[发明专利]一种SEBS改性的导电聚丙烯纳米复合物的制备方法

说明书

一种SEBS改性的导电聚丙烯纳米复合物的制备方法，属于高分子复合材料技术领域，通过双螺杆熔融挤出的工艺，利用纳米CB作为导电填料，PP作为基体，通过填充与PP溶解度参数相近的SEBS，提高了复合物加工时的流动性，改善了复合物的加工性能，改善了导电聚丙烯纳米复合物扁丝的电学性能。

技术领域

本发明属于高分子复合材料技术领域，尤其涉及用于改进高分子材料加工性能、力学性能和电学性能的导电聚丙烯纳米复合物的制备方法。

背景技术

高分子树脂因为密度小、成本低和机械性能好而被广泛应用于建筑、流体输送和包装等领域。然而，在通常情况下，高分子树脂的绝缘性限制了其在抗静电编织袋领域的应用。而导电高分子复合物的加工性能良好，导电性能优异，且其制备工艺简单，表面电阻可控（Progress in Polymer Science, 2014年, 39卷，627–55页）。将导电高分子复合物制备成为抗静电柔性材料，可以避免在运输的过程中因为摩擦产生静电导致的危险事故的发生（Carbon, 2014年, 73卷，267–274页）。其中，聚丙烯（PP）作为综合性能优异的热塑性树脂，具有耐腐蚀性好、耐热性强和廉价易得等优点。而且相较于其他树脂，PP拥有较低的界面张力值，易于制备出渗流阈值较低的导电高分子复合物（Journal of Materials Science,1982年, 17卷 1610–1616页）。然而，PP作为基体时，由于相对较差的冲击韧性和低温脆性等缺点限制其更广泛的应用（International Polymer Processing Journal of thePolymer Processing Society, 2016年, 31页，398–409页）。纳米CB作为导电填料时，因为其导电性高、补强效果佳、适应性强且拥有良好的成形性。成为使用范围最广，最常用的导电填料。此外，还可以通过调节CB的添加量获得任意程度的导电性（Polymer Composites,2017年, 38卷，2472–2479页）。

使用PP作为基体，纳米炭黑（CB）作为导电填料，利用双螺杆熔融挤出的工艺制备导电聚丙烯复合物，满足了工业上制备简单和成本低的要求。然而，纳米CB易于团聚，在基体中分散困难，较低含量的CB难以在基体中形成导电网络，需要加大填充量才能满足导电的需求。并且，过多的CB填充会在基体内部造成缺陷而影响复合物的加工性能和使用性能。为此，通过探究相关的试验的配方、工艺参数和加工流程，在保证导电聚丙烯纳米复合物电学要求的同时也能保持其较好的力学性能和使用性能。

发明内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种具有优异加工性能、力学性能和电学性能的SEBS改性的导电聚丙烯纳米复合物的制备方法。

本发明包括以下步骤：

1）将100份聚丙烯、4~8份接枝相容剂和2~6份增韧母粒在高速混合机中以150~250r/min混合5~10 min；然后，将2~6份白油分4次加入高速混合机中，间隔时间为20 s，继续在100~150 r/min下搅拌10~15 min，搅拌结束后将混合物从高速混合机中取出；

2）将38~58份导电填料和1~3份润滑剂加入到高速混合机中，在90~100°C，350~450r/min转速下搅拌15~25 min，然后将在步骤1）制得的混合物加入到38~58份导电填料和1~3份润滑剂混合粉体中，在180 r/min转速下继续搅拌10~25 min，最后将9~42份的氢化丁苯橡胶分三次加入到高速混合机中混合，得到初混物；

3）将所述初混物加入到双螺杆挤出机中挤出和造粒，得到SEBS改性的导电聚丙烯纳米复合物。

本发明步骤1）和2）中使用的预混合方法为三步混合法。第一步将各颗粒状组分在高速混合机中裹上白油，低速混合均匀后取出；第二步将各粉末填料和粉末助剂在高速混合机中高速混合，不取出；第三步将第一步骤裹上白油的颗粒状混合物加入到粉体混合物上方。此方法能够较大程度地促进预混合中粉料和粒料的均匀性，为后续的挤出和造粒提供基础。