[发明专利]一种抗静电高刚性的滚塑聚乙烯组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种抗静电高刚性的滚塑聚乙烯组合物及其制备方法。

背景技术

滚塑是中空塑料制品成型的一种工艺方法，又称旋转模塑。相对于注塑和吹塑成型工艺，滚塑的突出优点表现在设备和模具投资少，适用于中大型及形状复杂的塑料制品的生产，产品几乎无内应力及不易变形等。作为一种新兴的塑料成型方法，近几年滚塑正以惊人的增长速度引起塑料加工业界的瞩目。2007年，我国滚塑LLDPE原料消费总量超过5万吨，2008年，我国LLDPE滚塑料的市场用量接近十万吨。

在美国，滚塑成型以加工运动器材及玩具为主，此外还有容器、汽车部件等；在欧洲，滚塑成型主要用于工业和农业用品、汽车部件、交通用品等。从国内滚塑行业的现状和发展看，由于国内拉动内需，滚塑制品在汽车配套、农机配套、农村沼气利用、化工防腐储存及运输、食品和物流包装、渔业养殖、儿童游乐设施及健身器械、军事用品、小型船艇等领域有众多的使用客户和潜在客户，因此，国内滚塑市场将会持续稳定地增长，滚塑专用料的增长空间十分巨大，具有广泛的用途和应用前景。

一方面，聚乙烯有很强的电绝缘性，在加工和使用过程中由于摩擦而产生静电荷，又因为无法泄漏而积聚，最终会形成极高的静电压，有时甚至达到几万伏，这些静电往往会给工业生产及日常生活带来极大危害；另一方面，由于通用聚乙烯树脂的刚性与韧性相互对立，在满足了滚塑制品优异的耐冲击性、耐环境应力开裂性（ESCR）要求的同时，通常存在制品刚性不足的问题。滚塑生产厂家通常采用在聚乙烯树脂中直接掺混抗静电剂来提高制品的抗静电性能、通过增加壁厚来提高刚性。简单掺混不仅抗静电剂添加量大，而且抗静电效果差，持续时间短，原料均匀性较差，从而影响原料的综合性能和加工流动性；此外，增加壁厚也使得生产成本提高。

纳米碳纤维（CNF）是近年来新兴的一种准一维纳米材料，相比于传统的增强纤维，由于其直径介于纳米碳管及普通碳纤维之间，CNF具有较高的比强度和比模量，较好的导电、导热、热稳定性及极好的表面尺寸效应等。采用CNF协同抗静电剂改性聚乙烯，不仅大幅度提高材料的抗静电性能，而且材料刚性有所提高。但是，由于CNF大多在高温下通过裂解烃类气体的方式制备，其表面富集大量碳元素且呈化学惰性，加上CNF的长径比和比表面积均较大，极易相互缠结，聚集成团，在聚合物基体中难以均匀分散，直接影响到CNF复合材料的性能。

目前，尚未见采用纳米碳纤维协同改性聚乙烯抗静电性能的文献报道。

发明内容

本发明主要针对国内市场上LLDPE滚塑专用料抗静电性能及其持久性差、刚性较低、一般掺混料的综合性能和树脂均匀性较差的现状，提供一种抗静电性能突出持久和刚韧平衡性较好的抗静电高刚性滚塑聚乙烯组合物。

本发明还提供上述滚塑用聚乙烯组合物的制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：一种抗静电高刚性滚塑聚乙烯组合物，包括以下组分：

其中，所述的线性低密度聚乙烯，其密度为0.910～0.935g/10cm³，熔体流动速率为2～20g/10min；

所述的表面改性纳米碳纤维由表面活性剂对纳米碳纤维改性得到；其中，所述纳米碳纤维的直径为70～260nm，长度为1～60μm；

所述的表面改性纳米碳纤维所用的表面活性剂为硅烷偶联剂、钛酸酯类偶联剂或铝酸盐类偶联剂中的一种或两种以上混合物；所述表面改性剂的用量可由本领域的普通技术人员经实验确定，优选其用量为纳米碳纤维重量的0.1%～5%；

所述的抗静电剂可以是阳离子型、阴离子型、非离子型、两性离子型、高分子型抗静电剂中的一种或两种以上混合物；

所述的抗氧化剂可以是酚类、亚磷酸酯类、三嗪类等抗氧剂中的一种或两种以上混合物；

所述的流变改性剂是脂肪酸酰胺或氟聚合物中的一种。

所述的表面改性纳米碳纤维所用的表面改性剂是指硅烷偶联剂、钛酸酯类偶联剂或铝酸盐类偶联剂中的一种或两种以上混合物；其中混合物可以是任意比例混合得到，本领域技术人员可根据具体要求经试验确定较优的表面改性剂和混合比例。可以选择的具体表面改性剂可以是氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯偶联剂、二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯偶联剂。