一种永久抗静电透明聚丙烯组合物及制备方法与流程

1.本技术涉及高分子复合材料技术领域，具体涉及一种永久抗静电透明聚丙烯组合物及制备方法。


背景技术：

2.聚丙烯是一种性能优良的热塑性合成树脂，为无色半透明的热塑性轻质通用塑料。具有耐化学性、耐热性、电绝缘性、高强度机械性能和良好的高耐磨加工性能等，这使得聚丙烯自问世以来，便迅速在机械、汽车、电子电器、建筑、纺织、包装、农林渔业和食品工业等众多领域得到广泛的开发应用。近年来，随着我国包装、电子、汽车等工业的快速发展，极大地促进了我国聚丙烯工业的发展。但是由于聚丙烯的电绝缘性好，材料容易积聚静电荷，这大大地限制聚丙烯的电子行业的应用。
3.现有技术中所采用的解决方案如下：
4.(1)导电聚合物包括聚乙撑二氧噻吩、聚苯胺、聚n，n二乙基丙烯酰胺其中一种包覆cnt为抗静电剂的抗静电透明聚丙烯材料；但是该解决方案只是说明了透光率在80到85之间，没有说明透明材料另外一个重要指标雾度；如果雾度过高，材料只是透光，而不是透明。这也是不能满足下游电子电器行业的使用要求的；
5.(2)以2-羟基乙基二甲基-3-月桂酸酰胺丙基硝酸胺为抗静电剂的抗静电透明聚丙烯材料，而2-羟基乙基二甲基-3-月桂酸酰胺丙基硝酸胺抗静电剂是一种短暂性抗静电剂，其工作原理为：通过抗静电剂与聚丙烯不相容性，抗静电剂慢慢向材料的表面迁移、析出，然后吸收空气中的水分，形成导电通路，达到抗静电效果，但是如果对其进行多次的水洗、试擦或者抗静电剂析出完后抗静电效果都会消失，达不到永久抗静电效果。
6.由此可见，现有技术中所采用的技术方案均不能有效解决聚丙烯材料容易积聚静电荷的问题。


技术实现要素：

7.为了解决上述技术问题，本发明的技术任务是为了解决现有聚丙烯不能同时实现永久抗静电及透明的现象。本发明提供一种永久抗静电透明聚丙烯组合物及其制备方法。
8.本发明所采用的技术方案如下：
9.一种永久抗静电透明聚丙烯组合物的制备方法，该方法包括如下步骤：
10.步骤1、对聚丙烯的水份含量进行检测，若聚丙烯的水份含量大于等于0.2％，则执行步骤2；若聚丙烯的水份含量小于0.2％，则执行步骤3；
11.步骤2、将聚丙烯放入烘箱中，在80℃的环境温度下烘干3至4小时，将聚丙烯的水份含量控制在0.2％以下；
12.步骤3、按照聚丙烯、复合抗静电剂、透明改质剂、抗氧化剂、分散剂的投料顺序，依次加入低速混料机中，将各种材料均匀地搅拌在一起；
13.步骤4、将搅拌均匀的材料加入长径比为40：1双螺杆挤出机中，进行熔融造粒，获
得聚丙烯组合物。
14.进一步的，在步骤4中，所述双螺杆挤出机1到10区的温度依次设置为180℃、220℃、220℃、210℃、210℃、200℃、200℃、190℃、190℃、210℃。
15.进一步的，在步骤4中，所述双螺杆挤出机的主机转速设置为40-45r/min。
16.进一步的，投料的组份比为聚丙烯90.5-97.9％、复合抗静电剂1-8％、透明改质剂0.1-0.5％、抗氧剂0.5％、分散剂0.5％。
17.进一步的，所述聚丙烯采用无规共聚聚丙烯、均聚聚丙烯，熔融指数在1-50g/10min之间；
18.进一步的，所述复合抗静电剂采用氧化锌、氧化铝、三氧化二锑、氧化锡、三氧化二铟中的一种或几种。
19.进一步的，所述透明改质剂采用第三代山梨醇类成核剂、取代芳基磷酸酯钠盐、取代芳基磷酸酯钾盐中的一种或几种。
20.进一步的，所述抗氧化剂采用四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的一种或两种混合。
[0021]
进一步的，所述分散剂采用n,n-乙撑双硬酯酸酰胺、硬酯酸钙、硬酯酸锌、季戊四醇硬脂酸酯中的一种或几种。
[0022]
