抗静电改性聚丙烯材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种抗静电改性聚丙烯材料及其制备方法。所述制备方法包括：1)对聚丙烯塑料粒子进行干燥处理；2)将经干燥处理的聚丙烯塑料粒子、POE、填料和抗静电剂加入到混合器中，混合25～30min；3)将步骤2)制得的混合物由双螺杆挤出机在185～220℃条件下挤出共混，螺杆转速40～45rpm，经挤出、牵条、冷却、造粒，得到抗静电改性聚丙烯材料；所述的抗静电剂由纳米二氧化钛、环氧乙烷、三烷基铵盐按质量比为40～50:30～40:10～30配制而成。本发明还公开所述制备方法制备得到的抗静电改性聚丙烯材料。本发明通过添加适宜的抗静电剂并对工艺进行改进，提高产品的表面导电性，从而尽量降低静电的产生。
【专利说明】
抗静电改性聚丙烯材料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于化工领域，具体地说是一种抗静电改性聚丙烯材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚丙烯(PP)应用范围很广，尤其是在汽车工业化领域，但由于聚丙烯的高绝缘性， 导致其在生产，运输和使用的过程中容易积聚静电，会对车内电路板和电子元器件产生危 害;且在使用过程中容易有大量吸附灰尘的现象，造成车内PM2.5超标。
[0003] 因此有必要对其进行改进，提高其抗静电性能。
【发明内容】
[0004] 为了提高改性PP塑料粒子的导电性，本发明的目的是提供一种抗静电改性聚丙烯 材料的制备方法，通过添加适宜配方的抗静电剂并对工艺进行改进，提高产品的表面导电 性，从而尽量降低静电的产生。本发明得到的产品可以在汽车领域有很强的实用价值。
[0005] 技术方案:一种抗静电改性聚丙烯材料的制备方法，包括：
[0006] 1)对聚丙烯塑料粒子进行干燥处理；
[0007] 2)将经干燥处理的聚丙烯塑料粒子、Ρ0Ε、填料和抗静电剂加入到混合器中，混合 25~30min;
[0008] 3)将步骤2)制得的混合物由双螺杆挤出机在185~220 °C条件下挤出共混，螺杆转 速40~45rpm，经挤出、牵条、冷却、造粒，得到抗静电改性聚丙稀材料；
[0009] 所述的抗静电剂由纳米二氧化钛、环氧乙烷、三烷基铵盐按质量比为40~50:30~ 40:10~30配制而成；
[0010] 所述双螺杆挤出机在口模位置加载9~1IV电压。
[0011] 优选的，抗静电剂组成中，所述纳米二氧化钛、环氧乙烷、三烷基铵盐的质量比为 40:30:30、45:35:20、50:30:20或 50:40:10。
[0012] 优选的，所述双螺杆挤出机在口模位置加载9~11V电压。更优选的，加载10V电压。
[0013] 以重量份计，聚丙烯塑料粒子，75~100份;Ρ0Ε，10~15份;填料，10~20份;抗静电 剂，0 · 5~1份。优选的，以重量份计，聚丙烯塑料粒子，100份;POE，10份;填料，20份;抗静电 剂，0.8份。
[0014] 所述混合的转速为300~350rpm，优选为300rpm。
[0015] 所述的填料为滑石粉。
[0016] 所述的三烷基铵盐为季铵盐-18。
[0017] 所述的干燥处理的温度为70~80°C，时间为1~2h。优选的，所述的干燥处理的温 度为80°C，时间为2h。
[0018] 步骤3)中，双螺杆挤出机的直径为65~75mm，长径比为36:1~46 :1。优选的，直径 为75mm，长径比为46:1。
[0019 ] 双螺杆挤出机加料口到口模各段温度依次分别为185~195 °C、210~220 °C、210~ 220。(：、215~220。(：、215~220。(：、215~220。(：、215~220。(：、210~220。(：、210~220。(：。优选 的，双螺杆挤出机加料口到口模各段温度依次分别为190 °C、215 °C、215 °C、215°C，215 °C， 215Γ，215Γ，215Γ，210-(：。
[0020]本发明还提供了所述的制备方法制备得到的抗静电改性聚丙烯材料。
[0021 ]与现有技术相比，本发明的有益效果包括：
[0022]本发明设计合理的抗静电剂配方，抗静电效果优异。
[0023]另外，本发明在185~220°C条件下挤出，调整粘度比，提高抗静电剂与ΡΡ塑料粒子 的不相容性，使得抗静电剂尽可能的析出表面。
