[发明专利]一种增韧抗静电的聚丙烯组合物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种增韧抗静电的聚丙烯组合物及其制备方法和应用。本发明的聚丙烯组合物包括如下重量份的组分：聚丙烯70～90份，线性低密度聚乙烯10～30份，相容剂1～5份，玻璃纤维10～30份，非离子型抗静电剂0.2～1份，亲水性纳米二氧化硅0.2～1份，疏水性纳米二氧化硅0.2～1份；所述亲水性纳米二氧化硅的水接触角≤40°，所述疏水性纳米二氧化硅的水接触角≥80°。利用亲水性纳米二氧化硅和疏水性亲水二氧化硅在各组分、界面间的不同富集程度，协同极性较强的非离子型抗静电剂和线性低密度聚乙烯，有效提升了聚丙烯材料的韧性，增加了聚丙烯抗静电性能的持久性。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，更具体的，涉及一种增韧抗静电的聚丙烯组合物及其制备方法和应用。

背景技术

聚丙烯材料，作为应用最为广泛的通用塑料之一，被广泛应用于家电、化工、汽车等领域。但在一些对环境要求苛刻的领域，如军工、航天等领域，对材料的低温韧性、抗静电性能要求较高。

由于聚丙烯的球晶结构尺寸较大，球晶之间挤压膨胀效应使得聚丙烯的韧性较差。现有技术中，通常使用聚乙烯与聚丙烯复配，以提高材料韧性，如中国专利申请CN103467840A、CN101519512A。但由于分子结构与晶体结构差异，聚丙烯与聚乙烯相容性较差，分散相尺寸较大，且结合力不强，导致聚乙烯很难对聚丙烯形成有效增韧。

聚丙烯作为非极性材料，且具有饱和链结构，自身电阻较大，容易在表面富集电荷形成静电。通常使用的抗静电剂主要包括导电性填料类、小分子金属盐类、非离子型抗静电剂等。小分子金属盐类抗静电剂通过迁移到聚丙烯材料表面以形成抗静电效果，而抗静电剂的迁移易造成聚丙烯的韧性下降；导电填料(如炭黑)在聚丙烯材料中需要有较高添加量才能获得良好的抗静电效果，添加量高也会影响材料的力学性能。非离子型抗静电剂(如乙氧基化脂肪族烷基胺)作为目前在聚烯烃材料中用量最大的一类抗静电剂，其极性较强，与非极性的聚丙烯树脂结合力低、易迁移，使得聚丙烯难以持久抗静电，极性的抗静电剂与非极性的树脂相容性差，也进一步使得聚丙烯的韧性劣化。中国专利申请CN105111582A公开了一种抗静电的聚丙烯材料，包括聚丙烯、玻璃纤维、抗静电剂等组分，其中抗静电剂为聚噻吩和/或硅氧烷，具有极性大、易迁移至表面析出的缺陷，且聚丙烯材料难以兼具良好韧性。

因此，需要开发出一种兼具良好韧性和持久抗静电性能的聚丙烯组合物。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的韧性差、抗静电持久性差的缺陷，提供一种增韧抗静电的聚丙烯组合物，该聚丙烯组合物包括聚丙烯、线性低密度聚乙烯，还包括亲水性纳米二氧化硅和疏水性纳米二氧化硅及其他组分，利用两种纳米二氧化硅的不同作用，提升了线性低密度聚乙烯对聚丙烯的增韧作用，降低了非离子型抗静电剂的迁移速率，使得聚丙烯组合物的抗静电性能持久且韧性优异。

本发明的另一目的在于提供上述聚丙烯组合物的制备方法。

本发明的另一目的在于提供上述聚丙烯组合物在精密仪器仪表外壳和面板、军工特种箱体、航空航天器内饰、汽车内饰、船舶内饰、电器外壳及构件和面板、防静电包装制造中的应用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种增韧抗静电的聚丙烯组合物，包括如下重量份的组分：

聚丙烯(PP)70～90份，线性低密度聚乙烯(LLDPE)10～30份，相容剂1～5份，玻璃纤维10～30份，非离子型抗静电剂0.2～1份，亲水性纳米二氧化硅0.2～1份，疏水性纳米二氧化硅0.2～1份；所述亲水性纳米二氧化硅的水接触角≤40°，所述疏水性纳米二氧化硅的水接触角≥80°。

所述水接触角的检测方法为：将纳米二氧化硅使用红外压片机在压强16MPa下压制3mm薄片，在薄片表面滴0.4μL水珠，采用接触角测试仪测量薄片的水接触角，同一个样品测量3次，结果取平均值，即为接触角。