一种永久抗静电透明聚丙烯组合物，采用上述方法制备该聚丙烯组合物。
[0023]
通过本技术实施例，可以获得如下技术效果：
[0024]
(1)采用低添加量的导电类无机复合物作为抗静电剂，具有添加量低，1％-8％的添加量就可以实现很好的抗静电效果。由于低的添加量，再配合经过钛酸酯偶联剂的包覆处理，可以实现对材料性能的零影响；
[0025]
(2)通过在塑料制品表层呈微强的层状或盘状分布，构成导电性表层，而在中心部分几乎呈球状分布，形成所谓的“芯壳结构”，并以此为通路泄漏静电荷，不会像短暂性抗静电剂，这样通过抗静剂迁移到表面，然后吸收水分来实现抗静电效果，所以不受环境和时间影响。
附图说明
[0026]
为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]
图1为本发明的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
[0028]
为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0029]
图1为本发明的制备方法的流程示意图。该方法包括：
[0030]
步骤1、对聚丙烯的水份含量进行检测，若聚丙烯的水份含量大于等于0.2％，则执行步骤2；若聚丙烯的水份含量小于0.2％，则执行步骤3；
[0031]
步骤2、将聚丙烯放入烘箱中，在80℃的环境温度下烘干3至4小时，将聚丙烯的水份含量控制在0.2％以下；
[0032]
步骤3、按照聚丙烯、复合抗静电剂、透明改质剂、抗氧化剂、分散剂的投料顺序，依次加入低速混料机中，将各种材料均匀地搅拌在一起；
[0033]
步骤4、将搅拌均匀的材料加入长径比为40：1双螺杆挤出机中，进行熔融造粒，获得聚丙烯组合物。
[0034]
在步骤4中，所述双螺杆挤出机1到10区的温度依次设置为180℃、220℃、220℃、210℃、210℃、200℃、200℃、190℃、190℃、210℃；
[0035]
在步骤4中，所述双螺杆挤出机的主机转速设置为40-45r/min。
[0036]
投料的组份比为聚丙烯90.5-97.9％、复合抗静电剂1-8％、透明改质剂0.1-0.5％、抗氧剂0.5％、分散剂0.5％；
[0037]
所述聚丙烯采用无规共聚聚丙烯、均聚聚丙烯，熔融指数在1-50g/10min之间；
[0038]
所述复合抗静电剂采用氧化锌、氧化铝、三氧化二锑、氧化锡、三氧化二铟中的一种或几种；
[0039]
所述透明改质剂采用第三代山梨醇类成核剂、取代芳基磷酸酯钠盐、取代芳基磷酸酯钾盐中的一种或几种；
[0040]
所述抗氧化剂采用四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的一种或两种混合；
[0041]
所述分散剂采用n,n-乙撑双硬酯酸酰胺、硬酯酸钙、硬酯酸锌、季戊四醇硬脂酸酯中的一种或几种。
[0042]
实施例1
[0043]
投料的组份比为：
[0044][0045]
所述的聚丙烯采用无规共聚聚丙烯，熔融指数为15g/10min；具体为宁波台塑pp5090t。
[0046]
所述复合抗静电剂采用氧化铝、氧化锡、三氧化二铟三种；
[0047]
所述复合抗静电剂的制备方法为：
[0048]
按氧化铝：氧化锡：三氧化二铟＝3:3:94的比例将材料加入高速搅拌机中，按1：1
的比例用去离子水稀释钛酸酯偶联剂，抗静电剂在高速搅拌机搅拌时，用喷雾器将稀释过的钛酸酯偶联剂喷在复合抗静电剂上，按100公斤复合抗静电剂添加1公斤去离子水和1公斤钛酸酯偶联剂的比例混合；
[0049]
用水稀释钛酸酯偶联剂以使钛酸酯偶联剂均匀包覆在复合抗静电剂颗粒表面；包覆过的抗静电剂其与聚丙烯的相容性非常之好，可以减少对材料性能的影响；
