一种抗静电PE膜色母粒及其制备方法与流程

本发明属于色母领域，尤其涉及一种抗静电pe膜色母粒及其制备方法。

背景技术：

1、色母全称叫色母粒，也叫色种，是一种新型高分子材料专用着色剂，亦称颜料制备物(pigment preparation)。色母主要用在塑料上。色母由颜料、载体和添加剂三种基本要素所组成，即颜料+载体+添加剂＝色母粒，是把超常量的颜料均匀载附于树脂之中而制得的聚集体，可称颜料浓缩物(pigment concentration)，所以它的着色力高于颜料本身。加工时用少量色母料和未着色树脂掺混，就可达到设计颜料浓度的着色树脂或制品，色母粒着色是现今最普遍采用的塑料着色法。

2、一般的色母粒外部结构形状较为统一，但色母粒本身不具有防静电能力，从而大大影响了色母粒的使用效果，降低了色母粒在日常加工过程中的适用能力，不能很好的满足人们的使用需求，针对上述情况，在现有的色母粒基础上进行技术创新。

3、目前，添加抗静电剂的方法一般分为外表面处理法和内添加法。内添加法即将抗静电剂或导电填料掺杂进树脂中从而达到抗静电效果，例如专利申请号为2011025089.0的发明专利公布的《一种抗静电聚酯薄膜及制备方法》，将有机纳米抗静电剂和无机纳米抗静电剂混合后加入聚酯层中，此类方法生产的抗静电薄膜具有局限性：(1)利用内添加无机纳米抗静电剂与薄膜基材相容在一起，薄膜表面电阻下降有限，一般不低于109ω，因此抗静电效果、分散性也一般，并且影响薄膜的力学性能；

4、常用的抗静电剂根据所用的表面活性剂分为：阳离子、阴离子和非离子化合物及二性聚合物等，这些抗静电剂由于均系小分子量的化合物，虽有很好的抗静电效果，但会降低塑料的热稳定性。炭黑、金属粉末等传统的抗静电材料则不可避免的造成色母粒高温稳定性、耐热性与耐候色差性能较差等问题。

5、因此如何提高色母粒的抗静电、热稳定性来满足行业使用要求，显得尤为重要。

技术实现思路

1、本发明目的在于克服现有技术中色母粒的抗静电效果差、热稳定性不理想的缺陷，提供一种抗静电pe膜色母粒及其制备方法。

2、一种抗静电pe膜灰色色母粒，包括按照重量份数计的如下原料：pe载体树脂70-90份、抗静电剂5-15份、钛白粉1-5份、炭黑3-5份、硬脂酸锌1-5份。一方面，炭黑可以作为色粉，与钛白粉色粉，形成灰色，另一方面炭黑协同纳米氧化锌铝颗粒，减少静电积聚的风险，从色母粒的内部进一步降低材料的电阻率。此外，炭黑通常可以增加材料的硬度和强度，炭黑的加入有助于提高色母粒的整体力学性能。其中硬脂酸锌作为分散剂，不仅有助于减少聚乙烯的团聚和粘连，而且帮助稳定纳米氧化锌铝在聚乙烯色母中均匀分散，避免堆积。纳米氧化锌铝在聚乙烯色母中均匀分散是确保电子路径连续性的重要因素，以此提高导电性、抗静电能力。

3、优选地，所述抗静电剂是纳米氧化锌铝颗粒。

4、优选地，所述纳米氧化锌铝颗粒的形状是球形。球形纳米氧化锌铝颗粒形状比较规则，它们在紧密堆积时会形成更多的接触点，有助于形成更有效的导电通道。另外，球形的纳米氧化锌铝颗粒通常具有较高的分散性，提供良好的分散性和均匀性，使得更容易形成有序排列，有助于形成更有效的导电通道。

5、优选地，所述纳米氧化锌铝颗粒的粒径为30-50nm。这是因为较小的颗粒具有更高的比表面积，较高的比表面积意味着颗粒表面积更大，有更多的表面区域可用于导电通道的形成，通常有助于提高导电性。另外。小尺寸的颗粒通常会更好地填充空隙，并提供更多的接触点，电子在颗粒之间传递的机会就越多，从而更容易实现连续的电子传导路径。需要注意的是较小的颗粒粒径可能会导致颗粒之间过于紧密，增加电子隧道的电阻，从而降低导电性能。因此，在确定纳米氧化锌铝颗粒的粒径为30-50nm时，导电效果最好。

6、本发明还提供一种抗静电pe膜灰色色母粒的制备方法，包括以下步骤：(1)按重量份称取pe载体树脂70-90份、抗静电剂5-15份、钛白粉1-5份、炭黑3-5份、硬脂酸锌1-5份；(2)将步骤(1)称取pe载体树脂、抗静电剂、钛白粉、炭黑、硬脂酸锌在混料机中进行混合搅拌至均匀；(3)搅拌后的混合料先置于超声波中震荡，然后放入到挤出机中，经熔融共混挤出，最终制得抗静电pe膜灰色色母粒。步骤(3)中搅拌后的混合料通过超声波中震荡后，防止混合料聚集，改善混合料的均匀性，确保混合料的均匀分布，从而提高分散性，降低混合料的电阻，有助于提高色母粒的导电性。

