一種聚丙烯-三元乙丙橡膠導(dǎo)電復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種聚丙締元乙丙橡膠導(dǎo)電復(fù)合材料及其制備方法，具體設(shè)及一 種通過氧化石墨締、精木粉對聚丙締-=元乙丙橡膠共混體系進(jìn)行復(fù)合改性制得的復(fù)合材 料及其制備方法，屬于新材料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚丙締元乙丙橡膠（PP-EPDM)共混體系具有優(yōu)異的耐候、耐臭氧、良好的耐高 溫及抗沖擊性能，其耐油和耐溶劑性能與通用型氯下橡膠（CR)不相上下，可W用普通熱塑 性塑料的加工設(shè)備進(jìn)行加工，具有加工簡便、成本低、可連續(xù)生產(chǎn)并可回收利用等優(yōu)點。目 前，PP-EPDM共混體系已廣泛應(yīng)用于汽車保險杠、儀表板、電子電器等領(lǐng)域。由于PP-EPDM在 性能上與聚氨醋（PU)接近，而成本較PU低10~20%，因而具有很好的市場應(yīng)用前景。隨 著我國汽車工業(yè)的快速發(fā)展，對PP-EPDM的需求會逐漸上升。然而，PP-EPDM共混體系屬于 絕緣材料，易聚積電荷且導(dǎo)熱性能較差，運(yùn)些缺點在很大程度上限制了PP-邸DM的廣泛應(yīng) 用。
[0003] 針對上述問題，目前本領(lǐng)域通用的解決方案是在二元共混體系中引入第=組分改 善其缺陷。例如，公開號為CN101864116A的專利公開了一種高性能EPDM-PP-下臘橡膠 (NBR)S元共混動態(tài)硫化熱塑性彈性體，具有耐氧化、耐臭氧、力學(xué)性能好，易加工成型等特 性，然而NBR與PP相容性差，在共混體系中分散很困難，導(dǎo)致材料綜合性能變差或不穩(wěn)定， 其制備過程也難W控制。公開號為CN101440185的專利公開了一種抗靜電動態(tài)硫化熱塑性 彈性體材料，是將乙締-辛締共聚物加入聚丙締中，并通過抗靜電劑等提高復(fù)合材料的抗 靜電性能，使其表面電阻達(dá)到1〇11~10 12Q，但該技術(shù)方案組成非常復(fù)雜，需同時添加多種 助劑W保持復(fù)合材料性能的穩(wěn)定，成本較高，也難W實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。
[0004] 綜合本領(lǐng)域現(xiàn)狀，目前的研究主題主要集中于改善聚丙締復(fù)合材料的性能，比如 提高復(fù)合材料的強(qiáng)度與初性，但已有改進(jìn)方案中所用成分大都在很大程度上影響到復(fù)合材 料的加工流動性，縮小了產(chǎn)品的適用范圍，也提高了生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明公開了一種聚丙締元乙丙橡膠導(dǎo)電復(fù)合材料， 該復(fù)合材料具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能，加工流動性好，且具有良好的導(dǎo)熱性和防霉性。所公開的 制備方法工藝流程簡單，操作控制方便，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，可應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。
[0006] 具體地說，本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0007] -種聚丙締-S元乙丙橡膠導(dǎo)電復(fù)合材料，包含有如下成分（W質(zhì)量份計）：
[0008] 聚丙婦（PP) 50~彿份； H元乙丙橡膠（EPDM) 20~50份； 氧化石墨?。℅O) 0.5-2.0份； 幢木粉 0.5~2.0份
[0009] 通過上述組成，氧化石墨締與精木粉對聚丙締-=元乙丙橡膠共混體系產(chǎn)生了復(fù) 合改性效應(yīng)，有效地提高了產(chǎn)品的綜合性能。
[0010] 相應(yīng)的，本發(fā)明公開了上述復(fù)合材料的制備方法，在加熱狀態(tài)下將聚丙締、=元乙 丙橡膠充分溶解于溶劑中（加熱溫度為110~125°c)，制成混合液A;然后將氧化石墨締、 精木粉加入另一份相同溶劑中制成混合液B，在40~60°C溫度下超聲分散處理0. 5~1小 時；再將混合液B加入混合液A中，在110~125°C溫度下充分混合1~2小時后，制得混 合液C，將混合液C取出置于真空烘箱中干燥4~5小時（干燥溫度為100~120°C)，使溶 劑完全揮發(fā)，制得聚丙締元乙丙橡膠導(dǎo)電復(fù)合材料。