[0050]
将包覆过的复合抗静电剂放入烘箱中，在80℃的环境温度下烘干24小时，将加入的去离子水烘干，所得到的复合抗静电剂的含水率控制在≤0.1％；
[0051]
所述透明改质剂采用第三代山梨醇类成核剂；具体为广州呈和的na-98。
[0052]
所述抗氧剂采用四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯，为巴斯夫1010和168按1:1的比例混合添加。
[0053]
所述分散剂采用n,n-乙撑双硬酯酸酰胺，为发基的ebs。
[0054]
实施例2
[0055]
投料的组份比为：
[0056][0057]
所述的聚丙烯采用无规共聚聚丙烯，熔融指数为45g/10min；具体为茂名石化的ppd-mt45-s。
[0058]
所述复合抗静电剂采用氧化铝、氧化锡、三氧化二铟三种；
[0059]
复合抗静电剂的制备方法为：按氧化铝：氧化锡：三氧化二铟＝3:3:94的比例将材料加入高速搅拌机中，按1：1的比例用去离子水稀释钛酸酯偶联剂，抗静电剂在高速搅拌机搅拌时，用喷雾器将稀释过的钛酸酯偶联剂喷在复合抗静电剂上，按100公斤复合抗静电剂添加1公斤去离子水和1公斤钛酸酯偶联剂的比例混合；
[0060]
用水稀释钛酸酯偶联剂以使钛酸酯偶联剂均匀包覆在复合抗静电剂颗粒表面；包覆过的抗静电剂其与聚丙烯的相容性非常之好，可以减少对材料性能的影响；
[0061]
将包覆过的复合抗静电剂放入烘箱中，在80℃的环境温度下烘干24小时，将加入的去离子水烘干，所得到的复合抗静电剂的含水率控制在≤0.1％以下；
[0062]
所述透明改质剂采用第三代山梨醇类成核剂；具体为广州呈和的na-98。
[0063]
所述抗氧剂采用四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯，为巴斯夫1010和168按1:1的比例混合添加；
[0064]
所述分散剂采用n,n-乙撑双硬酯酸酰胺；具体为发基的ebs。
[0065]
实施例3
[0066]
投料的组份比为：
[0067][0068]
所述的聚丙烯采用无规共聚聚丙烯，熔融指数为15g/10min；具体为宁波台塑pp5090t。
[0069]
所述复合抗静电剂采用氧化铝、氧化锡、三氧化二铟三种；
[0070]
复合抗静电剂的制备方法为：按氧化铝：氧化锡：三氧化二铟＝3:3:94的比例将材料加入高速搅拌机中，按1：1的比例用去离子水稀释钛酸酯偶联剂，抗静电剂在高速搅拌机搅拌时，用喷雾器将稀释过的钛酸酯偶联剂喷在复合抗静电剂上，按100公斤复合抗静电剂添加1公斤去离子水和1公斤钛酸酯偶联剂的比例混合；
[0071]
用水稀释钛酸酯偶联剂以使钛酸酯偶联剂均匀包覆在复合抗静电剂颗粒表面；包覆过的抗静电剂其与聚丙烯的相容性非常之好，可以减少对材料性能的影响；
[0072]
将包覆过的复合抗静电剂放入烘箱中，在80℃的环境温度下烘干24小时，将加入的去离子水烘干，所得到的复合抗静电剂的含水率控制在≤0.1％以下；
[0073]
所述透明改质剂采用第三代山梨醇类成核剂；具体为广州呈和的na-98；
[0074]
所述抗氧剂采用四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯，为巴斯夫1010和168按1:1的比例混合添加；
[0075]
所述分散剂采用n,n-乙撑双硬酯酸酰胺；具体为发基的ebs。
[0076]
实施例4
[0077][0078]
所述的聚丙烯采用无规共聚聚丙烯，熔融指数为15g/10min，为宁波台塑pp5090t。
[0079]
