[发明专利]复合型阻燃导电聚丙烯发泡珠粒及其成型体和制备方法

说明书

本发明属于高分子领域，具体提供了一种复合型阻燃导电聚丙烯发泡珠粒及其成型体和制备方法。该复合型阻燃导电聚丙烯发泡珠粒是通过以阻燃导电浆料包覆聚丙烯发泡珠粒，然后干燥制得；阻燃导电浆料含有导电填料、粘接剂、偶联剂和分散剂，相对于100重量份的所述聚丙烯发泡珠粒，导电填料为1‑50重量份，粘接剂为5‑50重量份，偶联剂为0.1‑5重量份，分散剂为0.1‑5重量份。本发明的珠粒的制备方法中，在每个聚丙烯发泡珠粒表面都完整覆盖有阻燃导电材料，二次发泡成型时，包覆在珠粒表面的导电材料挤压固定在成型体内部，所述成型体的导电性均匀，并且具有优异的阻燃性能。

技术领域

本发明属于高分子领域，具体地，涉及一种复合型阻燃导电聚丙烯发泡珠粒及其制备方法，以及使用该复合型阻燃导电聚丙烯发泡珠粒的成型体及其制备方法。

背景技术

聚丙烯发泡材料具有优良的耐热性、绝缘性、保温性、耐寒性、耐油性、耐化学药品性、阻隔性以及易于回收循环使用。因此，聚丙烯发泡材料与现在市场上常见的发泡聚丙烯(EPS或XPS)或者发泡聚氨酯(EPU)相比，开发应用前景十分广阔，目前航空航天、军事机械、甚至在煤井、矿山以及其它条件恶劣的特种生产场合，都在尝试使用力学性能优异的聚丙烯发泡材料来代替现有的金属板材，从而可以降低材料成本，减轻施工强度，增加使用时限，减少工作环境能耗等等。

但聚丙烯发泡材料是绝缘材料，极易产生静电。诸多恶劣使用环境中的悬浮粉尘与聚丙烯发泡材料表面相互摩擦碰撞，正负电荷在它们之间重新分布，分别积聚在聚丙烯发泡材料的表面和粉尘上。当静电荷积聚到一定程度就会放电火花，有可能引起火灾或化学品爆炸。同时，普通的聚丙烯发泡材料还有易燃的缺点。为了使聚丙烯发泡材料可以安全地、可靠地应用在煤井矿山之类的生产场合，或者在军事航天等特种领域成为理想的静电保护(ESD)和电磁屏蔽(EMI)材料，必须提高其阻燃和导电性能。

复合型阻燃导电聚丙烯发泡材料的制备方法较多，近期研究中采用的主要方法有：1)原料改性法：预先将导电填料和阻燃剂等掺入基体聚丙烯树脂中，然后按发泡工艺条件进行发泡而制成相应的导电阻燃发泡聚丙烯材料，其中，控制发泡剂含量等技术条件可调整发泡倍率；2)表面粘接法：将粉末状导电颗粒和阻燃剂一起置于泡沫塑料表面并涂上一定的粘接材料，通过压碾使功能性粒子进入发泡聚丙烯孔隙内而制成导电阻燃发泡聚丙烯材料；5)氧化聚合法：将本征型导电阻燃单体通过气相沉积法(VDP)分散到泡沫基体中后氧化聚合。

然而，以上制备方法都有明显的不足之处。其中，原料改性法由于发泡结构中泡孔的存在阻碍了材料内部导电网络的构建，严重影响了体系抗静电及导电性，同时为了提高导电性能而加入过多的导电填料会使基体树脂流变性能和熔体强度变差，发泡倍率大大降低甚至无法进行发泡。表面粘接法不易使导电阻燃物质分布均匀，电性能和燃烧性能不一致，且在表面粘接层破损时会大大降低材料导电性和阻燃性。氧化聚合法工艺复杂，产品性能指标难以控制重复。

CN105504457B公开的方法就是使用聚烯烃为基体树脂，添加发泡助剂、抗静电剂和阻燃剂进行密炼混合，再将混合物预成型后，放入发泡炉中进行发泡，可以得到抗静电车用阻燃聚烯烃发泡材料。但是为了保证聚烯烃可以发泡成型，一方面只能少量添加导电组分，使材料只能达到抗静电级而无法达到导电级，另一方面为了弥补阻燃剂和导电组分的添加给基体聚烯烃树脂发泡性能和力学性能带来的下降，还需要对基体树脂进行交联，从而影响了产品的回收利用。还有许多专利申请试图在发泡材料表面附着功能层，例如US7,7078,092.B2公开了一种辐射遮蔽垫及其制造方法，所述辐射遮蔽垫含有具有彼此连通的开放孔洞网络的聚氨基甲酸酯塑料发泡体，其上有一层金属层提供导电性。而CN101242733A则是以聚烯烃发泡材料为基体，在其表面进行蒸发、溅镀、无电解电镀等金属化处理。金属化表面处理虽然避免了直接附着金属层而导致出现易于破损掉落的问题，而且更加易于切割加工，但是工艺复杂且生产效率低。