[0024] 本发明在双螺杆挤出机的口模位置加载电压，使其产生弱电流，提高抗静电剂在 PP基体中的表面迀移率，使其拉条时包覆在料条的表面，从而提高产品导电性能。
[0025] 本发明制备的抗静电改性聚丙烯材料，其表面电阻率为10E4~10E6数量级，抗静 电性能好。
【具体实施方式】
[0026] 下面结合实施例对本发明进行进一步的阐述。
[0027] PP塑料粒子:货号YPJ-1215C，中国石化扬子石油化工有限公司；
[0028] Ρ0Ε:中文全称为聚烯烃弹性体，货号D002G213A6,陶氏化学；
[0029] 滑石粉:货号W-2800，优托科矿产（昆山）有限公司；
[0030] 纳米二氧化钛:货号P25,赢创德固赛公司；
[0031] 三烷基铵盐:具体为季铵盐-18,赢创德固赛VARISOFTt.〖42 100P。
[0032] 双螺杆挤出机:型号TSE-75同向双螺杆挤出机，南京瑞亚挤出机械制造有限公司。
[0033] 抗静电改性聚丙烯材料的制备通法，包括：
[0034] 1)对PP塑料粒子进行干燥处理，干燥处理的方法为:将PP塑料粒子于80 °C处理2h;
[0035] 2)将经干燥处理的PP塑料粒子、Ρ0Ε、填料滑石粉和抗静电剂加入到高速混合器 中，高速混合一段时间；
[0036] 3)将步骤2)制得的混合物由双螺杆挤出机在195~220°C条件下挤出共混，口模位 置加载10V电压，螺杆转速45rpm/min，经挤出、牵条、冷却、造粒，得到抗静电改性聚丙烯材 料。
[0037] 实施例1
[0038] 观察不同抗静电剂对电阻率的影响。步骤为：
[0039] 1)对PP塑料粒子进行干燥处理(80°C，2h);
[0040] 2)将PP塑料粒子、POE、滑石粉和抗静电剂复合纳米二氧化钛加入到高速(混合速 度为300转/min)混合器中，分别高速混合28min;
[0041] 3)将步骤2)制得的混合物由双螺杆挤出机在195~220°C条件下挤出共混，口模位 置无加载电压，螺杆转速45rpm，经挤出、牵条、冷却、造粒，得到抗静电改性聚丙烯材料； [0042] 4)将所得抗静电改性聚丙烯材料颗粒样品在均化仓均化30min后，再120°C干燥 12h，然后注塑成型，制成标准试验圆片，注塑温度为215°C，注射压力30Mpa;制成圆片试样 后，通过ZC-90高绝缘电阻测量仪测试得出其表面电阻率。
[0043]所述步骤2)中，PP塑料粒子、Ρ0Ε、滑石粉和抗静电剂复合纳米二氧化钛的重量份 数比为100:10:20:0.8;复合纳米二氧化钛由纳米二氧化钛、环氧乙烧和三烷基铵盐按一定 的质量比混合而成。
[0044]复合纳米二氧化钛的配方为:A、纳米二氧化钛:环氧乙烷:三烷基铵盐(质量比）= 40:30:30; B、纳米二氧化钛:环氧乙烷:三烷基铵盐(质量比）=45:35:20; C、纳米二氧化钛： 环氧乙烧:二烷基钱盐(质量比）=50:30:20 ;D(质量比）、纳米^氧化钦:环氧乙烧:二烷基 铵盐= 50:40:10。
[0045] 所述步骤3)中的双螺杆挤出机的直径为65_，长径比为346:1。
[0046] 所述步骤3)中的双螺杆挤出机加料口到口模各段温度依次分别为195 °C、215°C、 215Γ、215Γ、215Γ、215Γ、215Γ、215Γ、210-(：。
[0047] 表 1 Γ00481
[0049] 结果见表1，抗静电剂配方C、D的效果优于配方Α、Β。
[0050] 实施例2
[0051]分别单独使用三烷基铵盐，环氧乙烷，纳米二氧化钛和本发明配方D复合纳米二氧 化钛，考察其对改性ΡΡ抗静电性的影响，实验步骤如下：
[0052] 1)对ΡΡ塑料粒子进行干燥处理(80°C，2h);
[0053] 2)将ΡΡ塑料粒子、POE、滑石粉和抗静电剂加入到高速(混合速度为300转/min)混 合器中，分别高速混合28min;
[0054] 3)将步骤2)制得的混合物由双螺杆挤出机在195~220°C条件下挤出共混，口模位 置无加载电压，螺杆转速45rpm，经挤出、牵条、冷却、造粒，得到抗静电改性聚丙烯材料； [0055] 4)将所得抗静电改性聚丙烯材料颗粒样品在均化仓均化30min后，再120°C干燥 12h，然后注塑成型，制成标准试验圆片，注塑温度为215°C，注射压力30Mpa;制成圆片试样 后，通过ZC-90高绝缘电阻测量仪测试得出其表面电阻率。
[0056]所述步骤2)中，PP塑料粒子、Ρ0Ε、滑石粉和抗静电剂的重量份数比为100:10:20: 0.8〇