[0011] 在本發(fā)明的進(jìn)一步詳述和具體實施中，本發(fā)明公開了所用的各種成分的優(yōu)選類型 及用量，W便更好、更清楚地解釋本發(fā)明，然而運(yùn)些詳細(xì)描述并不構(gòu)成對本發(fā)明的特別限 審IJ，不依靠運(yùn)些細(xì)節(jié)信息而采用本發(fā)明技術(shù)領(lǐng)域其他規(guī)格，只要其符合本發(fā)明上述對各組 成成分名稱所做的限定，依舊屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0012] 申請人深入研究了各成分用量對產(chǎn)品性能的影響，優(yōu)選的復(fù)合材料中聚丙締為80 份，=元乙丙橡膠為20份。
[001引在本發(fā)明中，聚丙締烙融指數(shù)為1~lOOg/lOmin，優(yōu)選的兩種聚丙締的烙融指數(shù) 分別為 2. 84g/10min、12g/10min。
[0014] 在本發(fā)明中，S元乙丙橡膠中乙締含量為50~80%，優(yōu)選的兩種乙締的含量分別 為 56%、68%。
[0015] 在本發(fā)明中，氧化石墨締中碳含量不低于90%，比表面積為100-500m2/g;優(yōu)選的 氧化石墨締比表面積為100-300m7g，碳含量> 99%。
[0016] 在本發(fā)明中，精木粉的粒徑為60~150目，優(yōu)選的精木粉粒徑為100目。
[0017] 本發(fā)明的復(fù)合材料，通過溶液共混法在PP-EPDM中引入GO、精木粉，使各有效組分 充分均勻混合，使GO、精木粉對PP-EPDM共混體系實現(xiàn)復(fù)合改性效果，整個制備工藝簡單， 降低了生產(chǎn)成本。
[0018] 本發(fā)明中，GO的加入使得PP-EPDM不僅具備傳統(tǒng)材料復(fù)合技術(shù)帶來的優(yōu)良性能， 還具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能和良好的導(dǎo)熱性能。GO的剛性片層結(jié)構(gòu)與精木粉的空間纖維結(jié)構(gòu)在 微觀層面上有效結(jié)合顯著改善了產(chǎn)品的加工流動性，拓寬了復(fù)合材料的適用范圍。因此，本 發(fā)明具有W下有益效果：
[0019] 1.加入的GO均勻分散在PP-EPDM共混體系中，形成導(dǎo)電及導(dǎo)熱通路，使復(fù)合材料 具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能和良好的導(dǎo)熱性能；
[0020] 2.GO與精木粉的有效結(jié)合，改善了復(fù)合材料的加工流動性；
[0021] 3.加入精木粉，使復(fù)合材料具有良好的防霉特性。
【附圖說明】
[0022] 圖I為本發(fā)明所述的制備復(fù)合材料所用的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。其中，各數(shù)字標(biāo)示含 義為：1-鐵架臺、2-加熱套、3-立頸圓底燒瓶、4-冷凝管、5-機(jī)械攬拌器、6-攬拌電機(jī)、7-溫 度計。冷凝管的左下方為進(jìn)水口，右上方為出水口；
[0023]圖2a-2c為本發(fā)明實施例1-3復(fù)合材料的降溫測試曲線圖。
【具體實施方式】
[0024] 下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明做一詳細(xì)的闡述，但是本發(fā)明的范圍不受運(yùn)些實 施例的限制。
[0025] 下面實施例中所采用的聚丙締分別購自中國石油蘭州石化公司，牌號為 T30(烙融指數(shù)2. 84g/10min)和中海殼牌石油化工有限公司，牌號為HP500N(烙融指數(shù) 12g/10min)。S元乙丙橡膠分別購自吉林化工有限公司，牌號為4045,（乙締含量56% )和 美國陶氏化學(xué)公司，牌號為4785-HM(乙締含量68% )。其中，對比例1和2、實施例1和2 所采用聚丙締為T30 ;對比例2、實施例1所采用S元乙丙橡膠為4785-HM。
[00%] 為了便于生產(chǎn)，本發(fā)明使用了附圖1所示的裝置。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解，采用 其它的裝置也能完成本發(fā)明的制備工藝過程。 陽〇27] 實施例1
[0028] PP 80 份； 邸DM 20份； GO 0.5 份； 稽木粉 0.5份
[0029]采用如圖1所示的裝置，在加熱狀態(tài)下將聚丙締、=元乙丙橡膠充分溶解于二甲 苯中（加熱溫度為120°C)，制成混合液A;然后將氧化石墨締、精木粉加入另一份二甲苯中 制成混合液B，在50°C溫度下超聲分散處理0. 5小時；再將混合液B加入混合液A中，然后 在120°C溫度下充分混合2小時后，制得混合液C，將混合液C取出置于真空烘箱中干燥4 小時（干燥溫度為IlOC)，使溶劑二甲苯完全揮發(fā)，制得聚丙締-S元乙丙橡膠導(dǎo)電復(fù)合 材料。
[0030]本實施方法制備得到的復(fù)合材料采用導(dǎo)電性能、流變性能、降溫曲線W及防霉性 能檢測。導(dǎo)電性能（測試方法：絕緣電阻測試儀）檢測結(jié)果如表1所示，流變性能（測試方