一种抗静电聚烯烃母料及其制备方法与流程

1.本发明属于聚烯烃母料技术领域，具体涉及一种抗静电聚烯烃母料及其制备方法。


背景技术：

2.聚烯烃是烯烃的聚合物，是由乙烯、丙烯和丁烯等经过均聚或共聚得到的一类聚合物，聚烯烃作为一种常用的化工原材料，可制备成薄膜、板材、管材、电线电缆以及各种形状和结构的制品等，广泛用于包装、农业、汽车、机械等各个领域中。
3.聚烯烃在使用时，通常会首先制成聚烯烃母料，然后再与基体材料、辅料或添加剂等配合使用，制备所需的产品，因此改进了聚烯烃母料的某种性能，就能提高最终产品相对应的该项性能。用于包装领域中的聚烯烃薄膜，往往由于其抗静电性能较差，导致其加工和使用性能较差，因此需要对聚烯烃母料的抗静电性能进行改进.


技术实现要素：

4.本发明目的在于提供一种抗静的聚烯烃母料及其制备方法，以解决背景技术中给出的技术问题。
5.为了实现上述目的，本发明公开了一种抗静电聚烯烃母料，以质量份数计，包括如下组分：
[0006][0007]
进一步地，所述抗静电聚烯烃母料中，还包括8
‑
45份聚乙烯醇和2
‑
50份甘油。
[0008]
进一步地，所述聚苯胺纳米粒子与聚苯胺纳米纤维的质量比为1:0.5
‑
3.5。
[0009]
进一步地，所述聚苯胺纳米粒子的粒径为30
‑
100nm。
[0010]
进一步地，所述聚苯胺纳米纤维的直径为20
‑
100nm，长度为0.5
‑
5μm。
[0011]
进一步地，所述相容剂为质量比为1:1的马来酸酐接枝的聚丙烯和马来酸酐接枝的聚乙烯的混合物。
[0012]
进一步地，所述分散剂为高分子型分散剂。高分子型分散剂选自聚酯型分散剂、丙烯酸酯型分散剂和多己内多酯多元醇
‑
多乙烯亚胺嵌段共聚物中的一种或几种的混合物。具体地，分散剂可选季戊四醇硬脂酸酯或硬脂酸酰胺。
[0013]
进一步地，所述抗氧剂为胺型抗氧化剂、酚型抗氧化剂和杂环类抗氧化剂中的一种或几种的混合物。具体地，抗氧剂可选n,n
‑
1,6
‑
亚已基
‑
双[3
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酰胺、三甘醇双
‑
[3
‑
(3
‑
叔丁基
‑4‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)丙酸酯]、三(2,4
‑
二叔丁基苯基)亚磷酸酯或β
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯。
[0014]
本发明同时要求保护一种抗静电聚烯烃母料的制备方法，包括如下步骤：
[0015]
(1)制备聚苯胺纳米粒子和聚苯胺纳米纤维；
[0016]
(2)将聚苯胺纳米粒子和聚苯胺纳米纤维按照配比加入搅拌机中，混合均匀；
[0017]
(3)将聚丙烯、聚乙烯、相容剂、分散剂和抗氧剂按照配比加入搅拌机中，与步骤(2)中已混合均匀的聚苯胺纳米粒子和聚苯胺纳米纤维混合均匀；
[0018]
(4)将步骤(3)中混合均匀的物料加入挤出机中，对物料进行挤出并造粒。
[0019]
进一步地，步骤(4)中的挤出机为设有排气孔的双螺杆挤出机。
[0020]
本发明的聚烯烃母料中，加入具有导电能力的聚苯胺纳米粒子和聚苯胺纳米纤维，可将体系内的静电电荷导出，赋予母料较高的抗静电性能。
[0021]
本发明中，聚苯胺纳米粒子的粒径为30
‑
100nm，聚苯胺纳米纤维的直径为20
‑
100nm、长度为0.5
‑
5μm，并限制聚苯胺纳米粒子与聚苯胺纳米纤维的质量比为1:0.5
‑
3.5，优选为1:1.5；体系中，聚苯胺纳米纤维以一维形态均匀分散在基体树脂中，并形成三维搭接，在体系中形成导电网络，聚苯胺纳米粒子以零维形态点状分散在基体树脂中，并与聚苯胺纳米纤维搭接而成的三维导电网络形成电接触；通过尺寸为纳米级的聚苯胺纳米粒子和聚苯胺纳米纤维，可起到更有效地导出静电电荷的目的，使聚烯烃母料的抗静电性能更强。
[0022]
此外，本发明中还加入有聚乙烯醇和甘油，聚乙烯醇和甘油的分子链中含有大量的
‑
oh，
‑
oh可提高树脂基产品的抗静电性能，并且聚乙烯醇和甘油作为有效组分，可使聚烯烃母料的抗静电性能更加持久。
[0023]
