[發明專利]一種抗靜電聚丙烯塑料及其制備方法

在審

• 申請號: 202010785762.2
• 申請日: 2020-08-06
• 公開（公告）號: CN111875887A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 蔡國隆
• 申請（專利權）人: 蔡國隆
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L51/06;C08K9/06;C08K3/04;C08J3/22;C07F7/18;B29B9/06;B29B9/12;B29C48/92
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本發明屬于高分子材料技術領域，具體涉及一種抗靜電聚丙烯塑料，所述聚丙烯塑料通過將聚丙烯母粒和馬來酸酐接枝聚丙烯按照特定配比，并在制備過程中添加經過特殊處理的改性碳納米管，一方面能夠提高所制備聚丙烯塑料的抗靜電性，另一方面還能保證其具有優異的力學性能。本發明還涉及所述聚丙烯塑料的制備方法。

技術領域

本發明屬于高分子材料領域，具體涉及一種抗靜電聚丙烯塑料及其制備方法。

背景技術

聚丙烯作為五大通用塑料之一，是第一個實現工業化的合成立體規整聚合物。由于聚丙烯立體結構規整，可用擠出、注塑、擠塑、吹塑和中空成型等方法進行加工，并且具有質輕、耐磨、強度高、疏水性好等優異性能。廣泛應用于紡織、包裝、汽車等行業。但是傳統的聚丙烯由于在其表面容易聚集電荷形成靜電，人們在接觸這類制品時會造成不適，這限制了其應用。

現有技術中雖然也有添加炭黑、石墨烯等一些填料來增加聚丙烯的抗靜電性，但這種抗靜電作用依然達不到較為理想的水平。因此需要提供一種具有更高的抗靜電性能、同時又具有良好的力學性能的聚丙烯塑料，來解決現有技術中存在的問題。

發明內容

本發明提供了一種抗靜電聚丙烯塑料，所述聚丙烯塑料通過將聚丙烯母粒和馬來酸酐接枝聚丙烯按照特定配比，并在制備過程中添加經過特殊處理的改性碳納米管，一方面能夠提高所制備聚丙烯塑料的抗靜電性，另一方面還能保證其具有優異的力學性能。本發明還提供了所述聚丙烯塑料的制備方法。

一種抗靜電聚丙烯塑料，由包含聚丙烯和抗靜電母粒的原料制備而成；

其中，所述抗靜電母粒的制備方法為：步驟一，在反應器中依次加入去離子水、羧基化碳納米管和改性劑，控制反應器溫度為40～90℃，對混合物進行超聲攪拌，攪拌6～10小時后經過過濾、水洗、干燥，得到改性碳納米管；步驟二，將馬來酸酐接枝聚丙烯、抗氧劑和所述改性碳納米管在高速攪拌機中混合攪拌后，加入擠出機進行擠出造粒，得到所述抗靜電母粒；

所述改性劑的制備方法為：在惰性氣體保護下，將3-氯丙基三甲氧基硅烷、三乙胺和苯甲醇加入反應器，開啟攪拌，攪拌均勻后加入碘化鉀，控制反應器溫度在80～95℃進行反應，反應結束后減壓蒸餾除去溶劑，得到所述改性劑。

為了提高聚丙烯的抗靜電性能，現有技術通常采用添加導電填料的方式解決，例如添加炭黑、石墨烯、碳納米管等材料，但是導電填料是否能夠在聚丙烯中均勻分散是影響抗靜電性能的主要因素。尤其是碳納米管，雖然導電性優異，但極其容易團聚。本發明的發明人經過大量研究發現，將3-氯丙基三甲氧基硅烷和三乙胺在催化劑存在的條件下制備生成一種特制季銨鹽，這種季銨鹽能夠與羧基化碳納米管復合，形成一種帶有硅氧烷鏈段的改性碳納米管。這種改性碳納米管一方面由于具有特定分子結構和空間位阻而變得不易團聚，本領域采用的其他類型的季銨鹽改性碳納米管并不能達到本發明所述的有益效果；另一方面所述改性碳納米管帶有的硅氧烷鏈段使得其在熔融的聚丙烯中的流動性和相容性更好，進一步提高了分散效果。

此外，本發明的制備方法中需要先將所述改性碳納米管先與馬來酸酐接枝聚丙烯共混，進行碳納米管的預分散得到抗靜電母粒；這是因為馬來酸酐接枝聚丙烯與聚丙烯的相容性好，改性碳納米管在馬來酸酐接枝聚丙烯中的分散效果比直接與聚丙烯共混的效果好，預分散能夠提高最終聚丙烯中碳納米管的分散效果，進而提高聚丙烯塑料的抗靜電性。

所述羧基化碳納米管可以采用本領域常用的羧基化碳納米管，例如可以采用本領域常用的方法進行制備得到或者通過商業采購獲得。

所述聚丙烯和馬來酸酐接枝聚丙烯可以采用本領域常用的產品，優選便于熔融加工的粒料產品。優選地，所述聚丙烯的熔融指數為10～56g/min。優選地，所述馬來酸酐接枝聚丙烯的馬來酸酐接枝率為5～10％，重均分子量為30000～45000。

以所述3-氯丙基三甲氧基硅烷、三乙胺、碘化鉀和苯甲醇的總質量為基準：