[发明专利]一种含石墨烯永久抗静电涂层的聚丙烯复合发泡珠粒及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种含石墨烯永久抗静电涂层的聚丙烯复合发泡珠粒的制备方法，其特征在于，所述含石墨烯永久抗静电涂层的聚丙烯复合发泡珠粒包括：

（1）聚丙烯发泡珠粒；以及

（2）包覆在所述聚丙烯发泡珠粒的表面的含石墨烯的水性聚氨酯溶液以形成水性聚氨酯抗静电涂层；

所述聚丙烯发泡珠粒发泡倍率为8～45倍，其表面通过超声波对表面清洗脱脂和低温等离子活化处理，包覆后的聚丙烯复合发泡珠粒比重为23～130kg/m³ ；

所述水性聚氨酯溶液由水性聚氨酯、石墨烯水性浆料、水性抗氧剂、交联剂以及去离子水组成;

所述水性聚氨酯溶液为羧基型热塑性水性聚氨酯乳液；

所述水性抗氧剂为含受阻酚类抗氧剂的分散液；

所述交联剂为氮丙啶型交联剂,且所述交联剂加量为水性聚氨酯乳液质量百分数的0.2%；

所述含石墨烯永久抗静电涂层的聚丙烯复合发泡珠粒的制备方法，采用一喷雾涂布干燥装置，其至少包括：

一上端开口的鼓形的转筒；

一出口通入转筒内部并与转筒外的一热风鼓风设备连接的热风管；

一安装于转筒内用于协助分散聚丙烯发泡珠粒的搅拌器；以及

一出口位于转筒内并通过管道与转筒外的一液罐连接的用于雾化的喷枪；

所述含石墨烯永久抗静电涂层的聚丙烯复合发泡珠粒的制备方法包括以下步骤：

1）采用超声波清洗工艺，清洗聚丙烯发泡珠粒表面，清洗干净后，50～100℃烘干；

2）采用低温等离子处理工艺对清洗后的聚丙烯发泡珠粒表面进行处理；提高聚丙烯发泡珠粒表面与水性聚氨酯涂层的粘结强度；

3）将水性聚氨酯、石墨烯水性浆料、水性抗氧剂、交联剂以及去离子水搅拌均匀再配合超声分散制备成含石墨烯的水性聚氨酯溶液备用；

4）将所述聚丙烯发泡珠粒加入到所述喷雾涂布干燥装置转筒内，启动转动和加热，通热风进行物料的干燥，待所述聚丙烯发泡珠粒预热到设定的干燥温度80～105℃后，再启动搅拌器辅助分散所述聚丙烯发泡珠粒，采用喷枪对所述聚丙烯发泡珠粒表面喷涂步骤3）制备的所述含石墨烯的水性聚氨酯喷雾溶液，所述聚丙烯发泡珠粒均匀翻滚并分散的过程中表面多次间断地被喷涂上含石墨烯的水性聚氨酯喷雾溶液的同时持续受热干燥，直到水性聚氨酯溶液完全消耗，停止喷涂，最终在聚丙烯发泡珠粒表面形成均匀的涂层，继续干燥至聚丙烯发泡珠粒的表面涂层水分烘干，即可。

2.如权利要求1所述的含石墨烯永久抗静电涂层的聚丙烯复合发泡珠粒的制备方法，其特征在于，所述含石墨烯水性浆料的石墨烯的添加量为聚丙烯复合发泡珠粒表面的水性聚氨酯抗静电涂层总量的2.5wt%～10wt%；

所述水性抗氧剂量为水性聚氨酯溶液的固体量的0.5%～5%；

所述含石墨烯的水性聚氨酯乳液的固含量为1%～20%。

3.如权利要求1所述的含石墨烯永久抗静电涂层的聚丙烯复合发泡珠粒的制备方法，其特征在于，所述水性抗氧剂为含三乙二醇醚-二（3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基）丙酸酯的水性抗氧剂分散液。

4.如权利要求1所述的含石墨烯永久抗静电涂层的聚丙烯复合发泡珠粒的制备方法，其特征在于，所述步骤1）中超声波清洗工艺采用含有浓度为1～20%的至少一种阴离子表面活性剂或非离子表面活性剂的水基清洗剂，超声波频率20KHz, 功率密度0.3W/cm²。

5.如权利要求1所述的含石墨烯永久抗静电涂层的聚丙烯复合发泡珠粒的制备方法，其特征在于，所述步骤2）中低温等离子处理工艺采用的工作气体为氩气、氮气、氧气、氨气、二氧化碳的一种或几种气体的混合气体，气体流量30～900sccm，工作气压为10～300Pa，处理时间为20s～10min，温度为20～130℃，处理功率1500W～12000W。

6.如权利要求1所述的含石墨烯永久抗静电涂层的聚丙烯复合发泡珠粒的制备方法，其特征在于，所述转筒安装于一底座上，其安装倾角为30～45°；其外壁安装有辅助电加热烘干器。