与现有技术相比，本发明的抗静电聚烯烃母料及其制备方法具有如下优点：
[0024]
(1)本发明的抗静电聚烯烃母料原材料中添加了具有导电能力的聚苯胺纳米粒子和聚苯胺纳米纤维，在体系中形成导电网络，大大地提高了产品的抗静电性能。
[0025]
(2)本发明中，抗静电聚烯烃母料的原材料中还加入有分子链中含有大量
‑
oh的聚乙烯醇和甘油，可使聚烯烃母料的抗静电性能更加持久。
[0026]
(3)本发明中，导电高分子、以及含大量
‑
oh的聚乙烯醇和甘油组分共存，两种抗静电机理共同发挥作用，使聚烯烃母料的抗静电性能更强、作用更持久。
[0027]
(4)本发明的制备抗静电聚烯烃母料的方法更简单，生产成本低。
具体实施方式
[0028]
下面通过具体实施例进行详细阐述，说明本发明的技术方案。
[0029]
实施例一
[0030]
制备聚苯胺纳米粒子，参照中国发明专利cn201410177564.2(一种聚苯胺纳米粒子的制备方法及其应用)中的技术方案进行制备，得到粒径为30
‑
100nm的聚苯胺纳米粒子。
[0031]
制备聚苯胺纳米纤维，参照中国发明专利cn200510096471.8(一种导电高分子聚苯胺纳米纤维的制备方法)中的技术方案进行制备，得到直径为20
‑
100nm，长度为0.5
‑
5μm的聚苯胺纳米纤维。
[0032]
实施例二
[0033]
制备抗静电聚烯烃母料，包括如下步骤：
[0034]
(1)将聚苯胺纳米粒子和聚苯胺纳米纤维按照配比加入搅拌机中，混合均匀；
[0035]
(2)将聚丙烯、聚乙烯、相容剂(质量比为1:1的马来酸酐接枝的聚丙烯和马来酸酐接枝的聚乙烯的混合物)、分散剂(季戊四醇硬脂酸酯)抗氧剂(n,n
‑
1,6
‑
亚已基
‑
双[3
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酰胺)、聚乙烯醇和甘油按照配比加入搅拌机中，与步骤(1)中已混合均匀的聚苯胺纳米粒子和聚苯胺纳米纤维混合均匀；
[0036]
(3)将步骤(2)中设有排气孔的双螺杆挤出机中，设置双螺杆挤出机的转速为550
‑
600rpm，真空度为
‑
75kpa，温度为190
‑
200℃；然后对挤出的物料进行冷却造粒，即得到抗静电聚烯烃母料，记为s1。
[0037]
实施例三
[0038]
制备抗静电聚烯烃母料，包括如下步骤：
[0039]
(1)将聚苯胺纳米粒子和聚苯胺纳米纤维按照配比加入搅拌机中，混合均匀；
[0040]
(2)将聚丙烯、聚乙烯、相容剂(质量比为1:1的马来酸酐接枝的聚丙烯和马来酸酐接枝的聚乙烯的混合物)、分散剂(硬脂酸酰胺)、抗氧剂(三甘醇双
‑
[3
‑
(3
‑
叔丁基
‑4‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)丙酸酯])、聚乙烯醇和甘油按照配比加入搅拌机中，与步骤(1)中已混合均匀的聚苯胺纳米粒子和聚苯胺纳米纤维混合均匀；
[0041]
(3)将步骤(2)中设有排气孔的双螺杆挤出机中，设置双螺杆挤出机的转速为550
‑
600rpm，真空度为
‑
75kpa，温度为190
‑
200℃；然后对挤出的物料进行冷却造粒，即得到抗静电聚烯烃母料，记为s2。
[0042]
实施例四
[0043]
制备抗静电聚烯烃母料，包括如下步骤：
[0044]
(1)将聚苯胺纳米粒子和聚苯胺纳米纤维按照配比加入搅拌机中，混合均匀；
[0045]
(2)将聚丙烯、聚乙烯、相容剂(质量比为1:1的马来酸酐接枝的聚丙烯和马来酸酐接枝的聚乙烯的混合物)、分散剂(季戊四醇硬脂酸酯)、抗氧剂(三(2,4
‑
二叔丁基苯基)亚磷酸酯)、聚乙烯醇和甘油按照配比加入搅拌机中，与步骤(1)中已混合均匀的聚苯胺纳米粒子和聚苯胺纳米纤维混合均匀；
[0046]
(3)将步骤(2)中设有排气孔的双螺杆挤出机中，设置双螺杆挤出机的转速为550
‑
600rpm，真空度为
‑
75kpa，温度为190
‑
200℃；然后对挤出的物料进行冷却造粒，即得到抗静电聚烯烃母料，记为s3。
[0047]
实施例五
[0048]
制备抗静电聚烯烃母料，包括如下步骤：
[0049]
(1)将聚苯胺纳米粒子和聚苯胺纳米纤维按照配比加入搅拌机中，混合均匀；
