专利名称：：一种抗静电聚丙烯复合材料及其制备方法
技术领域：
：本发明涉及一种抗静电聚丙烯复合材料及其制备方法，更具体的是通过添加抗静电剂提高聚丙烯复合材料的抗静电性能，可用于电子、石油化工、医疗等领域，属于聚合物改性和加工
技术领域：
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背景技术：
：聚丙烯(PP)因其具有良好的加工性能和物理、力学、化学性能和电绝缘性能，同时质轻、价廉，是一种应用广泛的通用塑料。然而，良好的电绝缘性使其在使用过程中容易产生静电危害，从而限制了其在电子、石油化工、医疗等领域的应用。为了降低PP的体积电阻率，消除静电灾害，在PP基材中添加抗静电剂是最常用的抗静电措施。这种改性材料主要是利用抗静电剂在材料表面吸附水分降低表面电阻率来达到抗静电的目的。普通的低分子量抗静电剂的耐久性差，不耐擦洗，对环境湿度的依赖性大。高分子永久型抗静电剂抗静电效果较持久，无诱导期，不易受擦拭和洗涤等条件影响，但添加量较大(一般为5%-20%)，价格较高。国内外对添加导电炭黑的PP共混体系进行了大量的研究。JournalofA卯liedPolymerScience,2001，81:104-115报道了PP/超高分子聚乙烯/炭黑的复合体系，通过Y射线辐射交联超高分子聚乙烯，进一步降低了复合体系的体积电阻率和渗滤阈值。中国专利CN1312321A的共混物包括PP、乙烯一醋酸乙烯共聚物和导电炭黑，具有良好的导电性能。
发明内容本发明的目的是提供一种抗静电、力学性能优异、耐热性能好的改性聚丙烯复合材料，以及制备这种复合材料的方法。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现。这种抗静电聚丙烯复合材料可以按以下重量百分比计的原料配制成聚丙烯5098%无机填料030%增韧剂P0E020%抗静电剂15%抗氧剂0.11%其他助剂01%所述的聚丙烯为不同流动性的均聚丙烯和嵌段共聚丙烯，所述的聚丙烯其熔体流动速率为260g/10min(测试条件230。CX2.16kg)，更好的为530g/10min。其中嵌段共聚丙烯的共聚单体为乙烯，其含量在410mol^的范围内，均聚聚丙烯的结晶度在70%以上，等规度大于99%。所述的无机填料为滑石粉、碳酸钙和硫酸钡中的一种或几种组合，其粒径范围均为110微米。所述的增韧剂POE为线形乙烯-辛烯共聚物，密度为0.860.90g/cm熔融指数为0.550g/10min(测试条件190。CX2.16kg)。所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，主抗氧剂选用受阻酚或硫酯类抗氧剂。如3114、1010和DSTP中的一种或几种；辅抗氧剂选用亚磷酸盐或酯类抗氧剂。如618、168等。所述的抗静电剂为无机氧化物氧化锡，其形状为球形或者近似球形的粉体颗粒，粉体粒径在0.5-3iim之间。其添加量在1-5%，但效果更好的是23%。本发明所述的其他添加剂包括各种颜色添加剂，各种酯类或脂肪酸类润滑剂等。这种抗静电的聚丙烯复合材料的制备方法如下所述(1)按重量配比称取原料；(2)将聚丙烯、滑石粉、增韧剂POE、氧化锡、抗氧剂、其他助剂在高速混合器中干混35分钟；(3)将混合的原料置于双螺杆机中，经熔融挤出，造粒，其工艺为一区190200。C，二区200210。C，三区210220°C，四区205215°C;整个挤出过程的停留时间为12分钟，压力为1218MPa。为了提高聚丙烯复合材料的抗静电性能，本发明的技术方案是在聚丙烯材料的基础配方中加入无机氧化物氧化锡为抗静电剂，这种导电性能能够有效地改善聚丙烯复合材料中的表面电阻，提高材料的抗静电性能。