[发明专利]一种PVC/石墨烯抗静电复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种PVC/石墨烯抗静电复合材料及其制备方法。

背景技术

PVC具有难燃、抗化学腐蚀、耐磨、电绝缘性优良和力学强度较高等优点，被广泛应用于各领域中，是产量仅次于聚乙烯的第二大通用塑料。但PVC表面电阻高达10¹⁴Ω～10¹⁷Ω容易产生静电，易引起爆炸和火灾，提高PVC材料的抗静电能力，可拓宽其在化工、煤矿、电子等领域的应用。采用传统的加工方法，难以让PVC长期达到表面电阻率在3.0×10⁸Ω以下的GB/T20105-2006及煤矿行业MT164-2007、MT165-2007的抗静电要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种满足GB/T20105-2006及煤矿行业MT164-2007、MT165-2007的抗静电要求的PVC/石墨烯抗静电复合材料。该PVC/石墨烯抗静电复合材料的表面电阻率为10⁴～10⁸Ω，体积电阻率不大于10⁸Ω·cm，拉伸强度不小于50MPa，冲击强度不小于5kJ/m²，断裂伸长率不小于75%。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种PVC/石墨烯抗静电复合材料，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：抗冲击改性剂2%～20%，导电填料0.5%～10%，加工助剂2%～20%，余量为基体树脂；所述抗冲击改性剂为氯化聚乙烯、甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸酯类的共聚物和甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元接枝共聚物中的一种或几种；所述导电填料为膨胀石墨；所述加工助剂由热稳定剂、润滑剂和增塑剂按照1～10∶0～10∶0～30的质量比混合而成，其中热稳定剂由以下重量百分比的原料组成：N-苯基马来酰胺酸根稀土配合物25%～100%，硬脂酸钙0%～75%，硬脂酸锌0%～15%，润滑剂为硬脂酸和/或石蜡，增塑剂为聚己二酸乙二醇酯；所述基体树脂为聚氯乙烯。

上述的一种PVC/石墨烯抗静电复合材料，由以下重量百分比的原料制成：抗冲击改性剂3%～10%，导电填料3%～6%，加工助剂3%～16%，余量为基体树脂。

上述的一种PVC/石墨烯抗静电复合材料，由以下重量百分比的原料制成：抗冲击改性剂5%，导电填料5%，加工助剂5%，余量为基体树脂。

上述的一种PVC/石墨烯抗静电复合材料，所述膨胀石墨由膨胀倍率为200～400的可膨胀石墨经3s～15s微波辐照膨胀制成。

上述的一种PVC/石墨烯抗静电复合材料，所述微波辐照的频率为2450MHz。

上述的一种PVC/石墨烯抗静电复合材料，所述聚己二酸乙二醇酯的相对分子质量为1800～2800。

另外，本发明还提供了一种制备上述的PVC/石墨烯抗静电复合材料的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、PVC/石墨烯抗静电母料的制备：

101、按以下重量百分比称取各原料：抗冲击改性剂5%～40%，导电填料2%～40%，基体树脂10%～85%，加工助剂2%～10%；

102、将101中称取的导电填料用钛酸酯偶联剂进行界面处理；

103、将101中称取的基体树脂、抗冲击改性剂和加工助剂混合均匀后进行预塑化，得到载体树脂，然后将载体树脂与102中经界面处理后的导电填料混合均匀，得到混合料；

104、将103中所述混合料在磨盘形力化学反应器中碾磨20～50次，得到复合粉体，然后采用螺杆挤出机将复合粉体在温度为120℃～160℃的条件下熔融挤出，造粒，得到PVC/石墨烯抗静电母料；

步骤二、PVC/石墨烯抗静电复合材料的制备：