一种抗静电聚丙烯改性料的制备方法与流程

[0001]
本发明属于聚丙烯改性料的改性领域，涉及一种抗静电聚丙烯改性料的制备方法。


背景技术：

[0002]
目前汽车内饰越来越多的应用塑料制件，不仅可以减轻汽车的重量，实现汽车轻量化，同时降低汽车制造成本，随着汽车工业高速发展，消费者对汽车舒适性的要求也越来越高，对汽车的气味性、刮擦性、阻燃性和环保等性能提出了很高的要求。而汽车塑料部件为绝缘材料，表面经常会带有静电，会造成对空气中灰尘和毛发碎屑的吸附，导致表面沾满灰尘，不但影响美观，而且还容易滋生细菌，影响健康，因此开发一种高效的抗静电材料显得尤为重要。
[0003]
目前市场上已有多种解决聚丙烯产品表面静电荷积累的方法，包括表面导电液喷涂法、表面擦拭法以及添加抗静电剂改性聚丙烯。其中表面喷涂法和表面擦拭法仅能解决一时的电荷积累，需要重复操作。现在市场上应用较多的为添加抗静电剂改性法，如金发科技申请的一种抗静电聚丙烯组合物，专利申请号：201810227583.x，申请日：2018年3月18日，公开号：108384117a，添加超支化聚乙烯亚氨做为抗静电剂，制备抗静电聚丙烯材料，但这种方法制得的抗静电聚丙烯时效性较短，无法达到长时间抗静电的效果；北京低碳清洁能源研究所申请的聚丙烯组合物、增强阻燃抗静电聚丙烯及其制备方法和制品，专利申请号：201710329392.x，申请日：2017年5月11日，公开号：108864562a，提供了以炭黑、硬脂酸甘油酯、乙氧基化醇、硫酸烷基脂为抗静电剂，制备抗静电聚丙烯材料，但这种方法制得的抗静电聚丙烯时效性较短，无法达到长时间抗静电的效果。另外添加抗静电剂造成产品力学性能下降，影响在实际中的应用。


