本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種防靜電聚丙烯發(fā)泡材料及制備方法。發(fā)泡材料包括共混的以下組分：高熔體強度聚丙烯，100重量份；石墨烯，0.1～2重量份；發(fā)泡劑，5～15重量份，相容劑，0.125～0.25重量份；偶聯(lián)劑，0.05～0.15重量份。所述方法包括將所述組分按所述用量熔融共混、成型發(fā)泡后制得所述防靜電聚丙烯發(fā)泡材料。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及高分子領(lǐng)域，進一步地說，是涉及。
技術(shù)介紹
泡沫塑料是一種新型材料，它以塑料為基本組分，含有大量氣泡，因此泡沫塑料也可以說是以氣體為填料的復合塑料。泡沫塑料的品種很多，但因都含有大量氣泡，因此具有共同的特性，質(zhì)輕、省料、熱導率低、隔熱性能好、能吸收沖擊載荷、具有優(yōu)良的緩沖性能、隔音性能好、比強度高等良好的性能。 泡沫塑料雖然具有很多特殊的性能，但與非發(fā)泡塑料相比，它的絕對強度較低，為了提高泡沫塑料的應用范圍，國內(nèi)外主要集中于高性能泡沫塑料的研究。在眾多泡沫塑料中，非交聯(lián)聚丙烯(PP)發(fā)泡材料以其優(yōu)良的力學性能和環(huán)保性能得到廣泛應用優(yōu)良的耐熱性，使用溫度可達130°c ;高溫下的制品尺寸穩(wěn)定性高，維卡軟化點可達160°C ;優(yōu)良的力學性能，彎曲模量高，并具有良好的耐沖擊性能；環(huán)境友好性出色，燃燒時無毒氣放出，非交聯(lián)，易于回收，可重復利用；并具有優(yōu)良的耐化學腐蝕性。聚丙烯發(fā)泡片材的原料基礎(chǔ)樹脂多采用接枝或者共混得到，存在聚丙烯基礎(chǔ)樹脂的降解改性及多種聚臺物的捏合所導致的聚合物力學性能下降，并使加工成本上升等問題。近來，高熔體強度聚丙烯(HMSPP)被認為是制造聚丙烯發(fā)泡材料的最有利的基礎(chǔ)樹脂。與通用聚丙烯相比，高熔體強度聚丙烯在熔化狀態(tài)下具有較高延展和剪切粘度。當制造發(fā)泡片材時，該特性尤為重要，由于減壓作用下的氣泡膨脹階段這種高熔體強度允許聚合物支撐泡沫的整個蜂窩狀結(jié)構(gòu)，減少氣泡合并等相關(guān)的問題，特定流變能力允許在泡沫膨脹過程中的氣泡的穩(wěn)定增加。1994年，BASELL(巴塞爾)公司推出高熔體強度聚丙烯樹脂并成功用于連續(xù)化的聚丙烯發(fā)泡工藝，這使得連續(xù)化聚丙烯發(fā)泡工藝取得重大突破。但是，巴塞爾用到了射線輻照改性過程，由于每次輻照過程的不可控性，導致接枝長支鏈高熔體聚丙烯的產(chǎn)品性能不穩(wěn)定，步驟較為繁瑣，無疑也增加了成本，而且難以在PP發(fā)泡片材領(lǐng)域進行推廣。北歐化工Dapoly系列高熔體強度聚丙烯產(chǎn)品，通過在低于熔融溫度附近，加入過氧化物的丙烯單體聚合得到的純聚丙烯粒子，得到非交聯(lián)的長支鏈聚丙烯，但后處理工藝不穩(wěn)定，導致發(fā)泡產(chǎn)品不穩(wěn)定。因此，采用多個串聯(lián)的反應器制備寬分子量分布聚丙烯是最為常用的，其通常是在選擇不同的氫氣量、不同的共聚單體，即有利于生產(chǎn)不同分子量聚合物的不同反應器中通過串聯(lián)聚合得到寬分子量分布(MWD)的聚丙烯，例如其中一種反應器有利于生產(chǎn)較高分子量的聚合物，而另一種反應器則有利于生產(chǎn)較低分子量的聚合物。