯乙烯坯料，将改性聚苯乙烯坯料于温度为50℃的条件下真空干燥13h后，得改性聚苯乙烯；按重量份数计，依次称取：40份线性低密度聚乙烯，20份改性聚苯乙烯，8份阴离子表面活性剂，将线性低密度聚乙烯与改性聚苯乙烯混合于搅拌机中，并向搅拌机中加入阴离子表面活性剂，于温度为80℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合60min后，得坯料，将坯料于温度为190℃的条件下挤出造粒，得长效聚乙烯抗静电母粒。所述低熔点合金为锡铅合金，其中锡的质量分数为62%，铅的质量分数为38%；所述锡铅合金的粒径为50目。所述氧化石墨烯溶液为将氧化石墨烯与水按质量比1：300混合，超声分散，得氧化石墨烯溶液。所述多乙烯多胺为三乙烯四胺。所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。对比例：上海某科技材料生产有限公司生产的抗静电母粒。将实例1至实例4所得的长效聚乙烯抗静电母粒及对比例产品进行性能检测，具体检测方法如下：表面电阻:按照gb/t1410测定；使用30天后再次检测其表面电阻。具体检测结果如表1所示：表1长效聚乙烯抗静电母粒性能检测结果检测项目实例1实例2实例3实例4对比例表面电阻率/ω3.1×1078.38×1083.65×1091.84×1095.0×101030天后表面电阻率/ω4.6×1078.95×1085.73×1098.84×1099.6×1010由表1检测结果可知，本发明技术方案制备的长效聚乙烯抗静电母粒具有优异的抗静电效果和长效抗静电的特点，在高分子材料技术行业的发展中具有广阔的前景。当前第1页12