技术实现要素：

[0004]
1、所要解决的技术问题：现有的解决聚丙烯产品表面静电荷积累的方法添加抗静电剂造成产品力学性能下降，影响在实际中的应用。
[0005]
2、技术方案：为了解决以上问题，本发明提供了一种抗静电聚丙烯改性料的制备方法，包括以下步骤，步骤s01，准备原料，聚丙烯树脂65-95质量份、增韧剂0-15质量份、纳米碳纤维5-20质量份、硅烷偶联剂0.05-0.2质量份和抗氧剂0.2-0.6质量份；步骤s02：将聚丙烯树脂65-95质量份、增韧剂0-15质量份、硅烷偶联剂0.05-0.2质量份和抗氧剂0.2-0.6质量份在高速混合机中80～90℃下预混后，从双螺杆挤出机主喂料口喂料，5～20质量份的纳米碳纤维通过双螺杆挤出机侧喂料口喂料，通过挤出机挤出造粒，完成制备。
[0006]
所述双螺杆挤出机分为九个区间，第一区间温度为175—190℃，第二、三区间温度为180—210℃，第四、五、六、七、八区间180—220℃，第九区间180—200℃，在第三、五、七三
个区间进行三级抽真空。
[0007]
所述第一区间温度为185℃。
[0008]
所述第二、三区间温度为190℃。
[0009]
所述第四、五、六、七、八区间195℃。
[0010]
所述第九区间190℃。
[0011]
所述的增韧剂为poe弹性体、sbs类弹性体、epdm三元橡胶中的一种或几种的复合。
[0012]
所述抗氧剂为1010，168/dltp，3853中任一种。
[0013]
所述造粒经注塑机挤出成型制备样条，用于检测性能。
[0014]
按照gb/t9341-2000测试弯曲性能、gb/t1843-1996测试冲击性能、gb1040-92测试拉伸性能、gb/t3682-2000测试熔融流动速率、电阻笔测试表面电阻。
[0015]
3、有益效果：本发明在消除材料表面静电荷的同时，还可代替无机刚性粒子对材料进行增韧增强，得到高强度聚丙烯材料，所制得的抗静电聚丙烯改性料加工工艺简单、抗静电效果好，并且力学性能优良、无毒、对环境无污染，可广泛用于汽车、电子电器等领域。
具体实施方式
[0016]
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
[0017]
以下实施中，聚丙烯树脂为燕山石化生产的pp9927。
[0018]
所述的增韧剂为poe弹性体、sbs类弹性体、epdm三元橡胶中的一种或几种的复合。以下实施例采用poe是美国陶氏化学生产的poe8150。
[0019]
所述抗氧剂为1010，168/dltp，3853中任一种。以下实施例中，抗氧化剂为烟台新秀化学用品有限公司生产的抗氧剂1010。
[0020]
实施例1准备聚丙烯树脂70质量份、增韧剂10质量份、纳米碳纤维20质量份、硅烷偶联剂0.2质量份和抗氧剂0.3质量份，然后将将70质量份的聚丙烯树脂、10质量份的增韧剂、0.2质量份的硅烷偶联剂、0.3质量份的抗氧剂在高速混合机中85℃混合5分钟，然后从双螺杆挤出机主喂料口喂料，20质量份的纳米碳纤维束从双螺杆挤出机侧喂料口喂料，通过挤出机挤出造粒。挤出机的温度为：一区间185℃，二、三区间190℃，四、五、六、七、八区间195℃，九区间190℃，在三、五、七三个区间进行三级抽真空。
[0021]
按此方法制得的抗静电聚丙烯改性料，其性能见表1。
[0022]
实施例2准备聚丙烯树脂75质量份、增韧剂10质量份、纳米碳纤维15质量份、硅烷偶联剂0.15质量份和抗氧剂0.3质量份，然后将将75质量份的聚丙烯树脂、10质量份的增韧剂、0.15质量份的硅烷偶联剂、0.3质量份的抗氧剂在高速混合机中80℃混合5分钟，然后从双螺杆挤出机主喂料口喂料，15质量份的纳米碳纤维束从双螺杆挤出机侧喂料口喂料，通过挤出机挤出造粒。挤出机的温度为：一区间175℃，二、三区间180℃，四、五、六、七、八区间200℃，九区间180℃，在三、五、七三个区间进行三级抽真空。
[0023]
按此方法制得的抗静电聚丙烯改性料，其性能见表1。
[0024]
实施例3
准备聚丙烯树脂80质量份、增韧剂10质量份、纳米碳纤维10质量份、硅烷偶联剂0.1质量份和抗氧剂0.3质量份，然后将将80质量份的聚丙烯树脂、10质量份的增韧剂、0.1质量份的硅烷偶联剂、0.3质量份的抗氧剂在高速混合机中88℃混合5分钟，然后从双螺杆挤出机主喂料口喂料，10质量份的纳米碳纤维束从双螺杆挤出机侧喂料口喂料，通过挤出机挤出造粒。挤出机的温度为：一区间180℃，二、三区间190℃，四、五、六、七、八区间210℃，九区间190℃，在三、五、七三个区间进行三级抽真空。
[0025]
按此方法制得的抗静电聚丙烯改性料，其性能见表1。
