專利名稱：一種抗靜電聚丙烯組合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱塑性塑料技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，公開(kāi)了一種抗靜電聚丙烯組合物及其制備方法。
背景技術(shù)：
在日常生活和生產(chǎn)中，許多材料在使用過(guò)程中容易產(chǎn)生靜電積累，造成吸塵、電擊，甚至產(chǎn)生火花后導(dǎo)致爆炸等惡性事故。如在紡織工業(yè)中合成纖維的生產(chǎn)和加工；電子工業(yè)中各種靜電敏感性元件的生產(chǎn)、運(yùn)輸、貯放，由于靜電荷的積累往往會(huì)造成重大損失；化工、煉油業(yè)、采礦業(yè)以及軍事工業(yè)中，由各種非金屬材料的應(yīng)用而引起的靜電積累所造成的危害也屢見(jiàn)不鮮，所以靜電的防治已經(jīng)引起人們的重視。目前最常用且行之有效的方法是使用抗靜電劑以降低材料的表面電阻率?？轨o電劑按照發(fā)揮抗靜電性能的時(shí)效性可分為小分子短暫型抗靜電劑和聚合物長(zhǎng)效型抗靜電劑。前者隨著時(shí)間逐漸擴(kuò)散到聚合物表面形成一薄層，這層抗靜電劑薄層通過(guò)吸收外界環(huán)境中的水分子從而形成一導(dǎo)電通路來(lái)阻止靜電荷的聚集。該類抗靜電劑可讓聚合物的表面電阻率下降至101° 1012ohmS/Sq，使聚合物具有較慢的靜電耗散速率來(lái)阻止電荷累計(jì)。它的缺點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的，第一，只能在一些短期應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)提供經(jīng)濟(jì)的靜電保護(hù)，聚合物的表面電阻率可下降至101° 1012Ohms/sq;第二，它的抗靜電效果的發(fā)揮嚴(yán)重依賴于環(huán)境濕度，一般相對(duì)濕度RH>50%條件下才能發(fā)揮作用；第三，由于該類抗靜電劑的遷移性，使得它不能使用在一些對(duì)應(yīng)用環(huán)境要求十分潔凈的場(chǎng)合(如電子托盤和電子包裝)。 相對(duì)而言，聚合物永久型抗靜電劑具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)，根據(jù)聚合物中抗靜電劑的含量和分布可將表面電阻率下降至IO8 1012ohmS/Sq，這使得它可以應(yīng)用在需要更低的電阻率來(lái)避免火花和防止電子產(chǎn)品發(fā)生靜電釋放的領(lǐng)域。與遷移性抗靜電劑不同的是，盡管在很低的濕度下表面電阻率可能會(huì)稍有升高，但大部分該類抗靜電劑幾乎不依賴相對(duì)濕度而發(fā)揮作用。這使得它在一些較苛刻的干燥環(huán)境中能同樣發(fā)揮功效。另外，由于它不具有遷移性， 不會(huì)造成任何污染，這使得它在一些高端抗靜電應(yīng)用領(lǐng)域中大放異彩。然而，在聚合物永久型抗靜電劑方面，無(wú)論是一直以來(lái)都比較受歡迎的聚醚型抗靜電劑，還是近兩年才面世的金屬鹽離聚物型抗靜電劑，如需達(dá)到比較好的抗靜電效果，它們?cè)跇渲w中的添加量都比較高(一般為10wt% 20wt%)，對(duì)于一些抗靜電要求較高或者采用吹塑成型等非注塑成型方式的應(yīng)用領(lǐng)域，添加量甚至要超過(guò)25wt%。較高的添加量帶來(lái)了不少問(wèn)題，首先，材料成本大幅上升，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力下降；其次，聚合物永久型抗靜電劑大多屬于彈性體范疇，樹脂基體中加入大量該類抗靜電劑后，材料的強(qiáng)度和剛性明顯下降。因此如何在較少的抗靜電劑添加量下，使得復(fù)合材料能達(dá)到同樣優(yōu)良的表面抗靜電效果，已經(jīng)成為當(dāng)今抗靜電塑料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，具有十分重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種低抗靜電劑含量且綜合性能優(yōu)良的抗靜電聚丙烯組合物。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供上述抗靜電聚丙烯組合物的制備方法。為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案 一種抗靜電聚丙烯組合物，由以下重量份的組分組成 聚丙烯50-95份抗靜電劑 5-30份填料 5-40份。在上述抗靜電聚丙烯組合物中，所述抗靜電劑為含聚醚的嵌段共聚物抗靜電劑、 金屬鹽離聚物抗靜電劑、季銨鹽型抗靜電劑、磺酸型抗靜電劑、內(nèi)銨鹽型抗靜電劑或其混合物。在上述抗靜電聚丙烯組合物中，所述的填料為玻璃纖維、高嶺土、滑石粉、云母、硅灰石或其混合物。上述抗靜電聚丙烯組合物的制備方法，包括如下步驟采用擠出機(jī)生產(chǎn)，聚丙烯從擠出機(jī)最后端的主喂料口加入，抗靜電劑和填料在擠出機(jī)的主喂料口或者擠出段的其他任意位置加入；如果有其它添加劑的話，選擇與聚丙烯混合后一起加入或單獨(dú)從料筒位置加入。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果