為了獲得最好的丙烯聚合物的性能，優(yōu)化的聚合物產(chǎn)物應含有一定量的很高分子量聚合物和一定量的低分子量聚合物。所以使用反應器原位本體聚合法得到的高熔體強度聚丙烯由于其優(yōu)異的產(chǎn)品穩(wěn)定性和綜合性能，在PP發(fā)泡領(lǐng)域有著廣闊的應用前景。聚丙烯發(fā)泡板材主要利用擠出發(fā)泡法得到。PP直接擠出發(fā)泡法是在擠出機內(nèi)直接完成發(fā)泡各個組分的混合、熔融和發(fā)泡過程，又可以稱之為一步擠出發(fā)泡成型法。根據(jù)所采用發(fā)泡劑的不同，直接擠出發(fā)泡成型法又可以分為物理發(fā)泡和化學發(fā)泡兩種方法。低發(fā)泡倍率PP板材具有高發(fā)泡制品所不具有的高強度，高模量的特點，其中，I. 3倍發(fā)泡PP板材作為地面裝飾材料具有著色方便，性能長久性好，不易滑動，鋪設(shè)簡單易操作，質(zhì)量輕和易粘合等特點。更具有柔軟，減震有助于防止跌落物破碎，閉孔不吸水可用水清洗，容易印刷上字，邊角不易對人造成傷害等特點。所以在室內(nèi)鋪設(shè)可起到隔潮、保溫、安全、柔軟的功能，用途十分廣泛。但是當該微發(fā)泡板材作為液晶面板、太陽能電池板車間地面鋪設(shè)及相關(guān)電子材料包裝時，對其防靜電性能具有較高要求。一般PP發(fā)泡材料防靜電性較差，使其在化工管道、容器等應用方面存在著缺陷，在與外界摩擦或剝離時易產(chǎn)生靜電荷，而且電荷不易泄漏，在表面會不斷積聚。聚丙烯表面帶電后，若沒有有效的泄漏通道，會吸附空氣中的灰塵及污物。當人體接觸到帶靜電的聚丙烯時，會產(chǎn)生觸電的感覺，而且靜電還可以引起電子設(shè)備的誤動作，更嚴重的是靜電積聚將會發(fā)生靜電引力(或斥力)、電擊或火花放電現(xiàn)象，這在易燃、易爆物質(zhì)環(huán)境條件下會釀成巨大災害。為了避免靜電的影響，必須對聚丙烯進行抗靜電改性，以適應某些特殊場合。在聚合物基體中添加導電功能體(如導電炭黑)或防靜電劑是制備聚合物基防靜電復合材料的主要方法之一，但一般情況下，形成導電網(wǎng)絡需要的導電填料的填充量或防靜電劑的添加量都比較大，致使聚合物的力學性能等降低較明 顯，并提高了材料的生產(chǎn)成本和工藝難度，因此降低導電填料的用量是防靜電復合材料開發(fā)與應用的重要內(nèi)容。中國專利200510004023. O報道了使用高分子抗靜電劑制備抗靜電型聚烯烴樹脂發(fā)泡體，表面固有電阻率為IO8-IO13Qcm,所使用的高分子型抗靜電劑主要包括聚醚-聚丙烯嵌段嵌段共聚物，聚醚酯酰胺和聚酰胺的混合物等，但抗靜電的添加量為4-6%，且為短效抗靜電劑。中國專利200710192215. 8報道了防靜電、導電的聚丙烯的制備方法，得到的聚丙烯板材的表面固有電阻率為IOtl-IO11 Ω cm，炭黑的添加量為5-40%，由于炭黑的表觀密度低，添加量較大，與聚丙烯基礎(chǔ)樹脂共混困難，增加的工藝的復雜度和產(chǎn)品成本。中國專利200880124342. 7公開了一種系統(tǒng)，包含太陽能接收設(shè)備以及與太陽能接收設(shè)備熱連通的至少一個部件，該至少一個部件由復合材料形成，該復合材料可包含多個碳基纖維的基體，該多個碳基纖維包含下述中的一種或多種中間相碳、碳納米管、石墨、石墨烯和聚丙烯腈碳，但該法使用編制燒結(jié)得到復合材料，工藝復雜(非共混，無共混組分)。