一种高刚性防静电聚丙烯复合材料及其制备方法 |
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| 申请号 | CN201510278745.9 | 申请日 | 2015-05-27 | 公开(公告)号 | CN105128476A | 公开(公告)日 | 2015-12-09 |
| 申请人 | 苏州贤聚科技有限公司; | 发明人 | 朱木兰; 葛英; 黄哲军; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种高刚性防静电聚丙烯 复合材料 及其制备方法，所述高刚性防静电聚丙烯复合材料由上至下依次包括防静电层、刚性增强层、聚丙烯 支撑 层、刚性增强层和防静电层；本发明的高刚性防静电聚丙烯复合材料以聚丙烯层为 基础 的聚丙烯支撑层，以 刚度 较大的工程塑料、相容剂和填料制备的材料层为刚性增强层，以挤出级聚丙烯和防静电 聚合物 制备的材料层为防静电层，由此制备成的聚丙烯复合材料既有防静电功能，又有刚性高的特点。另外，本发明的高刚性防静电聚丙烯复合材料制备工艺简单，便于工业化生产。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种高刚性防静电聚丙烯复合材料，其特征在于，所述高刚性防静电聚丙烯复合材料由上至下依次包括防静电层、刚性增强层、聚丙烯支撑层、刚性增强层和防静电层。 |
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| 说明书全文 | 一种高刚性防静电聚丙烯复合材料及其制备方法技术领域[0001] 本发明涉及聚丙烯复合材料技术领域，尤其涉及一种高刚性防静电聚丙烯复合材料及其制备方法。 背景技术[0002] 聚丙烯材料由于综合力学性能好、无毒、质轻、耐腐蚀电性能好等优点，因此在汽车内外饰件、家电行业、电子行业得到广泛的应用。但是聚丙烯材料极易产生静电，在应用于电子产品时，会产生静电击穿，危害产品的品质。另外，聚丙烯材料也有刚性低的缺点。 [0003] 现有技术中，通常加入玻璃纤维的方法来提高聚丙烯材料的刚性，但存在成型加工性能差、制品表面质量差的缺点。另外一种常用的方法通过加入滑石粉来提高聚丙烯材料的刚性，但是滑石粉加入时容易造成混料不均匀使进料困难，由于滑石粉的加料不足或是没有在聚丙烯复合材料中有效分散，使聚丙烯材料的力学性能较差。所以提供一种刚性高，又能防静电的聚丙烯复合材料很有必要。 发明内容[0004] 针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种高刚性防静电聚丙烯复合材料，该复合材料既有防静电功能，又有刚性高的特点。 [0005] 为达此目的，本发明采用以下技术方案： [0006] 一种高刚性防静电聚丙烯复合材料，所述高刚性防静电聚丙烯复合材料由上至下依次包括防静电层、刚性增强层、聚丙烯支撑层、刚性增强层和防静电层。 [0007] 其中，所述高刚性防静电聚丙烯复合材料的厚度为0.5～5mm。 [0008] 其中，所述防静电层的厚度为0.02～0.4mm，所述防静电层按重量份计，由60～90份的挤出级聚丙烯和10～40份的防静电聚合物制备得到。其中挤出级聚丙烯可以为市售T30S或其它牌号挤出级聚丙烯。 [0009] 其中，所述防静电聚合物为聚醚类导电高分子、聚苯胺类导电高分子和聚噻吩类导电高分子中的至少一种，也可为其他类的导电高分子。 [0010] 其中，所述刚性增强层的厚度为0.005～0.25mm，所述刚性增强层按重量份计，由85～95份的工程塑料、1～3份的相容剂和5～15份的填料制备得到。其中，所述工程塑料为ABS、PA和PBT中的至少一种；所述相容剂为马来酸酐类接枝改性剂；所述填料为碳酸钙、滑石粉和云母粉中的至少一种。