[发明专利]一种抗静电高强度PP材料的制备方法

说明书

本发明属于PP材料技术领域，公开了一种抗静电高强度PP材料的制备方法。本发明的抗静电高强度PP材料的制备方法包括：(1)取N‑甲基二乙醇胺和γ‑氯丙基三甲氧基硅烷于反应釜中，再以碘化钾为催化剂，异丙醇与甲醇为极性有机溶剂，加热使原料溶解均匀混合后，转移至微波反应装置中，反应结束后冷却静置分液、旋蒸，得有机硅季铵盐；(2)先将高分子抗静电剂聚醚酯和所得有机硅季铵盐进行烘干处理，然后与PP混匀，在双螺杆挤出机中熔融共混、挤出成型，制得抗静电高强度聚丙烯复合材料。本发明的方法通过添加高分子抗静电剂和小分子抗静电剂，从聚丙烯的体相和表层两方面同时提高抗静电性能，改善了聚丙烯材料抗静电性能不足的缺点。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体是涉及一种抗静电高强度PP材料的制备方法。

背景技术

聚丙烯是一种具备轻质、耐腐蚀和耐高温等优异特性的通用塑料，广泛应用于电子器件、医疗和汽车工业等领域。然而，聚丙烯具有较好的绝缘性，表面经摩擦容易积累电荷，积累的静电荷容易吸附灰尘，影响PP制品的美观，严重时甚至会引发火灾和爆炸，极大限制了PP制品的快速发展。为提高PP材料的使用性能，进一步扩大其应用范围，需要一种抗静电高强度PP新产品，以满足市场的需求。

在PP材料中添加抗静电剂，通过提高PP材料表面亲水性，在其表面极性基团吸收空气中的水分形成导电层，可加快积累的静电荷的泄露，提升PP材料的抗静电能力，是抗静电PP材料的制备方法之一。中国发明专利(申请号：201811629424.9)公开发明了一种长效抗静电PP材料及其制备方法，该专利通过在PP材料中添加高分子型抗静电剂乙烯-丙烯酸盐共聚物，获得永久性抗静电PP材料。然而，该专利技术中抗静电剂用量多，当添加50份抗静电剂时PP材料表面电阻率达到5.05×10⁸Ω/sq，大量添加抗静电不但提高了生产成本，还会影响PP材料力学性能。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种抗静电高强度PP材料的制备方法。本发明的方法通过添加高分子抗静电剂和小分子抗静电剂，从聚丙烯的体相和表层两方面同时提高抗静电性能，改善了聚丙烯材料抗静电性能不足的缺点。

具体而言，本发明首先采用多种不同分子量的聚醚酯类高分子抗静电剂与聚丙烯进行共混，通过调控高分子抗静电剂流动性和极性等参数，使高分子抗静电剂在聚丙烯基体中形成网络结构，不仅可以提升聚丙烯材料的抗静电性能，同时由于大分子抗静电剂分子间较强的作用力，可显著提升聚丙烯的拉伸强度和冲击强度。由于大分子抗静电剂的抗静电效果不如小分子抗静电剂，因而大分子抗静电剂在聚丙烯基体中形成网络结构的基础上，进一步在聚丙烯中添加小分子抗静电剂，由于小分子抗静电剂趋于分布在聚丙烯材料表面，赋予了聚丙烯良好的表面抗静电性能。如此，本发明通过协同使用大分子抗静电剂和小分子抗静电剂，获得了一种抗静电高强度聚丙烯材料。

为达到本发明的目的，本发明的抗静电高强度PP材料的制备方法包括以下步骤：

(1)以N-甲基二乙醇胺和γ-氯丙基三甲氧基硅烷为原料经过季铵化反应合成有机硅季铵盐，其具体工艺如下：

更具体地，取N-甲基二乙醇胺和γ-氯丙基三甲氧基硅烷于反应釜中，再以碘化钾为催化剂，异丙醇与甲醇混合溶剂为极性有机溶剂，加热使所加原料溶解均匀混合后，转移至微波反应装置中反应，反应结束后冷却静置分液、旋蒸，得到有机硅季铵盐；

(2)先将高分子抗静电剂聚醚酯和步骤(1)所得有机硅季铵盐进行烘干处理，然后与PP混合均匀，在双螺杆挤出机中熔融共混、挤出成型，制得抗静电高强度聚丙烯复合材料。

进一步地，在本发明的一些实施方式中，所述步骤(1)中的物料配比按物质的量之比是n(γ-氯丙基三甲氧基硅烷)：n(N-甲基二乙醇胺)＝1.0-1.5：1.0。