[发明专利]一种抗静电聚丙烯塑料及其制备方法

说明书

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种抗静电聚丙烯塑料，所述聚丙烯塑料通过将聚丙烯母粒和马来酸酐接枝聚丙烯按照特定配比，并在制备过程中添加经过特殊处理的改性碳纳米管，一方面能够提高所制备聚丙烯塑料的抗静电性，另一方面还能保证其具有优异的力学性能。本发明还涉及所述聚丙烯塑料的制备方法。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种抗静电聚丙烯塑料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯作为五大通用塑料之一，是第一个实现工业化的合成立体规整聚合物。由于聚丙烯立体结构规整，可用挤出、注塑、挤塑、吹塑和中空成型等方法进行加工，并且具有质轻、耐磨、强度高、疏水性好等优异性能。广泛应用于纺织、包装、汽车等行业。但是传统的聚丙烯由于在其表面容易聚集电荷形成静电，人们在接触这类制品时会造成不适，这限制了其应用。

现有技术中虽然也有添加炭黑、石墨烯等一些填料来增加聚丙烯的抗静电性，但这种抗静电作用依然达不到较为理想的水平。因此需要提供一种具有更高的抗静电性能、同时又具有良好的力学性能的聚丙烯塑料，来解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明提供了一种抗静电聚丙烯塑料，所述聚丙烯塑料通过将聚丙烯母粒和马来酸酐接枝聚丙烯按照特定配比，并在制备过程中添加经过特殊处理的改性碳纳米管，一方面能够提高所制备聚丙烯塑料的抗静电性，另一方面还能保证其具有优异的力学性能。本发明还提供了所述聚丙烯塑料的制备方法。

一种抗静电聚丙烯塑料，由包含聚丙烯和抗静电母粒的原料制备而成；

其中，所述抗静电母粒的制备方法为：步骤一，在反应器中依次加入去离子水、羧基化碳纳米管和改性剂，控制反应器温度为40～90℃，对混合物进行超声搅拌，搅拌6～10小时后经过过滤、水洗、干燥，得到改性碳纳米管；步骤二，将马来酸酐接枝聚丙烯、抗氧剂和所述改性碳纳米管在高速搅拌机中混合搅拌后，加入挤出机进行挤出造粒，得到所述抗静电母粒；

所述改性剂的制备方法为：在惰性气体保护下，将3-氯丙基三甲氧基硅烷、三乙胺和苯甲醇加入反应器，开启搅拌，搅拌均匀后加入碘化钾，控制反应器温度在80～95℃进行反应，反应结束后减压蒸馏除去溶剂，得到所述改性剂。

为了提高聚丙烯的抗静电性能，现有技术通常采用添加导电填料的方式解决，例如添加炭黑、石墨烯、碳纳米管等材料，但是导电填料是否能够在聚丙烯中均匀分散是影响抗静电性能的主要因素。尤其是碳纳米管，虽然导电性优异，但极其容易团聚。本发明的发明人经过大量研究发现，将3-氯丙基三甲氧基硅烷和三乙胺在催化剂存在的条件下制备生成一种特制季铵盐，这种季铵盐能够与羧基化碳纳米管复合，形成一种带有硅氧烷链段的改性碳纳米管。这种改性碳纳米管一方面由于具有特定分子结构和空间位阻而变得不易团聚，本领域采用的其他类型的季铵盐改性碳纳米管并不能达到本发明所述的有益效果；另一方面所述改性碳纳米管带有的硅氧烷链段使得其在熔融的聚丙烯中的流动性和相容性更好，进一步提高了分散效果。

此外，本发明的制备方法中需要先将所述改性碳纳米管先与马来酸酐接枝聚丙烯共混，进行碳纳米管的预分散得到抗静电母粒；这是因为马来酸酐接枝聚丙烯与聚丙烯的相容性好，改性碳纳米管在马来酸酐接枝聚丙烯中的分散效果比直接与聚丙烯共混的效果好，预分散能够提高最终聚丙烯中碳纳米管的分散效果，进而提高聚丙烯塑料的抗静电性。

所述羧基化碳纳米管可以采用本领域常用的羧基化碳纳米管，例如可以采用本领域常用的方法进行制备得到或者通过商业采购获得。

所述聚丙烯和马来酸酐接枝聚丙烯可以采用本领域常用的产品，优选便于熔融加工的粒料产品。优选地，所述聚丙烯的熔融指数为10～56g/min。优选地，所述马来酸酐接枝聚丙烯的马来酸酐接枝率为5～10％，重均分子量为30000～45000。

以所述3-氯丙基三甲氧基硅烷、三乙胺、碘化钾和苯甲醇的总质量为基准：