本發(fā)明采用的抗靜電劑屬于親水性聚合物。當(dāng)其和高分子基體共混后，一方面由于其分子鏈的運(yùn)動(dòng)能力較強(qiáng)，分子間便于質(zhì)子移動(dòng)，通過(guò)離子導(dǎo)電來(lái)傳導(dǎo)和釋放產(chǎn)生的靜電荷； 另一方面，抗靜電能力是通過(guò)其特殊的分散形態(tài)體現(xiàn)的。研究表明，抗靜電劑主要是在制品表層呈微細(xì)的層狀或筋狀分布，構(gòu)成導(dǎo)電性表層，而在中心部分幾乎呈球狀分布，形成所謂的“芯殼結(jié)構(gòu)”，并以此為通路泄露靜電荷。當(dāng)將抗靜電劑添加到單一樹脂基體中后，正如上述機(jī)理所述，其在制品表層呈微細(xì)的層狀或筋狀分布，尤其需注意的是，這些層狀或筋狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)部是實(shí)心的，其內(nèi)部充滿了抗靜電劑，而這些內(nèi)部的抗靜電劑并沒(méi)有形成額外的導(dǎo)電通路，它們和外層的抗靜電劑表層是作為一個(gè)單一的導(dǎo)電通路整體而發(fā)揮作用的。因此，本發(fā)明的抗靜電聚丙烯組合物的抗靜電劑含量低且綜合性能優(yōu)良。
具體實(shí)施例方式表1-1為實(shí)施例1 3和比較例1 3的具體配方表
抗靜電劑-1為鉀鹽離聚物類型抗靜電劑。填料MICA為白云母、徑厚比為50:1。制備方法將聚丙烯和填料進(jìn)行干式混合，然后通過(guò)長(zhǎng)徑比為40/1的同向雙螺桿擠出機(jī)的主進(jìn)料器加入?？轨o電劑在擠出段的第五段由側(cè)喂料口加入。擠出溫度設(shè)定在 160°C 200°C。將擠出粒子在80°C的除濕干燥機(jī)中干燥4小時(shí)，然后在常規(guī)注塑成型機(jī)中按照表中的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)成型測(cè)試所需試樣并按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試。表1-2為測(cè)試結(jié)果。同時(shí)對(duì)比實(shí)施例1和比較例1，實(shí)施例2和比較例2，實(shí)施例3 和比較例3均可發(fā)現(xiàn)，配方中加有白云母的體系的表面電阻率明顯低于未加白云母的體系的，并且前者的機(jī)械強(qiáng)度和剛性與后者相比也有明顯的提高。表1-權(quán)利要求
1.一種抗靜電聚丙烯組合物，其特征在于，由以下重量份的組分組成聚丙烯50-95份抗靜電劑5-30份填料5-40份。
2.如權(quán)利要求1所述的抗靜電聚丙烯組合物，其特征在于所述抗靜電劑為含聚醚的嵌段共聚物抗靜電劑、金屬鹽離聚物抗靜電劑、季銨鹽型抗靜電劑、磺酸型抗靜電劑、內(nèi)銨鹽型抗靜電劑或其混合物。
3.如權(quán)利要求1所述的抗靜電聚丙烯組合物，其特征在于所述的填料為玻璃纖維、高嶺土、滑石粉、云母、硅灰石或其混合物。
4.權(quán)利要求1所述抗靜電聚丙烯組合物的制備方法，其特征在于包括如下步驟采用擠出機(jī)生產(chǎn)，聚丙烯從擠出機(jī)最后端的主喂料口加入，抗靜電劑和填料在擠出機(jī)的主喂料口或者擠出段的其他任意位置加入；如果有其它添加劑的話，選擇與聚丙烯混合后一起加入或單獨(dú)從料筒位置加入。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種抗靜電聚丙烯組合物及其制備方法，由以下重量份的組分組成聚丙烯50-95份，抗靜電劑5-30份，填料5-40份。其制備方法包括在常規(guī)的擠出機(jī)上生產(chǎn)，如單螺桿擠出機(jī)，雙螺桿擠出機(jī)等。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是整個(gè)復(fù)合材料中只需加入較少量的聚合物型永久性抗靜電劑即可使最終材料獲得十分優(yōu)異的表面抗靜電性能。
文檔編號(hào)C08L71/00GK102485784SQ20101057019
公開(kāi)日2012年6月6日 申請(qǐng)日期2010年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月2日
發(fā)明者池建平 申請(qǐng)人:池建平