本发明在聚丙烯复合材料的基础配方中添加一种能够有效地提高抗静电性能的助剂，从而制备出抗静电性能更好的聚丙烯复合材料。本发明的优点是1、本发明使用适量氧化锡在复合材料体系中，使得所制得的聚丙烯复合材料具有更好的抗静电特性。2、本发明所制得的聚丙烯复合材料在保证材料抗静电性能的同时，材料的各项物理力学性能基本不受影响。3、本发明提出的改善聚丙烯复合材料抗静电性能的方法制备工艺简单、生产成本低。具体实施例方式下面结合实施例，对本发明作进一步详细说明在实施例及对比例复合材料配方中，聚丙烯为上海石化生产的嵌段共聚丙烯，商品名为M700R，其熔融指数为11g/10min(测试条件23(TCX2.16kg)。所述的滑石粉海城生产的粒径为IO微米的滑石粉。所述的增韧剂POE为杜邦公司产的线形乙烯-辛烯共聚物，商品名为8180，其密度为0.880.90g/cm熔融指数为0.5g/10min(测试条件190°CX2.16kg)。所述的抗静电剂为粉体粒径在O.5-3iim之间的Sn02。所述的主抗氧剂为英国ICE公司产的DSTP，商品牌号为NegonoxDSTP，化学名称为硫代二丙酸十八酯，以及Ciba公司产的3114，商品牌号为Irganox3114，化学名称为3，5-二叔丁基-4-羟基苄基磷酸二乙酯。辅抗氧剂为Ciba公司产的168，商品牌号为Irgafos168，化学名称为三(2，44-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。此外还包括各种颜色添加剂、各种酯类或脂肪酸类润滑剂等。树脂和各种添加剂在高速混合器中干混3-5分钟，再在双螺杆挤出机中经熔融挤出，造粒，其工艺为一区19020(TC，二区200210。C，三区210220°C，四区205215°C;整个挤出过程停留时间为12分钟，压力为1218Mpa。'性肯P匕刺介材"叙亍碰:将按上述方法制备的粒子材料，在90IO(TC的鼓风烘箱中干燥23小时，然后再将干燥好的粒子材料在注射成型机上进行注射成型制样。表面电阻测试按GB/T1410-1978在ZC36型超高电阻仪上进行测试，测试电压500V，充电时间15s，测试温度(20士2)。C，相对湿度(65±5)%。熔体流动速率(MFR)测定按IS01183标准进行，测试温度为230°C，负荷2.16kg;拉伸性能测试按ISO527-2标准进行，试样尺寸为170*10*4mm，拉伸速度为50mm/min;弯曲性能测试按ISO178标准进行，试样尺寸为80*10*4咖，弯曲速度为2mm/min，跨距为64mm，弯曲模量按切线方向进行；简支梁冲击强度测试按ISO179标准进行，试样尺寸为80*6*4咖，缺口深度为试样厚度的三分之一；材料的综合力学性能通过测试所得的冲击强度、缺口冲击强度、拉伸强度、弯曲强度以及弯曲模量的数值进行评判。表1实施例1-5及对比例1-3材料配方表实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5对比例1对比例2对比例3M700R，重量X96.1583.1581.1556.1554.1598.1585.1558.15滑石粉，重量％883030830P0E，重量X551010510Sn(V重量X224243114，重量％0.150.150.150.150.150.150.150.15DSTP，重量X0.30.30.30.30.30.30.30.3168，重量％0.20.20.20.20.20.20.20.2色粉，重量％1.21.21.21.21.21.21.21.2各配方的测试结果如下5表2实施例1-5及对比例1-3性能表<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>从实施例1、2、4与对比例1-3的对比可以发现添加氧化锡可以明显降低PP复合材料的表面电阻(无论是有填充或者是没有填充的PP复合材料)，而从实施例2、3与对比例2的对比以及实施例4、5与对比例3的对比可以看出，当添加3X的氧化锡时，PP复合材料的表面电阻为3.1X10"Q，降低了四个数量级，能够抗静电制品的要求。