专利名称：一种耐热导电聚丙烯复合材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种聚丙烯复合材料，特别是一种耐热导电聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术：
玻纤增强聚丙烯是在原有聚丙烯基体中，加入玻璃纤维和其他助剂，以提高材料的刚性和耐热性，降低收缩率。一般来说，大部分玻纤增强材料多用在产品的结构零件上，是一种结构工程材料，扩大了聚丙烯树脂的使用范围。炭黑是最常用的导电填料，原料易得、质轻，其体积电阻率约为0. Iff cm，根据填 充量不同，可以灵活调节复合材料的电阻率。炭黑填充复合材料成型加工简单，已被广泛应用于电子、能源、化工、宇航等领域。专利CN200810217526. X公开了一种导电塑料，其包括0-70%的聚合物基材，15-50%的玻璃纤维，10-35%的导电碳黑，以及1-5%的改性剂。此专利聚合物基材采用的是聚苯醚，主要是提高了导电塑料的耐热性，其制备方法分两步完成，首先将玻璃纤维与基体以及导电炭黑与基体分别熔融挤出造粒，然后再将造好的两种粒子按照一定的比例进行混合，即得具有抗静电功能的增强材料。但是，相比一次性挤出加工成型，用两步法生产步骤多且繁琐，同时该专利并未对两种粒子混合后所得材料的导电性做明确的阐述。专利CN200410024686. 4公开了一种抗静电和导电聚丙烯(PP)共混物的制备方法，是将聚丙烯、环氧树脂、经偶联剂处理的玻璃纤维及导电炭黑混合均匀后同时加入到密炼机中熔融共混即得。此方法依托环氧树脂的极性，形成环氧包覆在玻璃纤维表面，导电炭黑优先分布在环氧树脂中这种独特的结构，有效地降低了 PP的体积电阻。但是存在聚丙烯和环氧树脂相容性差、复合体系力学性能不佳，同时玻纤含量较高时导电协同效应降低等缺陷。
发明内容
为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种具有优异的刚性、耐热性和良好的导电性的耐热导电聚丙烯复合材料。本发明的另一目的在于提供上述耐热导电聚丙烯复合材料的制备方法。本发明是通过以下技术方案实现的
一种耐热导电聚丙烯复合材料，其特征在于，包括如下组分
(A)45至75质量份的聚丙烯；
(B)5至30质量份的玻璃纤维；
(C)16至24质量份的导电炭黑。所述聚丙烯选自均聚聚丙烯或共聚聚丙烯，优选为熔融指数在20_80g/10min(230°C, 2. 16kg)的均聚聚丙烯。本发明采用高熔指的聚丙烯，对玻璃纤维和导电炭黑表面润湿效果好，促使两种填料在挤出机中混合得更加均匀，同时保证在填料较多粘度较高时仍能顺利成型。同时，高熔指的均聚聚丙烯分子链较短，结晶性能好，能将炭黑排出在晶格之外，使非晶区炭黑含量增加，导电性提高。所述玻璃纤维为直径为7-18 u m的无碱玻璃纤维，可以是无碱玻璃纤维直接无捻粗纱，也可以是无碱玻璃纤维短切原丝。所述导电炭黑的DBP吸收值在100-460ml/100g。本发明所述的耐热导电聚丙烯复合材料，还可以包括(D)O至5质量份的相容剂和
0.01至2质量份的抗氧剂。相容剂可以改善玻璃纤维和聚丙烯树脂之间的粘合性，改善复合材料的刚性或韧性。本发明所述相容剂为马来酸酐接枝物，选自马来酸酐接枝PE、马来酸酐接枝PP、马来酸酐接枝P0E、马来酸酐接枝SEBS、马来酸酐接枝乙烯-丙烯共聚物中的一种或多种的混合物。 所述抗氧剂选自受阻酚类、受阻胺类、亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或多种的混合物。本发明所述的耐热导电聚丙烯复合材料的表面电阻率不高于IO9Q。本发明所述的耐热导电聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤
a、称取(A)45至75质量份的聚丙烯、(D)O至5质量份的相容剂和0.01至2质量份的抗氧剂加入高速搅拌混合机混合均匀，得到混合好的物料；
b、将上述混合好的物料从双螺杆挤出机的主喂料口加入，将(B)5至30质量份的玻璃纤维、(C) 16至24质量份的导电炭黑分别从双螺杆挤出机的两个侧喂料口加入，经过混炼、挤出、拉条、冷却、切粒即得耐热导电聚丙烯复合材料。本发明与现有技术相比，具有如下有益效果