所述复合抗静电剂采用氧化铝、氧化锡、三氧化二铟三种，复合抗静电剂的制备方法为：按氧化铝：氧化锡：三氧化二铟＝3:3:94的比例将材料加入高速搅拌机中，按1：1的比例用去离子水稀释钛酸酯偶联剂，抗静电剂在高速搅拌机搅拌时，用喷雾器将稀释过的钛酸酯偶联剂喷在复合抗静电剂上，按100公斤复合抗静电剂添加1公斤去离子水和1公斤钛酸酯偶联剂的比例混合。用水稀释钛酸酯偶联剂就是为了让钛酸酯偶联剂可以更加均匀地
包覆在复合抗静电剂颗粒表面上，包覆过的抗静电剂其与聚丙烯的相容性非常之好，可以减少对材料性能的影响。将包覆过的复合抗静电剂放入烘箱中，用80度烘24小时，将加入的去离子水烘干，最后复合抗静电剂的含水率控制在≤0.1％以下。
[0080]
所述透明改质剂采用第三代山梨醇类成核剂，为广州呈和的na-98。
[0081]
所述抗氧剂采用四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯，为巴斯夫1010和168按1:1的比例混合添加。
[0082]
所述分散剂采用n,n-乙撑双硬酯酸酰胺，为发基的ebs。
[0083]
对比例1
[0084][0085][0086]
所述的聚丙烯采用无规共聚聚丙烯，熔融指数为15g/10min，为宁波台塑pp5090t。
[0087]
所述cnt抗静电剂采用聚n，n二乙基丙烯酰胺包覆cnt。
[0088]
所述透明改质剂采用第三代山梨醇类成核剂，为广州呈和的na-98。
[0089]
所述抗氧剂采用四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯，为巴斯夫1010和168按1:1的比例混合添加。
[0090]
所述分散剂采用n,n-乙撑双硬酯酸酰胺，为发基的ebs。
[0091]
对比例2
[0092][0093]
所述的聚丙烯采用无规共聚聚丙烯，熔融指数为15g/10min，为宁波台塑pp5090t。
[0094]
所述cnt抗静电剂采用2-羟基乙基二甲基-3-月桂酸酰胺丙基硝酸胺。
[0095]
所述透明改质剂采用第三代山梨醇类成核剂，为广州呈和的na-98。
[0096]
所述抗氧剂采用四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯，为巴斯夫1010和168按1:1的比例混合添加。
[0097]
所述分散剂采用n,n-乙撑双硬酯酸酰胺，为发基的ebs。
[0098]
在上述方案中，本发明采用低添加量的导电类无机复合物作为抗静电剂，具有添加量低，1％-8％的添加量就可以实现很好的抗静电效果。由于低的添加量，再配合经过钛
酸酯偶联剂的包覆处理，可以实现对材料性能的零影响。无机抗静电剂的工作原理是：主要是在塑料制品表层呈微强的层状或盘状分布，构成导电性表层，而在中心部分几乎呈球状分布，形成所谓的“芯壳结构”，并以此为通路泄漏静电荷。不会像短暂性抗静电剂，这样通过抗静剂迁移到表面，然后吸收水分来实现抗静电效果，所以不受环境和时间影响。
[0099]
性能测试标准：力学性能测试按照标准测试方法和条件进行测试，如拉伸强度和伸长率采用gb/t1040，弯曲强度和弯曲模量采用gb/t9341，冲击强度采用gb/t1843，表面电阻率采用astm d25793，透光率和雾度采用gb/t2410。
[0100][0101]
本发明以上实施例的重点在于材料的防静电长久性及透明度方面，透明度通过透光率和雾度两个指标来体现透明度的好坏，透光率的数值越大，雾度的数值越小，其透明度越好。在防静电方面，本专利通过添加自己特意改性的复合永久抗静电母粒，材料的表面电阻率在107到108之间，要优于对比例的109。
[0102]
以上实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。