[发明专利]一种浅色永久抗静电改性聚丙烯材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种浅色永久抗静电改性聚丙烯材料及其制备方法。该改性聚丙烯材料由以下重量份的组成制成：聚丙烯70～90份，增韧剂10～30份，纳米碳材料复合抗静电剂0.1～1.0份，硅烷偶联剂处理的四针状氧化锌1～5份，乙烯基硅油1～10份，交联剂0.05～1.0份，助交联剂0.05～4.0份，抗氧剂0.2～1.0份，光稳定剂0.2～1.0份，润滑剂0.1～1.0份。本发明的改性聚丙烯材料具有浅色、力学性能优良且不依赖环境湿度的永久抗静电特点。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，涉及一种浅色永久抗静电改性聚丙烯材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯PP是五大通用塑料之一，其原料来源丰富、价格便宜、易于加工成型、产品综合性能优良，应用广泛，PP作为一种半结晶性高分子材料，具有较高的刚度、优良的耐热性、抗腐蚀性、电绝缘性等，但PP是高绝缘性材料，体积电阻率达10¹⁶～10¹⁸Ω.cm，表面电阻10¹⁶～10¹⁷Ω，在摩擦、剥离或感应过程中表面会产生大量静电荷，这不仅影响PP材料的使用和制造，还存在安全隐患，因此，聚丙烯抗静电改性的研究始终是一个热门的方向。

目前，PP抗静电改性的方法主要有添加抗静电剂法和添加导电填料法，前者需要依赖环境的湿度才可起到抗静电效果，在添加导电填料法中，应用比较成熟的是添加碳系填料，主要是导电炭黑等传统碳系填料，近些年，也发展了碳纳米管和石墨烯等新型碳系填料。传统碳系填料的最大缺点是本身为黑色、添加量大、制品颜色可调性差；新型碳系材料中纳米碳管(CNTs)由于其为一维管状高电导和热导性纳米材料，具有高长径比(纳米级直径，长度可达10～100μm)，相比石墨烯具有更低的导电逾渗，在PP模压制件中添加0.1％质量份数的CNTs表面电阻就可降到10⁹Ω，并且制品颜色具有可调节性，但利用注塑成型制备PP/CNTs时发现，CNTs质量分数为3％时PP薄制品才出现电导逾渗行为，这主要是由于注塑时PP熔体的高速剪切流动使得CNTs纤维发生取向，严重影响了CNTs导电网络的形成，与非取向的PP模压制品相比，提高了电导逾渗，但CNTs用量为3％时，一方面制品颜色深使得颜色可调性变差，另一方面成本大大提高，因此，CNTs在制品制造过程中，PP树脂熔体发生明显取向(注塑，拉伸薄膜)的应用领域受到限制。

发明内容

本发明的目的，就是为了解决上述问题而提供了一种浅色永久抗静电改性聚丙烯材料及其制备方法，能够获得力学性能优良、不依赖环境湿度的永久抗静电改性聚丙烯材料。

本发明的目的是这样实现的：

本发明的一种浅色永久抗静电改性聚丙烯材料包括以下组分及重量分数：

增韧剂由甲基乙烯基硅橡胶混炼胶与乙烯-辛烯共聚物组成。

上述的一种浅色永久抗静电改性聚丙烯材料中甲基乙烯基硅橡胶混炼胶是在100～200℃温度下按照质量比100：10～50：1～5将甲基乙烯基硅橡胶生胶、气相白炭黑和羟基硅油混炼0.5～2小时制得。优选的，乙烯-辛烯共聚物与甲基乙烯基硅橡胶生胶的质量比为3～1：1。

上述的一种浅色永久抗静电改性聚丙烯材料中纳米碳材料复合抗静电剂是由氧化石墨烯与单壁碳纳米管制备而成，制备方法为：按质量比为1：1～9称取氧化石墨烯和单壁碳纳米管放入DMF溶剂中，固液比为1～10：1000，超声分散1～3小时得到均匀分散的分散液，再称取长碳链烷基伯胺加入到分散液中，长碳链烷基伯胺在分散液中的质量百分含量为1％～10％，继续超声分散1～3小时使之完全溶解，然后，在100～140℃温度下反应3～6小时后反应产物离心分离后，再经乙醇离心洗涤3～6次，30～70℃下真空干燥，即可。优选的，长碳链烷基伯胺的碳原子数为C8～C18