專利名稱：一種具有抗靜電性能的聚乙烯材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于聚乙烯技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有抗靜電效果的高密度聚乙烯材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚烯烴材料具有性價(jià)比高、力學(xué)性能好、熱性能穩(wěn)定、結(jié)晶性調(diào)變范圍大、加工性能優(yōu)良、安全穩(wěn)定性好、可循環(huán)再利用等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、科學(xué)研究、軍事和日常生活等各個(gè)領(lǐng)域。以聚乙烯(PE)為代表的聚烯烴材料的功能化和改性是近些年的發(fā)展趨勢。PE材料的體積電阻率高達(dá)IO"5 1017Ω. cm，可用作絕好的電絕緣材料。但是聚乙烯材料制品在生產(chǎn)、運(yùn)輸、使用過程中會(huì)產(chǎn)生靜電，一旦受到擠壓和摩擦作用，容易產(chǎn)生和積累靜電，而靜電放電可引起火災(zāi)或爆炸，因此，發(fā)展功能型抗靜電性能的聚乙烯材料必須對HDPE進(jìn)行抗靜電處理，消除靜電危害。對HDPE抗靜電改性的方法主要有兩種一是表面法，即對HDPE制品表面采用電鍍、涂復(fù)、粘貼等方法，使其制品表面形成導(dǎo)電層，該方法成本高，污染大，且難以處理形狀復(fù)雜的制品；二是添加法，所采用的導(dǎo)電添加劑主要有兩類，一類是抗靜電劑，抗靜電劑主要是極性或離子型的低分子表面活性劑，它們只能賦予材料較低的導(dǎo)電性能，并且由于抗靜電劑會(huì)不斷地遷移至表面被消耗掉，使用壽命短。另一類導(dǎo)電性填料主要是指導(dǎo)電炭黑、 石墨、金屬粉等，這些導(dǎo)電填料分散性較差，從而影響其導(dǎo)電性、抗沖擊強(qiáng)度等物理機(jī)械性能。本發(fā)明即針對上述問題，使用石墨為導(dǎo)電填料，通過配方與工藝的改進(jìn)，不但提高了聚乙烯材料的導(dǎo)電性能，并且加強(qiáng)連聚乙烯材料的機(jī)械性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種具有抗靜電效果的高密度聚乙烯材料及其制備方法，解決現(xiàn)有高密度聚乙烯材料容易聚集靜電，發(fā)生危害事故的問題。本發(fā)明中的具有抗靜電效果的高密度聚乙烯材料的技術(shù)方案如下包括以下組分 (重量％ )
高密度聚乙烯樹脂50-80
石墨5-20
表面活性劑1-5短纖維W-20
掛焼偶聯(lián)劑5-15
氯化聚乙烯彈性體5-20
抗氧劑0.1-1本發(fā)明中，選取高密度聚乙烯為基料。高密度聚乙烯是僅有少量支鏈的長直鏈結(jié)構(gòu)，分子能較緊密地聚集在一起而形成較高的密度和結(jié)晶度，以及具有較好的拉伸強(qiáng)度。本發(fā)明中選用石墨為導(dǎo)電填料。石墨晶體屬六方晶系，常呈層狀、鱗片狀或粉末狀，能導(dǎo)電并具有耐腐蝕性。與炭黑相比，具有易加工、污染小、制品摩擦損耗少等優(yōu)點(diǎn)。其中鱗片石墨除具有一般石墨的耐高溫、導(dǎo)電導(dǎo)熱性、化學(xué)穩(wěn)定性、抗熱震性等優(yōu)點(diǎn)外，還具有更為優(yōu)異的可浮性、潤滑性和可塑性。本發(fā)明中加入一定量的表面活性劑，目的是提高石墨的分散性能，使材料生產(chǎn)過程中更容易形成均相體系，從而提高材料的性能。本發(fā)明中通過加入纖維可以改善體系的拉伸強(qiáng)度，同時(shí)有助于降低材料的體積電阻率。短纖維屬于長徑比較大的填料，在成型加工時(shí)物料的流動(dòng)總會(huì)產(chǎn)生不同程度的取向分布。在壓力下，各個(gè)纖維個(gè)體順著把各個(gè)部分所受壓力差盡可能平均化的方向運(yùn)動(dòng)，使得在最大而積上承受壓力，導(dǎo)致短纖維在長度方向上發(fā)生取向，因此短纖維對材料有明顯的增強(qiáng)作用。本發(fā)明中選取硅烷偶聯(lián)劑，因?yàn)闃渲c纖維結(jié)合強(qiáng)度越高，材料的強(qiáng)度越高，所以偶聯(lián)可以提高增強(qiáng)效果。配混中先將偶聯(lián)劑與樹脂共混再加入纖維，這樣有效地避免了液態(tài)偶聯(lián)劑被少量的纖維吸收，從而大大增強(qiáng)了材料的界而強(qiáng)度。本發(fā)明中選取氯化聚乙烯彈性體。隨著彈性體含量增加，復(fù)合材料體系的沖擊強(qiáng)度有較大的提高。彈性體對體系沖擊強(qiáng)度提高較快，主要原因是彈性體與HDPE有較好的相容性，當(dāng)其含量增加到一定值時(shí)，能在HDPE中形成連續(xù)的彈性網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而使HDPF-石墨的沖擊性能提高。本發(fā)明中，所述抗氧劑為1010，1076，168或DLTP等一種或多種，其作用是抑制產(chǎn)品老化，加強(qiáng)產(chǎn)品的耐高溫性能。制備方法首先對石墨和纖維烘干，并分別研磨碎，直到混合物顏色均為為止。將HDPE樹脂和硅烷偶聯(lián)劑用高速混合機(jī)混合均勻，混合時(shí)間在5-lOmin。再按照配方加入石墨和纖維的混合物、表面活性劑、氯化聚乙烯、炭黑及抗氧劑等混合10-15min，用雙螺桿擠出機(jī)擠出、水域冷卻、風(fēng)機(jī)吹干、切粒機(jī)造粒、再烘干。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例和實(shí)驗(yàn)例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但它們不是對本發(fā)明的限定。實(shí)施例1 具有抗靜電效果的高密度聚乙烯材料的組份比例(重量％ )高密度聚乙烯樹脂57