7、优选地，步骤(3)中超声波中震荡时间为2-3h。

8、优选地，所述挤出机为双螺杆挤出机，转速为200-230r/min。如果挤出机的转速过高，可能会导致过多的机械剪切，可能影响色母粒质量参差不齐。

9、优选地，所述挤出机的挤出温度为140-150℃。挤出机的温度对色母粒的导电性也有重要影响。通常情况下，提高挤出温度有助于减少材料的粘度，使材料更容易挤出。然而，对于色母粒在高温情况下可能会引发热分解或导致材料的结构改变，从而降低导电性。因此，挤出机的挤出温度为140-150℃是经过实验优化得到的数据。

10、通过采用上述技术，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

11、(1)本发明制备的色母粒抗静电效果好，首先在纳米尺度下，氧化锌铝颗粒的电子的移动性较高，这导致了纳米氧化锌铝具有较好的导电性能。其次，是由于使用抗静电剂是球形的纳米氧化锌铝颗粒，粒径为30-50nm，大大提高抗静电能力，加上炭黑的配合使用，协同纳米氧化锌铝颗粒，减少静电积聚的风险，从色母粒的内部进一步降低材料的电阻率，极大提高抗静电性能。此外，抗静电能力也离不开硬脂酸锌和超声的助力，硬脂酸锌作为分散剂，不仅有助于减少聚乙烯的团聚和粘连，而且帮助稳定纳米氧化锌铝在聚乙烯色母中均匀分散，避免堆积。在超声作用下提高混合料的分散均匀性，纳米氧化锌铝在pe树脂中均匀分散是确保电子路径连续性的重要因素，有利于提高导电性、抗静电能力。因此，球形的纳米氧化锌铝颗粒、炭黑、硬脂酸锌、超声的相互配合，共同完美助力极大地提高色母粒抗静电能力。

12、(2)本发明制备工艺简单，生产效率高、材料成本低、应用面广。

13、(3)炭黑、金属粉末等传统的抗静电薄膜材料不可避免的造成色母粒高温稳定性差，进而导致耐热性与耐候色差性能较差，而纳米氧化锌铝颗粒高温稳定性极强，具有高耐热性，同时能有效地屏蔽近红外线，降低红外发射率，能够较好解决耐热性与耐候色差性能问题。因此，制备抗静电pe膜灰色色母粒极大发挥色母粒的优点，抗静电性能好、高耐热、分散性好、良好的耐候色差性能。

14、(4)通过硬脂酸锌和超声的作用，提高混合料的分散均匀性，进一步提高色母粒的抗静电能力。

技术特征：

1.一种抗静电pe膜灰色色母粒，其特征在于：包括按照重量份数计的如下原料：pe载体树脂70-90份、抗静电剂5-15份、钛白粉1-5份、炭黑3-5份、硬脂酸锌1-5份。

2.根据权利要求1所述的抗静电pe膜灰色色母粒，其特征在于：所述抗静电剂是纳米氧化锌铝颗粒。

3.根据权利要求2所述的抗静电pe膜灰色色母粒，其特征在于：所述纳米氧化锌铝颗粒的形状是球形。

4.根据权利要求2或3所述的抗静电pe膜灰色色母粒，其特征在于：所述纳米氧化锌铝颗粒的粒径为30-50nm。

5.根据权利要求1-4之任一项所述的抗静电pe膜灰色色母粒的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)按重量份称取pe载体树脂70-90份、抗静电剂5-15份、钛白粉1-5份、炭黑3-5份、硬脂酸锌1-5份；(2)将步骤(1)称取pe载体树脂、抗静电剂、钛白粉、炭黑、硬脂酸锌在混料机中进行混合搅拌至均匀；(3)搅拌后的混合料先置于超声波中震荡，然后放入到挤出机中，经熔融共混挤出，最终制得抗静电pe膜灰色色母粒。

6.根据权利要求5所述的抗静电pe膜灰色色母粒的制备方法，其特征在于：步骤(3)中超声波中震荡时间为2-3h。

7.根据权利要求5所述的抗静电pe膜灰色色母粒的制备方法，其特征在于：所述挤出机为双螺杆挤出机，转速为200-230r/min。

8.根据权利要求5所述的抗静电pe膜灰色色母粒的制备方法，其特征在于：所述挤出机的挤出温度为140-150℃。

技术总结
本发明属于色母领域，尤其涉及一种抗静电PE膜色母粒及其制备方法。一种抗静电PE膜灰色色母粒，包括按照重量份数计的如下原料：PE载体树脂70‑90份、抗静电剂5‑15份、钛白粉1‑5份、炭黑3‑5份、硬脂酸锌1‑5份。本发明制备抗静电PE膜灰色色母粒综合性能强，抗静电性能好、高耐热性、分散性好、良好的耐候色差性能。

技术研发人员：吴永柏,吴彤
受保护的技术使用者：武汉鑫恒顺科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16