专利名称：一种抗静电聚丙烯材料及其制备方法
技术领域：
本发明属于高分子材料改性技术领域和加工技术领域，涉及一种聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术：
聚丙烯(PP)是一种热塑性塑料，比重轻，成品表面硬度大，弹性高，耐热性、化学稳定性、绝缘性良好，被广泛应用于生产、生活的诸多领域。然而其体积电阻率在IO16 IO20 Ω · cm的范围，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。PP中空板是以聚丙烯为主要原料，经挤出机熔融挤压成型得到的一种薄板。PP中空板因具有无毒、无味、防潮、耐腐蚀、重量轻、强度高、环保等特点，在各个行业都获得广泛的应用。但是PP中空板不抗静电，极大的限制了其在电子电器产品包装中的应用。目前赋予聚丙烯材料抗静电性能的方法主要有两种一是在聚丙烯表面涂覆抗静电剂，该方法的缺点是材料表面的抗静电剂容易脱落，抗静电周期短；二是采用共混法，将聚丙烯与抗静电剂熔融共混，这样得到的聚丙烯复合材料既具有抗静电性能，有具有良好的力学性能。共混法得到的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持久，无诱导期，不受擦拭和洗涤等条件影响，但是价格较高。碳纤维具有良好的导电性、耐腐蚀性等性能，是良好的抗静电添加剂。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷而提供一种具有优良的抗静电性能的聚丙烯材料及其制备方法。为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下一种聚丙烯材料，该原料包括以下组分及其重量份数聚丙烯78 90份，碳纤维8 15份，相容剂1 8份，抗氧剂0. 2 O. 4份。所述的聚丙烯为流动性不同的共聚聚丙烯或均聚聚丙烯中的一种或几种的混合物，在230°C X2. 16kg的条件下，其熔体流动速率为I 100g/10min。所述的碳纤维是连续性碳纤维或者短纤维。所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂。所述的主抗氧剂可以选用受阻酚或硫酯类抗氧剂中的一种或者几种，优选抗氧剂1010，化学名称四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，以及抗氧剂 1076，化学名称β-(4’ -羟基_3’，5’ - 二叔丁基苯基)丙酸十八醇酯。所述的辅抗氧剂选自亚磷酸盐或酯类抗氧剂中的一种或者几种，优选抗氧剂168， 化学名称:三(2，4_ 二叔丁基苯基)亚磷酸酯。所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，密度为O. 89 O. 91g/cm3,接枝率为O. 5 3% ;优选合肥杰事杰新材料股份有限公司生产的PP-G。一种上述聚丙烯材料的制备方法，该方法包括以下步骤(I)按上述比例将聚丙烯、相容剂、抗氧剂，放入高速混合机中混合3 5分钟；(2)然后将上述混合物加入挤出机中，将所述碳纤维从入纤口加到双螺杆挤出机中挤出，控制双螺杆挤出机的料筒温度在200 250°C范围内；(3)挤出条通过循环水槽冷却至室温，经过吹风机干燥后进入切粒机造粒得到上述抗静电聚丙烯材料。本发明的聚丙烯材料，其性能符合抗静电PP中空板材料的性能要求，因此,本发明的技术方案包括本发明的聚丙烯材料作为抗静电PP中空板材料的用途。本发明的优点是I、本发明使用的碳纤维添加量少，具有永久抗静电性能。2、本发明所制备的聚丙烯材料在保证材料抗静电性能的同时，还可以提高材料的拉伸强度和弯曲强度。3、本发明提出的改善聚丙烯复合材料的抗静电性能的方法制备工艺简单、生产成本低。4、本发明的方法得到的聚丙烯材料用于生产中空板，能够使中空板的体积电阻率下降到IO3 108Ω · Cm，可以用于包装电子电器产品。
具体实施例方式以下结合实施例对本发明作进一步的说明。在实施例以及对比例复合材料的配方中，聚丙烯为上海扬子石油化工股份有限公司生产的嵌段共聚聚丙烯，商品名为YPJ-1215C，其熔融指数为15g/10min(测试条件 230°C X2. 16kg)。所述的碳纤维为长纤维。所述的相容剂为合肥杰事杰新材料有限公司生产的PP-G，接枝率为0.6%，熔融指数为120g/10min (测试条件230°C X 2. 16kg)，密度为
O.9g/cm3。所述的主抗氧剂为Ciba公司生产的1010,所述的辅抗氧剂为Ciba公司生产的 168。材料的综合力学性能通过测试所得的拉伸强度、弯曲强度以及体积电阻率的数值进行判断。实施例I将88. 8 份 PP YPJ-1215C，3 份 PP-G，O. I 份抗氧剂 1010，O. I 份抗氧剂 168，放入高速混合机中混5分钟，然后将混合物加入双螺杆挤出机，将8份所述碳纤维从入纤口牵入， 然后加到双螺杆挤出机中挤出。双螺杆挤出机的料筒各区段温度分别设置为一区205°C、 二区205°C、三区215°C、四区215°C、五区215°C、六区220°C、机头225°C。挤出条通过循环水槽冷却至室温，经过吹风机干燥后进入切粒机造粒。