本发明所述的耐热导电聚丙烯复合材料是以聚丙烯为基体树脂，通过一步熔融捏合法，一次性在双螺杆挤出机中完成玻纤增强炭黑填充导电复合材料的制备，制备工艺简单；选用高熔指的聚丙烯树脂，在熔融加工时可使玻纤和导电炭黑混合均匀，改善加工性，同时提高导电效果；玻璃纤维的加入促使复合材料的表面电阻明显降低，导电网络在较低炭黑添加量时即可形成，玻璃纤维与导电炭黑具有明显的导电协同效应；该耐热导电复合材料具有优异的刚性、耐热性和良好的导电性，表面电阻不高于IO9W,在有防静电要求的包装、芯片载体和有电磁屏蔽要求的机动车辆、信息通讯工业中均可应用。
具体实施例方式下面通过具体实施方式
来进一步说明本发明，以下实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制。表I、表3所示实施例和对比例配方中所选用的聚丙烯为韩国油化公司生产的PP HJ4045 ;相容剂为广州柏晨公司生产的马来酸酐接枝聚丙烯PC-1，接枝率为0. 5% ;炭黑为卡博特导电炭黑VXC-500;玻璃纤维为巨石集团有限公司生产的无碱短切玻璃纤维ESC13-4. 5-508A ;抗氧剂为汽巴公司生产的受阻酚抗氧剂Irganox 1010和有机亚磷酸酯Irganox 168的复配物，比例为1:2。其制备方法按重量份数计，称取聚丙烯、抗氧剂和润滑剂在高速搅拌混合机中混合10分钟后在双螺杆挤出机的主喂料口加入，玻璃纤维和导电炭黑分别从挤出机的两个侧喂料口加入，通过调节主喂和侧喂的喂料量来控制导电炭黑加入比例，螺筒温度控制在160-220°C，螺杆转速为320转/分钟，熔融挤出造粒即得。性能测试样品制备
将上述挤出粒子在90°C干燥4小时后，通过注塑机注塑成标准样品，拉伸、弯曲、密度和热变形温度按ISO标准测试，表面电阻低于IO4W时采用数字万用表欧姆档测试，表面电阻高于IO4W时采用便携式电阻计测试。测试结果见表2和表4。
表I :实施例1-7的配方组成
权利要求
1.一种耐热导电聚丙烯复合材料，其特征在于，包括如下组分 (A)45至75质量份的聚丙烯； (B)5至30质量份的玻璃纤维； (C)16至24质量份的导电炭黒； 所述聚丙烯是在230°C，2. 16kg条件下，熔融指数在20-80g/10min的均聚聚丙烯。
2.根据权利要求I所述的耐热导电聚丙烯复合材料，其特征在于，所述玻璃纤维为直径为7-18 μ m的无碱玻璃纤维。
3.根据权利要求I所述的耐热导电聚丙烯复合材料，其特征在于，所述导电炭黑的DBP吸收值为 100-460ml/100g。
4.根据权利要求I所述的耐热导电聚丙烯复合材料，其特征在于，还包括(D)O至5质量份的相容剂和O. 01至2质量份的抗氧剂。
5.根据权利要求4所述的耐热导电聚丙烯复合材料，其特征在于，所述相容剂为马来酸酐接枝物，选自马来酸酐接枝PE、马来酸酐接枝PP、马来酸酐接枝POE、马来酸酐接枝SEBS、马来酸酐接枝こ烯-丙烯共聚物中的ー种或多种的混合物。
6.根据权利要求4所述的耐热导电聚丙烯复合材料，其特征在干，所述抗氧剂选自受阻酚类、受阻胺类、亚磷酸酯类抗氧剂中的ー种或多种的混合物。
7.根据权利要求I所述的耐热导电聚丙烯复合材料，其特征在于，所述耐热导电聚丙烯复合材料表面电阻率不高于IO9 Ω。
8.权利要求Γ7任一项所述的耐热导电聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤 a、称取(A)45至75质量份的聚丙烯、(D)O至5质量份的相容剂和O.01至2质量份的抗氧剂加入高速搅拌混合机混合均匀，得到混合好的物料； b、将上述混合好的物料从双螺杆挤出机的主喂料ロ加入，将(B)5至30质量份的玻璃纤维、(C) 16至24质量份的导电炭黑分别从双螺杆挤出机的两个侧喂料ロ加入，经过混炼、挤出、拉条、冷却、切粒即得耐热导电聚丙烯复合材料。
全文摘要
本发明公开了一种耐热导电聚丙烯复合材料及其制备方法，其包括(A)45至75质量份的聚丙烯；(B)5至30质量份的玻璃纤维；(C)16至24质量份的导电炭黑。本发明复合材料是以聚丙烯为基体树脂，通过一步熔融捏合法制备得到，玻璃纤维和导电炭黑具有明显的导电协同效应，该复合材料具有优异的刚性、耐热性和良好的导电性，表面电阻不高于109W，在有防静电要求的包装、芯片载体和有电磁屏蔽要求的机动车辆、信息通讯工业中均可应用。
文档编号C08L23/14GK102675738SQ20121014877
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月15日 优先权日2012年5月15日
发明者刘奇祥, 叶南飚, 姜苏俊, 宁方林, 易庆锋, 苏娟霞, 龙杰明 申请人:上海金发科技发展有限公司, 金发科技股份有限公司