[发明专利]抗静电型PE材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗静电型PE材料及其制备方法。

背景技术

任何物体通常所具有的正负电荷是等量的。不同物体经摩擦、接触等机械作用，电荷就会通过接触界面移动，在一个物体上造成正电荷过剩，在另一个物体上则负电荷过剩，并在界面上形成双电荷层，而两物体之外的空间并不呈现静电现象。但当在此接触面上施加任何机械作用而使两个物体分离，则在各个物体上分别产生静电，并外部形成静电场。静电和静电场有三种重要的作用和物理现象，即力的作用、放电现象和静电感应现象。

聚乙烯具有优越的电绝缘性能，具有很高的面电阻和体电阻，当相互摩擦或者接触分离时就会产生很高的静电。电阻越大，静电释放就越慢，静电荷积累一定程度，就会引起静电放电。

聚乙烯管是世界上使用最广泛的塑料管材之一，聚乙烯管的韧性优异、抗冲击、无毒，并且聚乙烯管可以容易的通过熔化焊接组装而得到广泛应用。目前，用于给水、燃气等市政工程之中埋地管道大多都采用聚乙烯材质的管道。因此，管材与管件使用时，尤其是用于燃气供应的管道材料，需要优异的抗静电性能，否则将产生不可估量的损失和严重的后果。

高聚物的抗静电性能可以看成是该物质快速消除静电荷的能力，因此，一般可以通过以下方式提高高聚物的抗静电性能，用表面活性型抗静电剂进行表面涂层或进行共混改性，与导电高分子通过共聚或共混制备复合型导电高聚物，导电性填充料共混改性和一些物理改性方法。

为了保证聚乙烯管的安全使用和领域拓展，具有低成本，抗静电性能优异的PE材料的研发迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗静电型PE材料及其制备方法，用以解决上述现有技术存在的缺陷和不足。

为实现上述目的，本发明所述的一种抗静电型PE材料，其包括如下重量份配比的组份：

所述非离子型抗静电剂的相容性和热稳定性能好，对材料的物理-力学性能无不良影响，但用量相对较大，为了克服该缺陷，通过添加导电填料来进行弥补，同时控制材料成本；

进一步，所述非离子型抗静电剂为聚氧化乙烯附加物；

所述接枝改性炭黑为受阻酚小分子通过共价键接枝到炭黑表面而形成的接枝物，通过接枝改性增加了与聚乙烯基的浸润性；

进一步，所述炭黑选自乙炔黑、炉黑和槽黑中的一种以上；

进一步，所述受阻酚小分子Irganox1076、Irganox1330或Irganox3114；

进一步，所述接枝改性炭黑的接枝率为每100g炭黑中包含的受阻酚小分子质量百分数为5％～20％；

进一步，所述抗氧剂包括主抗氧剂1010为5～10份，助抗氧剂硫代二丙酸二月桂醇酯(DLTP)1～5份，其中DLTP也有一定的抗静电作用。

本发明还提供了上述抗静电型PE材料的制备方法，其包括如下步骤：

1)按比例将上述抗静电型PE材料组分放入高速混合器中，混合时间1～15min；

2)将混合好的物料经双螺杆挤出机挤出造粒，造粒温度控制在150～220℃。

进一步，所述步骤1)中混合时间为5～10min，抗静电性与混炼时间存在最佳值，刚开始混合时，剪切力的分散占主要作用，故抗静电性随时间延长而升高，达到最佳值后，剪切力对结构的破坏占主导作用，故时间越长，抗静电性越差。

本发明提供的一种抗静电型PE材料，综合了非离子型抗静电剂的相容性和热稳定性能好，对材料的物理-力学性能无不良影响的优点和炭黑填充改性成本低，效果好的优势，研发出了低成本，高抗静电性的PE改性材料，为其在抗静电型PE管材或管件的开发提供了基础。

具体实施方式

实施例1

本发明提供的一种抗静电型PE材料，其包括如下重量份配比的组份；

所述非离子型抗静电剂为济南市化工研究所提供的JH-非离子型抗静电剂，结构组成为聚氧乙烯烷基胺复合物；

所述接枝改性炭黑为受阻酚Irganox1076通过共价键接枝到乙炔黑表面而形成的接枝物，接枝率为15％；

所述抗氧剂包括主抗氧剂1010为10份，助抗氧剂硫代二丙酸二月桂醇酯(DLTP)5份。

上述抗静电型PE材料的制备方法，其包括如下步骤：

1)按比例将上述抗静电型PE材料组分放入高速混合器中，混合时间10min；

2)将混合好的物料经双螺杆挤出机挤出造粒，工艺参数如下表。

体积电阻率为6.0×10⁸Ωcm。