[0057] 所述步骤3)中的双螺杆挤出机的直径为65mm，长径比为346:1。
[0058] 所述步骤3)中的双螺杆挤出机加料口到口模各段温度为195 °C、215 °C、215 °C、215 Γ、215Γ、215Γ、215Γ、215Γ、210-(：。
[0059] 实验结果如表2。
[0060] 表 2
[0061]
[0062] 结果如表2,本发明复合纳米二氧化碳比三种单独成分具有更优异的抗静电效果。
[0063] 实施例3
[0064] 将双螺杆挤出机的口模位置加载10v电压与无加载电压进行对比，实验步骤如下：
[0065] 1)对PP塑料粒子进行干燥处理(80°C，2h);
[0066] 2)将PP塑料粒子、P0E、滑石粉和实施例1配方D抗静电剂加入到高速(混合速度为 300转/min)混合器中，分别高速混合28min;
[0067] 3)将步骤2)制得的混合物由双螺杆挤出机在195~220°C条件下挤出共混，口模位 置加载l〇v电压或无加载电压，螺杆转速45rpm，经挤出、牵条、冷却、造粒，得到抗静电改性 聚丙烯材料；
[0068] 4)将所得抗静电改性聚丙烯材料颗粒样品在均化仓均化30min后，再120°C干燥 12h，然后注塑成型，制成标准试验圆片，注塑温度为215°C，注射压力30Mpa;制成圆片试样 后，通过ZC-90高绝缘电阻测量仪测试得出其表面电阻率。
[0069]所述步骤2)中，PP塑料粒子、Ρ0Ε、滑石粉和抗静电剂的重量份数比为100:10:20: 0.8〇
[0070] 所述步骤3)中的双螺杆挤出机的直径为65mm，长径比为46:1。
[0071 ]所述步骤3)中的双螺杆挤出机加料口到口模各段温度依次分别为195 °C、215°C、 215Γ、215Γ、215Γ、215Γ、215Γ、215Γ、210-(：。
[0072] 实验结果如表3。
[0073] 表 3
[0074]
【主权项】
1. 一种抗静电改性聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，包括： 1) 对聚丙烯塑料粒子进行干燥处理； 2) 将经干燥处理的聚丙烯塑料粒子、POE、填料和抗静电剂加入到混合器中，混合25~ 30min； 3) 将步骤2)制得的混合物由双螺杆挤出机在185~220 °C条件下挤出共混，螺杆转速40 ~45rpm，经挤出、牵条、冷却、造粒，得到抗静电改性聚丙稀材料； 所述的抗静电剂由纳米二氧化钛、环氧乙烷、三烷基铵盐按质量比为40~50: 30~40: 10~30配制而成； 所述双螺杆挤出机在口模位置加载9~1IV电压。2. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，抗静电剂组成中，所述纳米二氧化钛、 环氧乙烷、三烷基铵盐的质量比为40:30 :30、45:35:20、50:30:20或50 :40:10。3. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以重量份计，聚丙烯塑料粒子，75~ 100份;POE，10~15份;填料，10~20份;抗静电剂，0.5~1份。4. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的填料为滑石粉。5. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的干燥处理的温度为70~80°C， 时间为1~2h。6. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，双螺杆挤出机的直径为65~75mm，长 径比为36:1~46:1。7. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，双螺杆挤出机加料口到口模各段温度 分别为 185~195Γ、210~220Γ、210~220Γ、215~220Γ、215~22(TC、215~22(TC、215~ 220。。、210~220。。、210~220。。。8. 根据权利要求1~7任一所述的制备方法制备得到的抗静电改性聚丙烯材料。
【文档编号】C08K13/02GK106009255SQ201610353519
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月25日
【发明人】鲁平才, 赵钎, 戚全辉
【申请人】江苏兆鋆新材料股份有限公司