中國專利201010104549. 7涉及一種截面形狀為“一”字型的石墨烯薄膜帶的制備方法，該方法在干噴濕紡聚丙烯腈原絲過程中，蒸汽牽伸前和干燥致密化后設(shè)置一道熱輥壓延工藝，控制壓延熱棍表面溫度在150-200°C范圍，熱輥與熱輥之間的間隙控制在O. 3-0. 05_，把截面為圓形的前驅(qū)體進行壓延，再蒸汽牽伸和熱定型制成了截面形狀為“一”字型石墨烯薄膜帶前驅(qū)體，再經(jīng)過預氧化和碳化制成了石墨烯薄膜帶，具有良好的導電性，但未提及與聚丙烯的共混復合。中國專利201010137091. 5公開了一種化學合成石墨烯的方法，所得到石墨烯電導率為378S/m，顯示了良好的電導率，但是無與熱塑性樹脂復合實施例，且未提及與聚丙烯等熱塑性樹脂復合制備抗靜電制品。中國專利201010187509. 3專利技術(shù)公開了一種以石墨烯為基本單元構(gòu)建的三維結(jié)構(gòu)及其制備方法。該石墨烯可用于填充聚吡咯、聚苯胺、聚丙烯酸、聚噻吩、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇聚合物；可用于填充蛋白、氨基酸、糖和酶生物分子，但實施例未提及與聚合物共混工藝及參數(shù)，更未提及與聚丙烯的復合。中國專利201010191018. 6公開了一種聚合物/石墨烯復合材料的原位還原制備方法，其特點是采用超聲波或者研磨方式將Hummers法制備的氧化石墨均勻分散在聚合物膠乳中，然后在膠乳中通入還原劑進行原位還原，使氧化石墨還原為石墨烯，從而得到穩(wěn)定的聚合物/石墨烯復合乳液，再經(jīng)過破乳、凝聚、干燥，得到聚合物/石墨烯復合母料。其中氧化石墨(石墨烯前軀體)當量為O. 01-10重量份，范圍較寬，且實施例未提及與聚丙烯的復合工藝。中國專利201110008919. I公開了一種高導熱復本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種防靜電聚丙烯發(fā)泡材料，其特征在于包括共混的以下組分：高熔體強度聚丙烯，100重量份；石墨烯，0.1～2重量份；發(fā)泡劑，5～15重量份；相容劑，0.125～0.25重量份；偶聯(lián)劑，0.05～0.15重量份；所述高熔體強度聚丙烯，具有以下特征：(1)熔融指數(shù)(190℃/2.16kg)為1.0？10g/min；(2)分子量分布Mw/Mn＝6？20；(3)分子量大于500萬級分的含量大于或等于0.8wt％；(4)Mz+1/Mn大于或等于70；所述石墨烯的粒徑范圍為100？500nm之間，厚度為2？10nm之間；所述發(fā)泡劑為偶氮類發(fā)泡劑，亞硝基類發(fā)泡劑或酰肼類發(fā)泡劑中的一種；所述相容劑為馬來酸酐接枝改性聚丙烯；所述偶聯(lián)劑為乙烯基硅烷、苯磺酰鈦酸酯或醇胺脂肪酸鈦酸酯。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：郭鵬，呂明福，張師軍，徐萌，呂蕓，高達利，徐凱，楊慶泉，陳力，
申請(專利權(quán))人：中國石油化工股份有限公司，中國石油化工股份有限公司北京化工研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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