[发明专利]一种永久性抗静电聚丙烯材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种永久性抗静电聚丙烯材料及其制备方法，属于高分子材料加工领域。

背景技术

聚丙烯是热塑性塑料中的后起之秀，也是最重要的通用高分子材料之一。它的密度为0.90g/cm³，是现有树脂第二轻的高分子材料(仅大于密度为0.85G/cm³的聚甲基戊烯)。由于聚丙烯原料来源丰富，价格便宜，而且具有性能优良、比重小、易于加工等特点，它可广泛应用于汽车工业、家用电器、电子仪表工业、纺织工业中。自从1957年在意大利首次实现工业化以来，发展速度一直位居各种塑料之首，也是五大通用塑料中需求增长最快的品种。从2000年以来，全球聚丙烯的产量以年均8.45％的增长速率发展。

众所周知，塑料具有较好的电绝缘性能，广泛应用于工业生产和日常生活的各个领域。但塑料表面的高电阻率往往使其容易产生静电积累，容易引起吸尘、电击、火花放电等不良现象，不利于塑料制品的加工和使用。如塑料薄膜加工过程中常因静电而发生卷曲和粘附，电子计算机及其他电子产品因使用塑料壳体所带来的静电损害等。轻则出现各种质量问题，严重时还会引起燃烧或爆炸等恶性事故。因此，塑料的抗静电问题已经引起人们的高度重视。

目前，赋予聚丙烯抗静电性能的方法主要有两种：一是在聚丙烯制品上涂敷抗静电剂，该方法的缺点是制品表面上的抗静电剂容易失落，故缺乏耐久性；二是采用共混的方法。将抗静电剂与聚丙烯共混，可以得到既有一定导电性能，又具有良好力学性能的复合材料。在抗静电聚丙烯的制备方法中，使用最早、最普遍的方法就是共混法。按照共混方式的不同，又可分为机械共混法、溶液共混法和共沉淀法。

(1)机械共混法机械共混法是将抗静电剂与聚丙烯同时放入共混装置，在一定条件下适当混合，例如在单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、开炼机上进行熔融共混。

(2)溶液共混法溶液共混法是用抗静电剂与聚丙烯溶液混合，冷却或除去溶剂，然后成型。

(3)共沉淀法采用共沉淀法制备抗静电聚丙烯的比较少。

抗静电剂包括亲水物质和各种导电材料(金属粉末、炭黑等)。传统的方法是在聚丙烯中加入表面活性剂或其他亲水性物质。表面活性剂或其他亲水性物质会慢慢迁移到聚丙烯材料的表面，吸收水分，从而达到抗静电的目的。该方法的主要缺点是：在比较干燥的条件下，由于表面吸收的水分有限，该方法就会失效；由于表面活性剂或其他亲水性物质会慢慢迁移到材料表层，导致材料里的表面活性剂或其他亲水性物质的量越来越少，应用该抗静电方法制备的抗静电材料的寿命是有限的，不是永久的。现在的热点是聚丙烯与炭黑一起共混，这种抗静电材料的制备技术能够解决上述的两个问题，但炭黑的添加，使得聚丙烯的力学性能变差；最关键的是炭黑的添加量与材料的电阻率关系曲线的坡度特别陡，在某一临界值附近，炭黑的添加量多一点或者少一点，都会引起材料的电阻率有较大的变化，从而达不到人们所需要的电阻率，特别是较高电阻率的材料。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种永久性抗静电聚丙烯材料及其制备方法，其特点是在聚丙烯中引入相容剂、抗静电剂和抗氧剂，以达到永久抗静电聚丙烯材料。

本发明的目的由以下技术措施实现，其中所有原料分数除特殊说明外，均为重量分数。

永久性抗静电聚丙烯材料的起始原料由以下组分组成：

聚丙烯    50～99份

相容剂    0.1～30份

抗静电剂  1～30份

抗氧化剂  0.1～1份

其中，聚丙烯为全同立构，熔融指数(MI)为1～20g/min；

相容剂为氯化聚丙烯，氯含量为10～45％；

抗静电剂为导电聚苯胺；

抗氧化剂为亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯、4-羟甲基-2，6-二叔丁基苯酚、2，6-二叔丁基-4-乙基苯酚中的至少一种。

本发明的永久性抗静电聚丙烯材料与本领域中公知的抗氧剂可以共同使用，其前提条件是这些添加剂对本发明目的的实现以及本发明的优良效果的取得不产生不利影响。

永久性抗静电聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：

1.导电聚苯胺的制备

将十二烷基苯磺酸与本征态聚苯胺按1～3∶1的重量比加入混合器中，于温度20～60℃搅拌10～48小时，冷却出料，获得十二烷基苯磺酸掺杂的聚苯胺。

2.永久性抗静电聚丙烯材料的制备