[發明專利]一種抗靜電聚氯乙烯組合物及制備方法

無效

• 申請號: 201010591027.4
• 申請日: 2010-12-16
• 公開（公告）號: CN102532741A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 戚桂村;喬金樑;張曉紅;宋志海;高建明;李秉海;蔡傳倫;張紅彬;王亞;賴金梅;黃源
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: C08L27/06
• 分類號: C08L27/06;C08L9/02;C08L13/00;C08K7/00;C08K3/04
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 趙宇

技術領域

本發明涉及塑料領域，進一步地說，是涉及一種抗靜電聚氯乙烯組合物及制備方法。

背景技術

聚氯乙烯是一種產量大，價格低廉的通用高分子材料，具有阻燃、機械強度，和電絕緣性等優點。廣泛應用于化工、煤炭、電子、計算機，和無線電通訊等行業。

聚氯乙烯本身是電絕緣體，表面電阻率高達10¹⁴～10¹⁷Ω，在使用過程中與其它材料接觸或摩擦容易產生靜電積累，導致火災、爆炸，和電子元器件失效等事故。如塑料輸送帶或塑料管在輸送易燃易爆物料時，常因物料的流動產生靜電放電發生爆炸；煤礦中的塑料制品、導風筒、安全帽、儀器外殼等產生靜電，會導致瓦斯爆炸。因此對聚氯乙烯抗靜電研究已成為科研與生產的重要課題。

目前，聚氯乙烯抗靜電改性的方法主要是控制靜電的產生和積累。控制靜電的積累主要是通過接地傳導、增加環境相對濕度以及加入抗靜電劑或導電物質來加速靜電泄漏，避免靜電的大量聚積。為了使絕緣性能良好的聚氯乙烯具有一定的導電性，主要采用以下幾種方法：1.添加抗靜電劑或用抗靜電劑涂敷制品表面；2.強氧化劑氧化塑料制品表面，增加導電性；3.接枝共聚改變聚合物結構，使其帶有較多的極性基團或離子基團，增加導電性；4.添加導電性填料(如導電炭黑、金屬粉等)。

碳納米管具有優良的力學和導電性能，可以作為抗靜電劑用于制備抗靜電聚合物復合材料。但是，由于碳納米管是非極性材料，且長徑比大(一般大于1000)，在極性聚合物中分散困難，例如聚氯乙烯。

如何提高碳納米管在聚氯乙烯中的分散度，從而提高聚氯乙烯的抗靜電能力是目前需要解決的技術問題。

發明內容

為解決現有技術中存在的問題，本發明提供了一種抗靜電聚氯乙烯組合物及制備方法。可以提高碳納米管在聚氯乙烯中的分散度，從而提高聚氯乙烯的抗靜電能力。

本發明的目的之一是提供一種抗靜電聚氯乙烯組合物。

包含共混的以下組分：聚氯乙烯、粉末橡膠和碳納米管；

其中粉末橡膠與聚氯乙烯的重量比為：(1～20)∶100，優選(1～16)∶100；碳納米管與聚氯乙烯的重量比為：(0.05～10)∶100，優選(0.5～7)∶100，更優選(1～5)∶100；

所述碳納米管包括單壁碳納米管和多壁碳納米管，不受碳納米管的制備方法限制的，可以使用現有技術中所有的碳納米管。

本發明的抗靜電聚氯乙烯組合物中的所述粉末橡膠為平均粒徑在20～500nm之間、具有交聯結構的粉末橡膠，其凝膠含量為75wt％或更高，優選為85wt％或更高。所述粉末橡膠的橡膠顆粒為均相結構。所述粉末橡膠平均粒徑優選為50～200nm，更優選為70～150nm。所述粉末橡膠的種類選用與聚氯乙烯樹脂相容性好的橡膠。

本發明中所述粉末橡膠可以選用現有技術中符合上述參數要求的各種粉末橡膠，優選中國專利申請CN?1402752A和CN?1383439A所公開的全硫化粉末橡膠。該種全硫化粉末橡膠干燥后無需加隔離劑即可自由流動的橡膠微粉。該全硫化粉末橡膠中的每一個微粒都是均相的，即單個微粒在組成上都是均質的。在現有顯微技術的觀察下微粒內沒有發現分層、分相等不均相的現象。該粉末橡膠是通過將相應的橡膠膠乳輻照交聯而將橡膠粒子粒徑固定的，本發明更優選：全硫化丁腈粉末橡膠，全硫化羧基丁腈粉末橡膠。

本發明所述粉末橡膠還可以優選中國專利申請CN1353131A所公開的交聯型粉末橡膠。該種交聯型粉末橡膠是一種以交聯型合成橡膠乳液為原料，經干燥得到的粉末橡膠。這種交聯型粉末橡膠不需加入隔離劑既可以自由流動。該交聯型粉末橡膠中的每一個微粒都是均相的，即單個微粒在組成上都是均質的，在現有顯微技術的觀察下微粒內沒有發現分層、分相等不均相的現象。本發明更優選：交聯型丁腈粉末橡膠和交聯型羧基丁腈粉末橡膠。

實驗發現在聚氯乙烯中，全硫化丁腈粉末橡膠即使在20重量份下，仍能均勻分散，并能夠顯著提高聚氯乙烯的韌性，并且粉末橡膠的輔助分散作用，可以提高碳納米管在聚氯乙烯中的分散，從而提高聚氯乙烯的抗靜電效果。實現碳納米管在低摻雜濃度下使聚氯乙烯的抗靜電性滿足工業使用的要求。

本發明所述的抗靜電聚氯乙烯組合物包括熱穩定劑，其種類為聚氯乙烯組合物通常采用的熱穩定劑，如有機錫類熱穩定劑等，用量為通常用量。

本發明所述的抗靜電聚氯乙烯組合物還可以包括其他助劑，其它助劑為聚氯乙烯通用助劑，如：潤滑劑等。所述其他助劑的用量為通常用量，或根據實際情況調節。