[0050]
(2)将聚丙烯、聚乙烯、相容剂(质量比为1:1的马来酸酐接枝的聚丙烯和马来酸酐接枝的聚乙烯的混合物)、分散剂(硬脂酸酰胺)、抗氧剂(n,n
‑
1,6
‑
亚已基
‑
双[3
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酰胺)、聚乙烯醇和甘油按照配比加入搅拌机中，与步骤(1)中已混合均匀的聚苯胺纳米粒子和聚苯胺纳米纤维混合均匀；
[0051]
(3)将步骤(2)中设有排气孔的双螺杆挤出机中，设置双螺杆挤出机的转速为550
‑
600rpm，真空度为
‑
75kpa，温度为190
‑
200℃；然后对挤出的物料进行冷却造粒，即得到抗静
电聚烯烃母料，记为s4。
[0052]
对比例一
[0053]
制备抗静电聚烯烃母料，包括如下步骤：
[0054]
(1)将聚苯胺纳米粒子和聚苯胺纳米纤维按照配比加入搅拌机中，混合均匀；
[0055]
(2)将聚丙烯、聚乙烯、相容剂(质量比为1:1的马来酸酐接枝的聚丙烯和马来酸酐接枝的聚乙烯的混合物)、分散剂(季戊四醇硬脂酸酯)和抗氧剂(n,n
‑
1,6
‑
亚已基
‑
双[3
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酰胺)按照配比加入搅拌机中，与步骤(1)中已混合均匀的聚苯胺纳米粒子和聚苯胺纳米纤维混合均匀；
[0056]
(3)将步骤(2)中设有排气孔的双螺杆挤出机中，设置双螺杆挤出机的转速为550
‑
600rpm，真空度为
‑
75kpa，温度为190
‑
200℃；然后对挤出的物料进行冷却造粒，即得到抗静电聚烯烃母料，记为b1。
[0057]
对比例二
[0058]
制备抗静电聚烯烃母料，包括如下步骤：
[0059]
(1)将聚丙烯、聚乙烯、相容剂(质量比为1:1的马来酸酐接枝的聚丙烯和马来酸酐接枝的聚乙烯的混合物)、分散剂(硬脂酸酰胺)、抗氧剂(质量比为1：1的三甘醇双
‑
[3
‑
(3
‑
叔丁基
‑4‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)丙酸酯]和n,n
‑
1,6
‑
亚已基
‑
双[3
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酰胺的混合物)和聚乙烯醇按照配比加入搅拌机中混合均匀；
[0060]
(2)将步骤(1)中设有排气孔的双螺杆挤出机中，设置双螺杆挤出机的转速为550
‑
600rpm，真空度为
‑
75kpa，温度为190
‑
200℃；然后对挤出的物料进行冷却造粒，即得到抗静电聚烯烃母料，记为b2。
[0061]
上述实施例二至实施例五、以及对比例一和对比例二中各原材料的配比及质量份数见表1。
[0062]
表1实施例二至实施例五、以及对比例一和对比例二制备的聚烯烃母料中各原材料的质量份数
[0063][0064]
将上述实施例二至实施例五、以及对比例一和对比例二制备得到的抗静电聚烯烃母料分别加入聚丙烯中，熔融共挤得到塑料薄膜，聚烯烃母料的质量分数为30％，塑料薄膜的厚度为0.2mm，得到的塑料薄膜分别记为k1
‑
k4，以及l1
‑
l2。
[0065]
分别对塑料薄膜k1
‑
k4和l1
‑
l2进行性能测试：参照gb/t1410
‑
89，对薄膜进行表面电阻率测试；分别测试塑料薄膜在存放0天、10天和100天后的性能，性能测试结果如表2所示。
[0066]
表2各组塑料薄膜的性能测试结果
[0067][0068]
可见，采用本发明的配方及制备方法得到的聚烯烃母料用来制备塑料包装薄膜时，表面电阻率较低，均小于10
11
ω，可见具有较高的抗静电性能。
[0069]
并且将上述制得的塑料包装薄膜放置10天、100天后，其表面电阻率并未发生太大变化，可见本发明的聚烯烃母料具有良好的稳定性，可实现良好的抗静电性能。
[0070]
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的设计构思之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。