因此，加入定量氧化锡时，PP复合材料能达到抗静电性能的要求，并且材料的基本物理力学性能也能较好地保持。权利要求一种抗静电聚丙烯复合材料，按以下重量百分比计的原料配制成聚丙烯50～98％无机填料0～30％增韧剂POE0～20％抗静电剂1～5％抗氧剂0.1～1％其他助剂0～1％。2.根据权利要求l所述的一种抗静电聚丙烯复合材料，其特征在于聚丙烯为不同流动性的均聚丙烯和嵌段共聚丙烯，在230°CX2.16kg的条件下，其熔体流动速率为23.根据权利要求2所述的一种抗静电聚丙烯复合材料，其特征在于聚丙烯的熔体流动速率为530g/10min。4.根据权利要求2所述的一种抗静电聚丙烯复合材料，其特征在于其中嵌段共聚丙烯的共聚单体为乙烯，其含量在410mol^的范围内；均聚聚丙烯的结晶度在70%以上，等规度大于99%。5.根据权利要求1所述的一种抗静电聚丙烯复合材料，其特征在于所述的无机填料为滑石粉、碳酸钙和硫酸钡中的一种或几种组合，其粒径范围均为1IO微米。6.根据权利要求l所述的一种抗静电聚丙烯复合材料，其特征在于所述的增韧剂POE为线形乙烯-辛烯共聚物，密度为0.860.90g/cm在190°CX2.16kg的条件下，熔融指数为0.550g/10min。7.根据权利要求1所述的一种抗静电聚丙烯复合材料，其特征在于所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，主抗氧剂选用受阻酚或硫酯类抗氧剂；辅抗氧剂选用亚磷酸盐或酯类抗氧剂。8.根据权利要求7所述的一种抗静电聚丙烯复合材料，其特征在于所述的主抗氧剂为3114、1010和DSTP中的一种或几种；辅抗氧剂为618和168。9.根据权利要求l所述的一种抗静电聚丙烯复合材料，其特征在于按重量百分比计，抗静电剂氧化锡的含量为23%。10.根据权利要求1所述的一种抗静电聚丙烯复合材料，其特征在于所述的抗静电剂为氧化锡，其形状为球形或者近似球形的粉体颗粒，粉体粒径在0.5-3iim之间。11.根据权利要求1所述的一种抗静电聚丙烯复合材料，其特征在于所述的其他添加剂包括各种颜色添加剂和各种酯类、脂肪酸类润滑剂。12.—种制备权利要求1所述的抗静电聚丙烯复合材料的方法，其步骤如下(1)按重量配比称取原料；(2)将聚丙烯、滑石粉、增韧剂POE、氧化锡、抗氧剂、其他助剂在高速混合器中干混35分钟；(3)将混合的原料置于双螺杆机中，经熔融挤出，造粒，其工艺为一区19020(TC，二区200210。C，三区210220°C，四区205215°C;整个挤出过程的停留时间为12分钟，压力为1218MPa。全文摘要本发明公开了一种抗静电聚丙烯复合材料及其制备方法，属于聚合物改性和加工
技术领域：
。这种抗静电聚丙烯复合材料可以按以下重量百分比计的原料配制成聚丙烯50～98％，无机填料0～30％，增韧剂POE0～20％，抗静电剂1～5％，抗氧剂0.1～1％，其他助剂0～1％。本发明的优点是1、本发明使用适量氧化锡在复合材料体系中，使得所制得的聚丙烯复合材料具有更好的抗静电特性。2、本发明所制得的聚丙烯复合材料在保证材料抗静电性能的同时，材料的各项物理力学性能基本不受影响。3、本发明提出的改善聚丙烯复合材料抗静电性能的方法制备工艺简单、生产成本低。文档编号C08L23/10GK101759917SQ20081020758公开日2010年6月30日申请日期2008年12月23日优先权日2008年12月23日发明者周文,康兴宾,张祥福,张鹰申请人:上海普利特复合材料股份有限公司