在工程塑料中加入相容剂来增加刚性增强层与防静电层和聚丙烯支撑层之间的相容性，维持总体复合材料不开裂；在工程塑料中加入填料的目的是提高刚度的同时降低复合材料的成本。 [0011] 其中，所述聚丙烯支撑层的厚度为0.25～4.25mm。聚丙烯支撑层在复合材料的组成中占主体地位，选用聚丙烯作为支撑层既维持了聚丙烯本身优良的机械和力学性能等特性，又可以保证复合材料成本不会因为刚性增强层中工程塑料的加入而增加太高。 [0012] 本发明的目的之二在于提供一种高刚性防静电聚丙烯复合材料的制备方法，制备工艺简单，便于工业化生产，具体方案如下： [0013] 一种高刚性防静电聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：将防静电层、刚性增强层、聚丙烯支撑层、刚性增强层和防静电层五层结构共挤、压延和牵伸工艺后制备得到所述高刚性防静电聚丙烯复合材料。 [0014] 其中，所述共挤工艺之前还包括如下步骤： [0015] 按重量份计，由60～90份的挤出级聚丙烯和10～40份的防静电聚合物制备得到防静电聚丙烯材料用于防静电层； [0016] 按重量份计，由85～95份的工程塑料、1～3份的相容剂和5～15份的填料制备得到刚性增强材料用于刚性增强层。 [0017] 其中，所述共挤工艺的具体步骤为将聚丙烯材料置于中间主螺杆料筒，将刚性增强材料置于辅螺杆一料筒，将防静电聚丙烯材料置于辅螺杆二料筒，物料分别在主螺杆、辅螺杆一和辅螺杆二中经过熔融塑化，输送到分配器和计量泵，通过调节分配器和计量泵控制每层物料种类及用量，最后输送到挤出模头，挤出片材胚体后，经过压延牵伸得到防静电层、刚性增强层、聚丙烯支撑层、刚性增强层和防静电层五层结构的高刚性防静电聚丙烯复合材料；其中，防静电层的挤出温度为180～210℃，防止温度太高会导致导电高分子材料的降解，温度太低塑化不良，生产不出表面良好的高刚性防静电聚丙烯复合材料；聚丙烯支撑层的挤出温度为220～230℃；刚性增强层的挤出温度为230～280℃，刚性增强层的挤出温度要比防静电层和聚丙烯支撑层的都要高，因为工程塑料的加工温度要求高，并且在挤出模头部分可以使刚性增强层与防静电层和聚丙烯支撑层更好的熔接在一起。 [0018] 其中，所述压延工艺采用三辊压延，所述辊的温度为50～90℃，辊的间隙根据复合材料的总厚度来调节。 [0019] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：一种高刚性防静电聚丙烯复合材料，所述高刚性防静电聚丙烯复合材料由上至下依次包括防静电层、刚性增强层、聚丙烯支撑层、刚性增强层和防静电层，所述高刚性防静电聚丙烯复合材料的厚度为0.5～5mm；本发明的高刚性防静电聚丙烯复合材料以聚丙烯材料为基础的聚丙烯支撑层，以刚度较大的工程塑料、相容剂和填料制备的材料为刚性增强层，以挤出级聚丙烯和防静电聚合物制备的材料为防静电层，由此制备成的聚丙烯复合材料既有防静电功能，又有刚性高的特点；另外，本发明的高刚性防静电聚丙烯复合材料制备工艺简单，便于工业化生产。 具体实施方式[0020] 下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。 [0021] 如无具体说明，本发明的各种原料均可市售购得，或根据本领域的常规方法制备得到。 [0022] 对比例 [0023] 将市售普通的聚丙烯材料经螺杆机挤出，控制螺杆机的挤出温度为200℃，然后经压延和牵伸工艺后制备成厚度为1.5mm的聚丙烯材料，测试其表面电阻、静电耗散时间以及弯曲强度，实验结果见表1。 [0024] 实施例1 [0025] 称取70kg挤出级聚丙烯和30kg聚醚导电高分子混合均匀后制成防静电聚丙烯材料；称取85kgABS，2kg马来酸酐接枝改性剂，13kg碳酸钙混合均匀后制成刚性增强材料；将聚丙烯材料置于中间主螺杆料筒，将刚性增强材料置于辅螺杆一料筒，将防静电聚丙烯材料置于辅螺杆二料筒，物料分别在主螺杆、辅螺杆一和辅螺杆二中经过熔融塑化，输送到分配器和计量泵，通过调节分配器和计量泵控制每层物料种类及用量，最后输送到挤出模头，挤出片材胚体后，经过压延牵伸得到防静电层、刚性增强层、聚丙烯支撑层、刚性增强层和防静电层五层结构的高刚性防静电聚丙烯复合材料；其中，防静电层的挤出温度为180℃，聚丙烯支撑层的挤出温度为220℃；刚性增强层的挤出温度为250℃，并且调整防静电层、刚性增强层、聚丙烯支撑层的厚度分别为0.1mm、0.15mm、3mm，材料总厚度为3.5mm，其中挤出后经三辊压延中辊的温度为60℃，再经过牵伸工艺后制备得到高刚性防静电聚丙烯复合材料，测试其表面电阻、静电耗散时间以及弯曲强度，实验结果见表1。 [0026] 实施例2 [0027] 称取75kg挤出级聚丙烯和25kg聚苯胺导电高分子混合均匀后制成防静电聚丙烯材料；称取90kgABS，1kg马来酸酐接枝改性剂，9kg碳酸钙混合均匀后制成刚性增强材料；将聚丙烯材料置于中间主螺杆料筒，将刚性增强材料置于辅螺杆一料筒，将防静电聚丙烯材料置于辅螺杆二料筒，物料分别在主螺杆、辅螺杆一和辅螺杆二中经过熔融塑化，输送到分配器和计量泵，通过调节分配器和计量泵控制每层物料种类及用量，最后输送到挤出模头，挤出片材胚体后，经过压延牵伸得到防静电层、刚性增强层、聚丙烯支撑层、刚性增强层和防静电层五层结构的高刚性防静电聚丙烯复合材料；其中，防静电层的挤出温度为190℃，聚丙烯支撑层的挤出温度为225℃；刚性增强层的挤出温度为270℃，并且调整防静电层、刚性增强层、聚丙烯支撑层的厚度分别为0.2mm、0.09mm、2.5mm，材料总厚度为3.08mm，其中挤出后经三辊压延中辊的温度为70℃，在经过牵伸工艺后制备得到高刚性防静电聚丙烯复合材料，测试其表面电阻、静电耗散时间以及弯曲强度，实验结果见表1。 [0028] 实施例3 [0029] 称取80kg挤出级聚丙烯和20kg聚醚导电高分子混合均匀后制成防静电聚丙烯材料；称取93kgABS，1kg马来酸酐接枝改性剂，6kg云母粉混合均匀后制成刚性增强材料；将聚丙烯材料置于中间主螺杆料筒，将刚性增强材料置于辅螺杆一料筒，将防静电聚丙烯材料置于辅螺杆二料筒，物料分别在主螺杆、辅螺杆一和辅螺杆二中经过熔融塑化，输送到分配器和计量泵，通过调节分配器和计量泵控制每层物料种类及用量，最后输送到挤出模头，挤出片材胚体后，经过压延牵伸得到防静电层、刚性增强层、聚丙烯支撑层、刚性增强层和防静电层五层结构的高刚性防静电聚丙烯复合材料；其中，防静电层的挤出温度为200℃，聚丙烯支撑层的挤出温度为230℃；刚性增强层的挤出温度为260℃，并且调整防静电层、刚性增强层、聚丙烯支撑层的厚度分别为0.05mm、0.2mm、3mm，材料总厚度为3.5mm，其中挤出后经三辊压延中辊的温度为70℃，在经过牵伸工艺后制备得到高刚性防静电聚丙烯复合材料，测试其表面电阻、静电耗散时间以及弯曲强度，实验结果见表1。 [0030] 实施例4 [0031] 称取90kg挤出级聚丙烯和10kg聚醚导电高分子混合均匀后制成防静电聚丙烯材料；称取95kgABS，3kg马来酸酐接枝改性剂，2kg碳酸钙混合均匀后制成刚性增强材料；将聚丙烯材料置于中间主螺杆料筒，将刚性增强材料置于辅螺杆一料筒，将防静电聚丙烯材料置于辅螺杆二料筒，物料分别在主螺杆、辅螺杆一和辅螺杆二中经过熔融塑化，输送到分 |
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