[發明專利]復合型阻燃導電聚丙烯發泡珠粒及其成型體和制備方法

在審

• 申請號: 201811216950.2
• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號: CN111073131A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 徐耀輝;呂明福;郭鵬;張師軍;白弈青;邵靜波;呂蕓;侴白舸;楊慶泉;陳若石
• 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: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L63/00;C08K9/06;C08K3/04;C08K5/103;C08J9/00
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 孫向民;廉莉莉

本發明屬于高分子領域，具體提供了一種復合型阻燃導電聚丙烯發泡珠粒及其成型體和制備方法。該復合型阻燃導電聚丙烯發泡珠粒是通過以阻燃導電漿料包覆聚丙烯發泡珠粒，然后干燥制得；阻燃導電漿料含有導電填料、粘接劑、偶聯劑和分散劑，相對于100重量份的所述聚丙烯發泡珠粒，導電填料為1?50重量份，粘接劑為5?50重量份，偶聯劑為0.1?5重量份，分散劑為0.1?5重量份。本發明的珠粒的制備方法中，在每個聚丙烯發泡珠粒表面都完整覆蓋有阻燃導電材料，二次發泡成型時，包覆在珠粒表面的導電材料擠壓固定在成型體內部，所述成型體的導電性均勻，并且具有優異的阻燃性能。

技術領域

本發明屬于高分子領域，具體地，涉及一種復合型阻燃導電聚丙烯發泡珠粒及其制備方法，以及使用該復合型阻燃導電聚丙烯發泡珠粒的成型體及其制備方法。

背景技術

聚丙烯發泡材料具有優良的耐熱性、絕緣性、保溫性、耐寒性、耐油性、耐化學藥品性、阻隔性以及易于回收循環使用。因此，聚丙烯發泡材料與現在市場上常見的發泡聚丙烯(EPS或XPS)或者發泡聚氨酯(EPU)相比，開發應用前景十分廣闊，目前航空航天、軍事機械、甚至在煤井、礦山以及其它條件惡劣的特種生產場合，都在嘗試使用力學性能優異的聚丙烯發泡材料來代替現有的金屬板材，從而可以降低材料成本，減輕施工強度，增加使用時限，減少工作環境能耗等等。

但聚丙烯發泡材料是絕緣材料，極易產生靜電。諸多惡劣使用環境中的懸浮粉塵與聚丙烯發泡材料表面相互摩擦碰撞，正負電荷在它們之間重新分布，分別積聚在聚丙烯發泡材料的表面和粉塵上。當靜電荷積聚到一定程度就會放電火花，有可能引起火災或化學品爆炸。同時，普通的聚丙烯發泡材料還有易燃的缺點。為了使聚丙烯發泡材料可以安全地、可靠地應用在煤井礦山之類的生產場合，或者在軍事航天等特種領域成為理想的靜電保護(ESD)和電磁屏蔽(EMI)材料，必須提高其阻燃和導電性能。

復合型阻燃導電聚丙烯發泡材料的制備方法較多，近期研究中采用的主要方法有：1)原料改性法：預先將導電填料和阻燃劑等摻入基體聚丙烯樹脂中，然后按發泡工藝條件進行發泡而制成相應的導電阻燃發泡聚丙烯材料，其中，控制發泡劑含量等技術條件可調整發泡倍率；2)表面粘接法：將粉末狀導電顆粒和阻燃劑一起置于泡沫塑料表面并涂上一定的粘接材料，通過壓碾使功能性粒子進入發泡聚丙烯孔隙內而制成導電阻燃發泡聚丙烯材料；5)氧化聚合法：將本征型導電阻燃單體通過氣相沉積法(VDP)分散到泡沫基體中后氧化聚合。

然而，以上制備方法都有明顯的不足之處。其中，原料改性法由于發泡結構中泡孔的存在阻礙了材料內部導電網絡的構建，嚴重影響了體系抗靜電及導電性，同時為了提高導電性能而加入過多的導電填料會使基體樹脂流變性能和熔體強度變差，發泡倍率大大降低甚至無法進行發泡。表面粘接法不易使導電阻燃物質分布均勻，電性能和燃燒性能不一致，且在表面粘接層破損時會大大降低材料導電性和阻燃性。氧化聚合法工藝復雜，產品性能指標難以控制重復。

CN105504457B公開的方法就是使用聚烯烴為基體樹脂，添加發泡助劑、抗靜電劑和阻燃劑進行密煉混合，再將混合物預成型后，放入發泡爐中進行發泡，可以得到抗靜電車用阻燃聚烯烴發泡材料。但是為了保證聚烯烴可以發泡成型，一方面只能少量添加導電組分，使材料只能達到抗靜電級而無法達到導電級，另一方面為了彌補阻燃劑和導電組分的添加給基體聚烯烴樹脂發泡性能和力學性能帶來的下降，還需要對基體樹脂進行交聯，從而影響了產品的回收利用。還有許多專利申請試圖在發泡材料表面附著功能層，例如US7,7078,092.B2公開了一種輻射遮蔽墊及其制造方法，所述輻射遮蔽墊含有具有彼此連通的開放孔洞網絡的聚氨基甲酸酯塑料發泡體，其上有一層金屬層提供導電性。而CN101242733A則是以聚烯烴發泡材料為基體，在其表面進行蒸發、濺鍍、無電解電鍍等金屬化處理。金屬化表面處理雖然避免了直接附著金屬層而導致出現易于破損掉落的問題，而且更加易于切割加工，但是工藝復雜且生產效率低。