[发明专利]抗静电阻燃组合物及其制备方法

说明书

本发明涉及一种抗静电阻燃改性组合物及其制备方法，尤其是涉及一种能制作煤矿井下采煤网顶的编织带的抗静电阻燃组合物及其制备方法，其属于塑料组合物领域。

现有技术中，一般塑料材料都具有良好的电绝缘性能，塑料表面容易积累静电，尤其是聚丙烯，还极易燃烧。根据国家煤炭工业部提出在煤矿井下以塑代钢、以塑代木的要求，为了防火、防暴、安全生产，需要使用抗静电阻燃的塑料改性材料来制作各种制品。例如采煤用的网顶等，要求制品表面的静电能及时导入地下，以避免静电积累过多而放电引爆起火，要求阻燃性能好，可使制品离开火焰后能马上熄火。长期以来，拟将一些塑料制品试用于井下，但是其抗静电阻燃性能达不到国家煤炭工业部的有关标准要求。有些材料一生产出来就不合格，有的虽刚生产出来时合格，但经短时间使用后，其抗静电和阻燃性能就不合格了，因此不能推广应用。其主要原因是这些制品的组成成分配方不得当，所含成分中有的成分不稳定，易析出;其表面电阻都高于10¹⁰Ω，易积累静电;同时其阻燃效果也不佳，离开火焰长于6秒钟才熄火。现在煤矿井下所用的采煤网顶是以较粗的钢丝编制的，其重量大、成本高、不便于运输。又因井下潮湿，钢铁制品极易腐蚀生锈，不耐用，要消耗大量金属材料，价格较贵。日本专利“具有抗静电及易密封的聚丙烯薄膜”，申请号为昭45-99903，申请日为1970年11月12日，是一种用含有抗静电剂的聚乙烯或者乙烯共聚物组成的涂膜进行涂覆的拉伸聚丙烯薄膜。该发明是一种双层结构，因此结构和加工比较复杂，成本高，不适合在我国推广应用。日本专利“具有抗静电性能的（纵横）双轴拉伸聚丙烯薄膜的制造方法”，申请号为昭45-64628，申请日为1970年7月23日，公开了一种对将含有少量的聚环氧乙烷烯烃烷基胺系列表面活性剂和聚乙烯聚丙烯组成物进行成型拉伸所得到的纵横双轴拉伸聚丙烯薄膜，施行电晕放电处理，从而得到具有抗静电性的（纵横）双轴拉伸聚丙烯薄膜的制造方法。加工方法比较复杂，所用加工设备价格较贵。

本发明的目的在于克服现有技术中的缺点，提供一种制造工艺相对简单、原料易得的、以聚丙烯为基材的抗静电阻燃材料，特别是能用其制作编织带，作为制作煤矿井下采煤用塑料网顶的抗静电阻燃材料及其制造方法。使其抗静电和阻燃性能均能达到煤炭工业部颁布的MT141-86“煤矿井下用塑料网假顶检验规范”的标准，其他物理性能均达到轻工部颁布的SG234-81“轻工部塑料打包带标准”，其抗静电性能：表面电阻值＜1×10⁹Ω，其阻燃性能：无焰燃烧时间在3秒钟以内。

本发明的技术特征如下：本抗静电阻燃组合物包括下列组成和配比：

组分    重量份

聚丙烯    100

八溴醚（2、3二溴丙基）简称PE-68    1～8

高效阻燃协同剂三氧化二锑    1～8

抗静电剂    0.1～5

偶联剂异丙基三钛酸酯（KR-TTS）    0.1～1.5

热稳定剂亚磷酸三苯酯    0.1～3

水合氧化铝AL₂O₃·3H₂O 0.1～3

炭黑类填充剂    1～40

其中抗静电剂包括分子式为C₁₈H₃₇-N的N₁N-二羟乙基硬质基伯胺、C_16-18的混合高级醇和二氧化硅，其重量比例依次为45∶45∶10。

其中炭黑类填充剂是平均粒径为35～45微米的石墨粉，或平均粒径为35～45微米、比表面积为55～70米²/克、吸油值为2.5～3.5毫升/克、视比重为0.03～0.06克/毫升的乙炔炭黑或导电炭黑。

聚丙烯的形状可以是粉状，也可以是粒状，也可以是粉状与粒状的混合。

乙炔炭黑是以碳化钙产生的乙炔气为原料，在800～1200℃的裂解反应中制得。由于该炭黑具有最高的三元结构，在塑料原料中易于分散，比一切炭黑的导电性都好，不仅使制得的材料具有较低的电阻值，而且其表面的电阻值稳定不变，使其抗静电性能良好且长期稳定，石墨粉和炭黑性能稳定，不易析出，使本材料能抗老化。