实施例2将83. 8 份 PP YPJ-1215C，5 份 PP-G，O. I 份抗氧剂 1010，O. I 份抗氧剂 168，放入高速混合机中混3分钟，然后将混合物加入双螺杆挤出机，将11份所述碳纤维从入纤口牵入， 然后加到双螺杆挤出机中挤出。双螺杆挤出机的料筒各区段温度分别设置为一区215°C、 二区215°C、三区220°C、四区225°C、五区230°C、六区235°C、机头240°C。挤出条通过循环水槽冷却至室温，经过吹风机干燥后进入切粒机造粒。实施例3将78. 8 份 PP YPJ-1215C，6 份 PP-G，O. I 份抗氧剂 1010，O. I 份抗氧剂 168，放入高速混合机中混3分钟，然后将混合物加入双螺杆挤出机，将15份所述碳纤维从入纤口牵入， 然后加到双螺杆挤出机中挤出。双螺杆挤出机的料筒各区段温度分别设置为一区220°C、 二区225°C、三区225°C、四区235°C、五区235°C、六区240°C、机头245°C。挤出条通过循环水槽冷却至室温，经过吹风机干燥后进入切粒机造粒。对比例I将99. 8份PP YPJ-1215C，。· I份抗氧剂1010，O. I份抗氧剂168，放入高速混合机中混5分钟，然后将混合物加入双螺杆挤出机中挤出。双螺杆挤出机的料筒各区段温度分别设置为一区205°C、二区205°C、三区215°C、四区215°C、五区215°C、六区220°C、机头 225°C。挤出条通过循环水槽冷却至室温，经过吹风机干燥后进入切粒机造粒。对比例2将94. 8 份 PP YPJ-1215C，5 份 PP-G, O. I 份抗氧剂 1010，O. I 份抗氧剂 168，放入高速混合机中混5分钟，然后将混合物加入双螺杆挤出机中挤出。双螺杆挤出机的料筒各区段温度分别设置为一区205°C、二区205°C、三区215°C、四区215°C、五区215°C、六区 220°C、机头225°C。挤出条通过循环水槽冷却至室温，经过吹风机干燥后进入切粒机造粒。各配方的测试结果如表I所示。表I实施例I 3以及对比例I 2性能表
实施例I实施例2实施例3对比例I对比例2检测标准熔融指数(g/10min)1312111518GB/T 3682密度(g/cm3)O. 971.00I. 03O. 90O. 90GB/T 1033拉伸强度(MPa)3336432125GB/T 1040弯曲强度(MPa)4650582730GB/T 9341弯曲模量(MPa)21082390267010201180GB/T 9341体积电阻率(Ω · cm)6. 8 X IO8I. 5 X IO62. OXlO3IXlO16IXlO16GB/T 1410从实施例I 3和对比例I 2的对比可以看出，加入碳纤维能显著降低材料的体积电阻率。从实施例I 3的性能数据可以看出，本发明提供的材料具有良好的抗静电性。该材料经过注塑成中空板，其性能可以达到电子电器包装材料的要求。 上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种聚丙烯材料，其特征在于该材料包含以下组分及其重量份数聚丙烯78 90份，碳纤维8 15份，相容剂1 8份，抗氧剂0. 2 O. 4份。
2.根据权利要求I所述的聚丙烯材料，其特征在于所述的聚丙烯为流动性不同的共聚聚丙烯或均聚聚丙烯中的一种或几种的混合物；在230°C X2. 16kg的条件下，其熔体流动速率为I 100g/10min。
3.根据权利要求I所述的聚丙烯材料，其特征在于所述的碳纤维是连续性碳纤维或者短纤维。
4.根据权利要求I所述的聚丙烯材料，其特征在于所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂。
5.根据权利要求4所述的聚丙烯材料，其特征在于所述的主抗氧剂选自受阻酚或硫酯类抗氧剂中的一种或者几种；所述的辅抗氧剂选自亚磷酸盐或酯类抗氧剂中的一种或者几种。
6.根据权利要求5所述的聚丙烯材料，其特征在于所述的主抗氧剂选自抗氧剂1010 或抗氧剂1076 ;所述的辅抗氧剂选自抗氧剂168。
7.根据权利要求I所述的聚丙烯材料，其特征在于所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，密度为O. 89 O. 91g/cm3，接枝率为O. 5 3%。
8.—种权利要求1-7中任一所述的聚丙烯材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤(1)按权利要求I所述的比例将聚丙烯、相容剂、抗氧剂，放入高速混合机中混合3 5 分钟；(2)然后将上述混合物加入挤出机中，将所述碳纤维从入纤口加到双螺杆挤出机中挤出，控制双螺杆挤出机的料筒温度在200 250°C范围内；(3)挤出条通过循环水槽冷却至室温，经过吹风机干燥后进入切粒机造粒得到上述抗静电聚丙烯材料。
全文摘要
本发明涉及一种抗静电聚丙烯材料及其制备方法。该材料包含以下原料及其重量份数聚丙烯78～90份，碳纤维8～15份，相容剂1～8份，抗氧剂0.2～0.4份。本发明使用的碳纤维添加量少，具有永久抗静电性能；且所制备的聚丙烯材料在保证材料抗静电性能的同时，还可以提高材料的拉伸强度和弯曲强度。另外，本发明提出的改善聚丙烯复合材料的抗静电性能的方法制备工艺简单、生产成本低。通过本发明的方法制得的聚丙烯材料用于生产抗静电中空板，能够使抗静电中空板的体积电阻率下降到103～108Ω·cm，可以用于包装电子电器产品。
文档编号C08L23/12GK102604232SQ20111002267
公开日2012年7月25日 申请日期2011年1月20日 优先权日2011年1月20日
发明者宋伟华 申请人:合肥杰事杰新材料股份有限公司