一種長碳纖維導電增強改性PP材料及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種長碳纖維導電增強改性PP材料及其制備方法。該長碳纖維導電增強改性PP材料包括如下重量百分比的配方組分：PP樹脂40～70%、相容劑3～5%、增韌劑5～10%、偶聯劑3～5%、導電炭黑1～3%、長碳纖維5～40%、塑料加工助劑1～3%。本發明專利技術長碳纖維導電增強改性PP材料以PP樹脂為基體樹脂，以長碳纖維為填料，在熔融擠出過程中發生協同作用，賦予該長碳纖維導電增強改性PP材料優異的綜合力學性能如拉伸強度、彎曲強度、彎曲模量、沖擊強度以及優異的導電性能。其工藝簡單，條件易控，成本低廉，對設備要求低，適于工業化生產。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于高分子材料
，特別涉及一種長碳纖維導電增強改性PP材料及其制備方法。
技術介紹
PP是一種半結晶性材料。由于均聚物型的PP溫度高于0°C以上時非常脆，因此，許多商業的PP材料是加入I 4%乙烯的無規則共聚物或更高比率乙烯含量的鉗段式共聚物。共聚物型的PP材料有較低的熱扭曲溫度(100°C )、低透明度、低光澤度、低剛性，但是其具有較高的抗沖擊強度。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有優良的抗吸濕性、抗酸堿腐蝕性、抗溶解性。PP的流動率MFR范圍在I 40。低MFR的PP材料抗沖擊特性較好但延展強度較低。對于相同MFR的材料，共聚物型的強度比均聚物型的要高。由于結晶，PP的收縮率相當高，一般為1.8 2.5%，并且收縮率的方向均勻性比PE-HD等材料要好得多。為了克服其收縮率，人們試圖對其改性以克服其本身的缺陷。通常，人們采用加入玻璃纖維、金屬添加劑或熱塑橡膠的方法對即PP進行改性。加入30%的玻璃添加劑可以使PP收縮率降到0.7%。雖然采用玻璃纖維對PP改性能部分克服PP本身收縮率高這一缺陷，但這只能改變PP本身的缺陷之一，而且由于玻璃纖維絕緣，通過玻璃改性的PP導電性能弱。如果要想進一步擴大PP的應用范圍，如汽車工業、航天工業、石油化工行業、機電行業、電子電器行業中，還必須克服PP其他方面的缺陷，如力學性能和導電性能
技術實現思路
`本專利技術的目的在于克服現有技術的上述不足，提供一種力學性能優異、導電性能好的長碳纖維導電增強改性PP材料。本專利技術的另一目的是提供一種工藝簡單，條件易控，生產成本低的長碳纖維導電增強改性PP材料制備方法。為了實現上述專利技術目的，本專利技術的技術方案如下:一種長碳纖維導電增強改性PP材料，包括如下重量百分比的配方組分:PP 樹脂40 ~ 70 %相容劑3 ~ 5 %增韌劑5~10 %偶聯劑3 ~ 5 %導電炭黑1~3°/。長碳纖維5~40%塑料加工助劑 I ~ 3 %。以及，一種長碳纖維導電增強改性PP材料的制備方法，包括以下步驟: 按照上述長碳纖維導電增強改性PP材料配方分別稱取各組分；將所述PP樹脂、相容劑和偶聯劑進行混料處理后，再加入導電炭黑、增韌劑、塑料加工助劑繼續混料處理，得到混合物料；將所述混合物料熔融擠出，得到擠出物料；將所述長碳纖維在100 110°C下預熱后進行分散處理；將經分散處理后的長碳纖維與所述擠出物料在180 210°C下通過浸潰機包覆處理后，拉條過水切粒，得到長碳纖維導電增強改性PP材料。上述長碳纖維導電增強改性PP以PP樹脂為基體樹脂，以長碳纖維為填料，在熔融擠出過程中發生協同作用，賦予該長碳纖維導電增強改性PP材料優異的綜合力學性能如拉伸強度、彎曲強度、彎曲模量、沖擊強度以及優異的導電性能。上述長碳纖維導電增強改性PP材料制備方法只需按配方將相應組分混合并在適當的溫度下熔融擠出后與長碳纖維進行包覆處理即可得到產品，其制備方法工藝簡單，條件易控，成本低廉，對設備要求低的特點，適于工業化生產。附圖說明下面將結合附圖及實施例對本專利技術作進一步說明，附圖中:圖1為本專利技術實施例長碳纖維導電增強改性PP材料制備方法的工藝流程示意圖；圖2為PP接枝馬來酸酐制備方法工藝流程示意圖。具體實施例方式為了使本專利技術要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合實施例與附圖，對本專利技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。本專利技術實施例提供一種力學性能優異、導電性能好的長碳纖維導電增強改性PP材料。該長碳纖維導電增強改性PP材料包括如下重量百分比的配方組分:PP 樹脂40 ~ 70 % 相容劑3 ~ 5 % 增韌劑5~10 % 偶聯劑3 ~ 5 % 導電炭黑I ~ 3 % 長碳纖維5~40% 塑料加工助劑 I ~ 3 %。具體地，上述PP樹脂作為本專利技術實施例長碳纖維導電增強改性PP材料的基體組分，其優選為均聚PP、嵌段共聚PP、無規共聚PP中的至少一種。具體的，該PP樹脂可以選用埃克森美孚的7033N。當然還可以用選用本領域常用的其他型號的PP樹脂。