專(zhuān)利名稱(chēng)：一種超低電阻高分子導(dǎo)電粒料產(chǎn)品及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超低電阻高分子導(dǎo)電粒料產(chǎn)品及其制備方法。
背景技術(shù)：
高分子聚合物的導(dǎo)電功能的形成原理，是指采取一定措施降低高分子聚合物的體積電阻和表面電阻，使聚合物本身積聚的靜電荷很快釋放，從而保證了高分子聚合物材料多種加工方式的適應(yīng)性和制品使用的安全性。
對(duì)高分子聚合物的導(dǎo)電改性主要有兩大類(lèi)方法， 一類(lèi)結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子材料，是指高分子本身有導(dǎo)電性或經(jīng)化學(xué)改性后具有導(dǎo)電性，另一類(lèi)是復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料，是指在聚合物中加入各種具有導(dǎo)電性能的填料，以在高分子物質(zhì)的表面和內(nèi)部形成導(dǎo)電性。
復(fù)合型高分子聚合物導(dǎo)電改性，根據(jù)其采用的具體方法不同， 一般分為以下三種表面處理法、導(dǎo)電填料分散復(fù)合法、導(dǎo)電填料層積復(fù)合法。表面處理法是指在塑料聚合物表面進(jìn)行導(dǎo)電處理以達(dá)到較高的導(dǎo)電率，包括金屬熱噴涂法，鍍層法和導(dǎo)電涂層法。用導(dǎo)電填料分散復(fù)合法制備導(dǎo)電復(fù)合材料的步驟為①選擇導(dǎo)電填料和基體樹(shù)脂；②配料；③共混； 成型(擠出、注塑、模壓等)；⑤電性能測(cè)試?，F(xiàn)在采用的導(dǎo)電填料分散復(fù)合法主要存在的問(wèn)題有導(dǎo)電填料在制品中的分布往往不均勻，從而使制成品各處的電導(dǎo)率不一致；導(dǎo)電填料與基體樹(shù)脂之間的粘結(jié)性一般較差，尤其當(dāng)導(dǎo)電填料含量較高時(shí)這一情況尤為明顯。導(dǎo)電填料層積層合法是將金屬網(wǎng)、板、絲、毯等作為中間層、兩側(cè)再層壓上塑料基材或利用雙層平行擠出方法制成一層為導(dǎo)電樹(shù)脂，另一層為普通樹(shù)脂的復(fù)合制品。該類(lèi)型產(chǎn)品由于使用后產(chǎn)生的諸多局限，所以以上的制造方法目前已經(jīng)很少使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有的導(dǎo)電填料分散復(fù)合法的缺陷，提供一種電性能均一穩(wěn)定的超低電阻高分子導(dǎo)電粒料，其采用的技術(shù)方案如下所述。
一種超低電阻高分子導(dǎo)電粒料，其包含按重量百分比計(jì)的如下組分范圍
導(dǎo)電炭黑 36.00%-48.00%
偶聯(lián)劑 1.20%-2.20%
POE-乙烯-辛烯共聚物樹(shù)脂基體 35.00%-45.00%
潤(rùn)滑助劑 1.00%- 2.50%
潤(rùn)滑助劑 0.80%-2.50%
分散劑 4.00%-10.00%
抗氧化助劑 0.10% - 0.12%
粉體二氧化硅 8.00%-12.00%
其中所述的偶聯(lián)劑選自鋁酸酯或鈦酸酯。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種超低電阻高分子導(dǎo)電粒料的制備方法，其 采用如下步驟
(1) 對(duì)導(dǎo)電炭黑做改性處理
脫水干燥300L高速捏合機(jī)，1000轉(zhuǎn)/分； 工藝溫度畫(huà)-120。C;時(shí)間40分鐘。
其目的在于打開(kāi)導(dǎo)電炭黑材料內(nèi)存在的"團(tuán)聚"態(tài)，使之具備親油狀態(tài)；
(2) 對(duì)粉體二氧化硅進(jìn)行預(yù)處理
脫水干燥300L高速捏合機(jī)，1000轉(zhuǎn)/分，；工藝溫度100-120°C; 脫水時(shí)間40分鐘；
(3) 活化處理將相應(yīng)比例的偶聯(lián)劑作為活化劑加入到粉體二氧化硅中，用 高速捏合設(shè)備作粉體二氧化硅材料的活化工藝裝置。其中，高速捏合機(jī)的轉(zhuǎn)速