[0026]
实施例4准备聚丙烯树脂85质量份、增韧剂10质量份、纳米碳纤维5质量份、硅烷偶联剂0.05质量份和抗氧剂0.3质量份，然后将将85质量份的聚丙烯树脂、5质量份的增韧剂、0.05质量份的硅烷偶联剂、0.3质量份的抗氧剂在高速混合机中90℃混合5分钟，然后从双螺杆挤出机主喂料口喂料，5质量份的纳米碳纤维束从双螺杆挤出机侧喂料口喂料，通过挤出机挤出造粒。挤出机的温度为：一区间190℃，二、三区间210℃，四、五、六、七、八区间220℃，九区间200℃，在三、五、七三个区间进行三级抽真空。
[0027]
按此方法制得的抗静电聚丙烯改性料，其性能见表1。
[0028]
实施例5准备聚丙烯树脂95质量份、纳米碳纤维5质量份、硅烷偶联剂0.1质量份和抗氧剂0.6质量份，然后将将95质量份的聚丙烯树脂、0.1质量份的硅烷偶联剂、0.6质量份的抗氧剂在高速混合机中90℃混合5分钟，然后从双螺杆挤出机主喂料口喂料，5质量份的纳米碳纤维束从双螺杆挤出机侧喂料口喂料，通过挤出机挤出造粒。挤出机的温度为：一区间185℃，二、三区间190℃，四、五、六、七、八区间195℃，九区间190℃，在三、五、七三个区间进行三级抽真空。
[0029]
按此方法制得的抗静电聚丙烯改性料，其性能见表1。
[0030]
实施例6准备聚丙烯树脂80质量份、增韧剂15质量份、纳米碳纤维5质量份、硅烷偶联剂0.05质量份和抗氧剂0.2质量份，然后将80质量份的聚丙烯树脂、15质量份的增韧剂、0.05质量份的硅烷偶联剂、0.2质量份的抗氧剂在高速混合机中90℃混合5分钟，然后从双螺杆挤出机主喂料口喂料，5质量份的纳米碳纤维束从双螺杆挤出机侧喂料口喂料，通过挤出机挤出造粒。挤出机的温度为：一区间190℃，二、三区间210℃，四、五、六、七、八区间220℃，九区间200℃，在三、五、七三个区间进行三级抽真空。
[0031]
按此方法制得的抗静电聚丙烯改性料，其性能见表1。
[0032]
对比例1准备聚丙烯树脂70质量份、增韧剂10质量份、滑石粉20质量份、抗氧剂0.3质量份，将聚丙烯树脂70质量份、增韧剂10质量份、滑石粉20质量份、抗氧剂0.3质量份在高速混合机中90℃混合5分钟，然后从双螺杆挤出机主喂料口喂料，5质量份的纳米碳纤维束从双螺杆挤出机侧喂料口喂料，通过挤出机挤出造粒。挤出机的温度为：一区间190℃，二、三区间210℃，四、五、六、七、八区间220℃，九区间200℃，在三、五、七三个区间进行三级抽真空。
[0033]
按此方法制得的抗静电聚丙烯改性料，其性能见表1。
[0034]
实施例7
实施例1-6挤出的造粒经过经注塑机挤出成型制备样条，对样条按照gb/t9341-2000测试弯曲性能、gb/t1843-1996测试冲击性能、gb1040-92测试拉伸性能、gb/t3682-2000测试熔融流动速率、电阻笔测试表面电阻。
[0035]
对比例2准备聚丙烯树脂70质量份、增韧剂10质量份、纳米碳纤维20质量份、抗氧剂0.3质量份，先将20质量份纳米碳纤维打碎，然后将打碎的纳米炭纤维和聚丙烯树脂70质量份、增韧剂10质量份、纳米碳纤维束20质量份、抗氧剂0.3质量份共混，通过挤出机造粒，挤出机的温度为：一区间190℃，二、三区间210℃，四、五、六、七、八区间220℃，九区间200℃，在三、五、七三个区间进行三级抽真空。纳米炭纤维在聚丙烯中成无序状。
[0036]
按此方法制得的抗静电聚丙烯改性料，其性能见表1。
[0037]
表1。
[0038]
本发明主要降低材料表面电阻率的同时提高产品的强度，电阻率数值越低，抗静电效果越好，产品的强度由弯曲模量体现，模量越高，强度越大。从表1中可以看出，在聚丙烯复合体系中纳米碳纤维束可显著降低材料表面的电阻率，并提高材料强度，实施例1可以电阻率降低最为明显3
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105ω，降低了11个数量级，强度得到对比例的1.9倍。实施例2、实施例3、实施例4随着纳米碳纤维束添加量的减少电阻率逐渐增大，模量逐渐降低，实施例2的模量为对比例的1.5倍，实施例3的模量和对比例相当，但填充量仅为对比例的50%。从冲击韧性上看，与对比例相比，实施例2、实施例3、实施例4的冲击韧性与对比例相比有小幅上升。
[0039]
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明的，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。

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