上述相容劑優選選用由專利技術人自行研發的PP接枝馬來酸酐相容劑(PP-g-MAH)，該PP接枝馬來酸酐相容劑包括如下重量百分比的配方組分: PP樹脂84 91% 馬來酸酐3-5%苯乙烯3-5% 過氧化二異丙苯0.1-0.5% 抗氧劑0.4-1% 潤滑劑0.5-1.5% 白礦油I 3%。在優選實施例中，該PP接枝馬來酸酐相容劑包括如下重量百分比的配方組分: PP樹脂91% 馬來酸酐3% 苯乙烯3% 過氧化二弄丙苯0.1% 抗氧劑0.4% 潤滑劑0.5%白礦油2%其中，該PP接枝馬來酸酐相容劑配方中的PP樹脂可以與上文所述的PP樹脂相同也可以不同，如可以選用中石化的均聚PP V30G;馬來酸酐可以選用天津中和化工廠產的化學純馬來酸酐；苯乙烯可以選用美國Dow化學公司產的已提純苯乙烯；過氧化二異丙苯可以選用阿克蘇諾貝爾產的分析純過氧化二異丙苯；抗氧劑可以選用瑞士汽巴精化產的1010和168的1:1復配物；潤滑劑可以選用韓國產的EBS120 ;白礦油可以選用撫順盛威石化產的32#白礦油。當然，該配方中的PP樹脂、白礦油還可以選用其他產品型號的PP樹脂和白礦油，抗氧劑、潤滑劑也可以選用本領域公知的其他類型的抗氧劑、潤滑劑。該PP接枝馬來酸酐相容劑制備方法參見下文。該優選的PP接枝馬來酸酐相容劑與偶聯劑復配，協效降低樹脂與纖維表面的界面張力，增加樹脂與纖維的相互粘結力，增加界面層厚度，提高復合材料的相容性，使體系形成具有宏觀均勻微觀相分離特征的熱力學穩定的相態結構，最終提高復合材料的機械強度。上述增韌劑優選為P0E、EPDM、PE、SBS、SEBS中的至少一種，其中，POE增韌劑優選為 P0EVM3980。上述偶聯劑優選為硅烷偶聯劑、有機鉻絡合物偶聯劑、鈦酸酯類偶聯劑、鋁酸化合物偶聯劑中的至少一種。其中，硅烷偶聯劑可以選用康寧公司產的硅烷類偶聯劑KH570。上述導電炭黑優選為德國德固賽產40B2。上述長碳纖維是由含碳量高于90%的無機高分子纖維有機纖維，經碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。與傳統的玻璃纖維(GF)相比，楊氏模量是其3倍多；它與凱芙拉纖維(KF-49)相比，不僅楊氏模量是其2倍左右，而且在有機溶劑、酸、堿中不溶不脹，耐蝕性出類拔萃。另外，長碳纖維的軸向強度和模量高，無蠕變，耐疲勞性好，比熱及導電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數小，耐腐蝕性好，纖維的密度低，X射線透過性好。因此，在上述實施例中，該長碳纖維在熔融擠出過程中與PP樹脂等組分協同作用，賦予了長碳纖維導電增強改性PP材料優異的拉伸強度，彎曲強度，彎曲強度等力學性能和優異的導電性能。為了使得該長碳纖維導電增強改性PP材料的力學性能和導電性能最佳，在優選實施例中，長碳纖維的尺寸為拉伸強度≥ 3500Mpa,拉伸模量≥ 230Gpa的長碳纖維。如可以選用長碳纖維牌號為東麗T300，T400，T700中一種，絲束為6Κ，12Κ, 24Κ中的一種，單絲直徑在7微米左右。上述塑料加工助劑優選為抗氧劑、潤滑劑中的一種或兩種。當然，該加工助劑還可以是本領域公知的其他加工助劑。在優選實施例中，該抗本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種長碳纖維導電增強改性PP材料，包括如下重量百分比的配方組分：FDA00002641934100011.jpg

【技術特征摘要】
1.一種長碳纖維導電增強改性PP材料，包括如下重量百分比的配方組分: PP 樹脂40 ~ 70 % 相容劑3 ~ 5 % 增韌劑5~10 % 偶聯劑3 ~ 5 % 導電炭黑I ~ 3 % 長碳纖維5~40 % 塑料加工助劑 I ~ 3 %。2.根據權利要求1所述的長碳纖維導電增強改性PP材料，其特征在于:所述長碳纖維的拉伸強度≥3500Mpa，拉伸模量≥230Gpa。3.根據權利要求1所述的長碳纖維導電增強改性PP材料，其特征在于:所述為相容劑為PP接枝馬來酸酐，所述PP接枝馬來酸酐以其總重量為100%，其包括如下重量百分比的配方組分: PP樹脂84 91% 馬來酸酐3-5% 苯乙烯3-5% 過氧化二異丙苯0.1-0.5% 抗氧劑0.4-1% 潤滑劑0.5-1.5% 白礦油卜-3%。4.根據權利要求1 3任一項所述的長碳纖維導電增強改性PP材料，其特征在于:所述增韌劑為POE、EPDM、PE、SBS、SEBS中的至少一種。5.根據權利要求1 3任一項所述的長碳纖維導電增強改性PP材料，其特征在于:所述偶聯劑為硅烷偶聯劑、有機鉻絡合物偶聯劑、鈦酸酯類偶聯劑、鋁酸化合物偶聯劑中的至少一種。6.根據權利要求1 3任一項所述的長碳纖維導電增強改性PP材料，其特征在于:所述塑料加工助劑為抗氧劑、潤滑劑中的一種或兩種。7.一種長碳纖維導電增強改性PP材料的制備方法，包括以下步驟: 按照權利要求1 6任一項所述長碳纖維導電增強改性PP材料配方分別稱取各組分； 將所述PP樹脂、相容劑和偶聯劑進行混料處理后，再加入導電炭黑...

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐東，徐永，文勝，
申請(專利權)人：安徽科聚新材料有限公司，
類型：發明
國別省市：