石墨5
表面活性劑2
短纖維20
桂燒偶聯(lián)劑10
氯化聚乙烯彈性體5.8
抗氧劑0.2 首先對石墨和纖維烘干，并分別研磨碎，直到混合物顏色均為為止。將HDPE樹脂和硅烷偶聯(lián)劑用高速混合機(jī)混合均勻，混合時(shí)間在5-lOmin。再按照配方加入石墨和纖維的混合物、表面活性劑、氯化聚乙烯、炭黑及抗氧劑等混合10-15min，用雙螺桿擠出機(jī)擠出、水域冷卻、風(fēng)機(jī)吹干、切粒機(jī)造粒、再烘干。
實(shí)施例2
具有抗靜電效果的高密度聚乙烯材料的組份比例(重量％)
高密度聚乙烯樹脂61
石墨6
表面活性劑2.5
短纖維17
硅烷偶聯(lián)劑6
氯化聚乙烯彈性體7
抗氧劑0.5首先對石墨和纖維烘干，并分別研磨碎，直到混合物顏色均為為止。將HDPE樹脂和硅烷偶聯(lián)劑用高速混合機(jī)混合均勻，混合時(shí)間在5-lOmin。再按照配方加入石墨和纖維的混合物、表面活性劑、氯化聚乙烯、炭黑及抗氧劑等混合10-15min，用雙螺桿擠出機(jī)擠出、水域冷卻、風(fēng)機(jī)吹干、切粒機(jī)造粒、再烘干。實(shí)施例3 具有抗靜電效果的高密度聚乙烯材料的組份比例(重量％ )CN 102190827 A說明 書4/4 頁
高密度聚乙烯樹脂61.6
石墨10
表面活性劑3
短纖維14
硅烷偶聯(lián)劑5
氯化聚乙烯彈性體6
抗氧劑0.4 首先對石墨和纖維烘干，并分別研磨碎，直到混合物顏色均為為止。將HDPE樹脂和硅烷偶聯(lián)劑用高速混合機(jī)混合均勻，混合時(shí)間在5-lOmin。再按照配方加入石墨和纖維的混合物、表面活性劑、氯化聚乙烯、炭黑及抗氧劑等混合10-15min，用雙螺桿擠出機(jī)擠出、水域冷卻、風(fēng)機(jī)吹干、切粒機(jī)造粒、再烘干。通過以上實(shí)施例制得的具有抗靜電效果的高密度聚乙烯材料的性能檢測如下
實(shí)驗(yàn)例拉伸強(qiáng)度(MPa)氧指數(shù)(％)表面電阻(Ω)
實(shí)施例 113.137.14.2 XIO6
實(shí)施例 212.336.93.6 XIO6
實(shí)施例 312.838.03.8XIO6 從上表可以看出，本發(fā)明制備的具有抗靜電效果的高密度聚乙烯材料拉伸強(qiáng)度高，抗靜電效果好，同時(shí)具有較好的阻燃性能。
權(quán)利要求
1.一種具有抗靜電效果的高密度聚乙烯材料及其制備方法，其特征在于包含以下組分高密度聚乙烯樹脂50-80份；石墨5-20份；表面活性劑1-5份；短纖維10-20份；硅烷偶聯(lián)劑5-15份；氯化聚乙烯彈性體5-20份；抗氧劑0. 1-1份。
2.一種按權(quán)利要求1所述的具有抗靜電效果的高密度聚乙烯材料，其特征在于選用石墨為導(dǎo)電填料，通過添加表面活性劑提高石墨的分散性能；通過加入纖維改善體系的拉伸強(qiáng)度，同時(shí)有助于降低材料的體積電阻率；同時(shí)選取氯化聚乙烯彈性體能在HDPE中形成連續(xù)的彈性網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而使HDPF-石墨的耐沖擊性能提高。
全文摘要
本發(fā)明屬于聚乙烯技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有抗靜電效果的高密度聚乙烯材料及其制備方法，其特征為包含以下組分高密度聚乙烯樹脂50-80份；石墨5-20份；表面活性劑1-5份；短纖維10-20份；硅烷偶聯(lián)劑5-15份；氯化聚乙烯彈性體5-20份；抗氧劑0.1-1份。制備方法首先對石墨和纖維烘干，并分別研磨碎，直到混合物顏色均為為止。將HDPE樹脂和硅烷偶聯(lián)劑用高速混合機(jī)混合均勻，混合時(shí)間在5-10min，再按照配方加入石墨和纖維的混合物、表面活性劑、氯化聚乙烯、炭黑及抗氧劑等混合10-15min，用雙螺桿擠出機(jī)擠出、水域冷卻、風(fēng)機(jī)吹干、切粒機(jī)造粒、再烘干。本發(fā)明聚乙烯材料，抗靜電效果好，且具有良好的機(jī)械性能。
文檔編號C08L23/06GK102190827SQ20111011492
公開日2011年9月21日 申請日期2011年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月5日
發(fā)明者儲江順, 劉童軍, 彭艷華, 歐陽圣, 歐陽貴, 畢宏俊, 畢宏海, 畢宏清, 汪麗, 程啟山, 肖伏蘭, 鄭飛燕 申請人:上海邦中新材料有限公司