[发明专利]一种埃洛石纳米管增强的导电聚丙烯材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种埃洛石纳米管增强的导电聚丙烯材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯（PP）是一种非极性高分子材料，具有很高的绝缘性，体积电阻率能够达到10¹⁶-10²⁰Ω·cm，但往往也容易产生静电，吸附灰尘，影响了PP在一些领域的应用。低电阻的PP不仅具有优秀的抗静电能力，而且能够用于电磁屏蔽、半导体等领域。

降低PP电阻率常用的方法是添加抗静电剂，通过抗静电剂析出到表面达到抗静电效果，但电阻降低程度小，并且易损耗、时效短。通过在树脂中填充高效导电粒子或导电纤维能够很大程度地降低材料电阻率，现有技术中更多的是填充导电炭黑。中国专利CN 1312321A将PP、EVA和导电炭黑进行组合，达到了良好的导电效果。中国专利CN 1583867A在PP、环氧树脂和导电炭黑基础上使用了玻纤材料，通过形成纤维间搭接的导电通路，得到了更好的导电性能聚丙烯材料。但是，想要产品具备良好的导电性能和抗静电效果，必须添加较大量的导电炭黑，达到了渗阈值，使得材料的生产成本增加。而且大量的导电炭黑和玻纤的添加会导致材料的强度和韧性都大幅度降低，使材料的使用性能下降，降低材料使用寿命。所以市场急需一种具有良好的导电性能和抗静电效果同时具备良好的强度和韧性的长使用寿命的聚丙烯材料。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，提供一种埃洛石纳米管增强的导电聚丙烯材料及其制备方法，其加入导电炭黑的量少，具有很好的导电性能和抗静电效果，同时具备较好的强度和韧性，使用寿命长，生产工艺简单，生产成本低。

本发明通过下述技术方案实现。

一种埃洛石纳米管增强的导电聚丙烯材料，包括如下重量份数的原料：

PP树脂30-80份

极性弹性体5-15份

增韧剂5-15份

埃洛石纳米管1-40份

导电炭黑4-15份

成核剂0-1份

其它助剂0-2份。

优选的，所述的一种埃洛石纳米管增强的导电聚丙烯材料，包括如下重量份数的原料：

PP树脂30-80份

极性弹性体5-15份

增韧剂5-15份

埃洛石纳米管1-40份

导电炭黑4-15份

成核剂0.1-1份

其它助剂0.1-2份。

所述PP树脂为聚丙烯和共聚丙烯中的一种，优选地所述PP树脂的熔值为1-10g/min。

所述极性弹性体为POE-g-MAH、PE-g-MAH、EPDM-g-MAH、SEBS-g-MAH、EMA、EVA、EAA中的一种，优选地所述极性弹性体的邵氏A硬度为30-90。更为优选地所述极性弹性体为POE-g-MAH，其接枝率大于1%，在熔融共混中能够和导电炭黑产生更好的作用效果。

所述增韧剂为POE、PE、SEBS、EPDM、EPR、EMA、EVA、EAA的一种或一种以上的混合物。优选地所述增韧剂为低粘度的POE，其能够在聚丙烯基体中形成尺寸较小的分散相，提高材料韧性，同时其对导电炭黑具有更好的包覆作用，帮助导电炭黑形成顺畅的导电网络，使材料导电性能良好，导电炭黑的用量降低，成本下降。

所述导电炭黑的平均粒径为10-40nm,比表面积为50-400m²/g,比电阻为10-20Ω·cm。

所述埃洛石纳米管为经有机处理的微管状结构埃洛石纳米管；优选地其平均长度为1-40μm，平均直径为10-50nm。埃洛石纳米管上的羟基和极性弹性体在加工温度下相互作用，扩大导电炭黑的分布范围，并且凭借其细微的尺寸和大的长径比，与导电炭黑形成更加密集的导电网络，使材料的导电性能和抗静电效果进一步增强。此外，密集的网络结构可以有效提高材料的强度和耐冲击韧性。

所述成核剂为山梨醇类成核剂、有机磷酸盐或超细滑石粉中的一种或一种以上的混合物。

所述其它助剂为抗氧剂、润滑剂、光稳定剂、分散剂中的一种或一种以上的混合物。

一种埃洛石纳米管增强的导电聚丙烯材料及其制备方法，包括以下步骤：

步骤A、按重量份数比将极性弹性体、导电炭黑和增韧剂加入混合机中，搅拌混合3-10min，原料充分混匀后，通过双螺杆挤出机熔融共混并挤出造粒，得到颗粒状混合物，备用；