為1000轉(zhuǎn)/分，工藝溫度設(shè)為100°C 120°C，捏合時(shí)間20 40分鐘，其間注意 控制溫度及清除水份。
(4) 配料
POE-乙烯-辛烯共聚物樹(shù)脂基體 35.00%-45.00%
潤(rùn)滑助劑 1.00%-2.50%
潤(rùn)滑助劑 0.80%-2.50%
分散劑 4.00%-10.00%抗氧化助劑 0.10% - 0.12%
粉體二氧化硅(經(jīng)偶聯(lián)) 8.00%-12.00%
將以上材料以低速方式攪拌均勻，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速300轉(zhuǎn)/分；
(5) 以上經(jīng)過(guò)攪拌均勻后的物料投入擠出機(jī)料罐，同時(shí)在擠出機(jī)側(cè)位料罐內(nèi) 加入經(jīng)過(guò)改性處理的導(dǎo)電炭黑， 一起按設(shè)定的喂料比例進(jìn)入擠出機(jī)，進(jìn)行第一 次混煉；
其中配料導(dǎo)電炭黑(進(jìn)入第一側(cè)喂裝置) 28.00%-30.00%; 經(jīng)(4)混合均勻的物料(進(jìn)入主喂裝置)；
混煉工藝雙螺桿擠出機(jī)，轉(zhuǎn)速320轉(zhuǎn)/分，總料溫180-195°C ，電流
28A，熔體壓力5.5.6.8 kg/cm2，造粒，篩選；
(6) 將以上經(jīng)過(guò)第一次混煉的粒料投入第二側(cè)喂料罐，進(jìn)行第二次混煉； 其中配料導(dǎo)電炭黑(進(jìn)入第二側(cè)喂裝置) 8.00°/。-18.00%; 經(jīng)過(guò)第一次造粒的原生態(tài)粒料(進(jìn)入主喂裝置)；
混煉工藝雙螺桿擠出機(jī)，轉(zhuǎn)速350轉(zhuǎn)/分，總料溫170-185°C ,電流
25A，熔體壓力5.0-6.0 kg/cm2，經(jīng)造粒，篩選后包裝，其中超低電阻聚烯烴導(dǎo) 電粒料產(chǎn)品篩選的工藝標(biāo)準(zhǔn)是0)3x3mm/粒。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。 實(shí)施例
針對(duì)導(dǎo)電性能、材料的力學(xué)性能和制品加工質(zhì)量等的具體要求，各種材料 及助劑在聚合物載體中，篩選和優(yōu)化一個(gè)相對(duì)適當(dāng)?shù)呐浞奖壤顷P(guān)鍵。
高性能超低電阻高分子導(dǎo)電粒料產(chǎn)品在本實(shí)施例的材料配方如下(組分以
質(zhì)量半分含量計(jì)算)
1. 高性能導(dǎo)電炭黑 48%
2. 偶聯(lián)劑-鋁酸脂 1.9%
3. POE-乙烯-辛烯共聚物樹(shù)脂基體 35%
4. 潤(rùn)滑助齊[J-EBS 1.0%
5. 流變潤(rùn)滑助劑-SC-GQO-OO 1.0%
66. 分散劑-Wax 5%
7. 抗氧化助劑-B900 0.1%
8. 粉體二氧化硅(經(jīng)偶聯(lián)) 8%一種超低電阻高分子導(dǎo)電粒料的制備方法，其采用如下步驟
(1) 對(duì)導(dǎo)電炭黑做改性處理.-
脫水干燥300L高速捏合機(jī)，1000轉(zhuǎn)/分；工藝溫度100-120°C;時(shí)間40分鐘。
其目的在于打開(kāi)導(dǎo)電炭黑材料內(nèi)存在的"團(tuán)聚"態(tài)，使之具備親油狀態(tài)；
(2) 對(duì)粉體二氧化硅進(jìn)行預(yù)處理
脫水干燥300L高速捏合機(jī)，1000轉(zhuǎn)/分，；工藝溫度100-120°C;脫水時(shí)間40分鐘；
(3) 活化處理將1.9%的鋁酸酯作為偶聯(lián)劑加入到粉體二氧化硅中，用高速
捏合設(shè)備作粉體二氧化硅材料的活化工藝裝置。其中，高速捏合機(jī)的轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分，工藝溫度設(shè)為100°C 120°C，捏合時(shí)間20 40分鐘，其間注意控制溫
度及清除水份。(4)配料
POE-乙烯-辛烯共聚物樹(shù)脂基體 35.00%
潤(rùn)滑助劑-EBS 1.00%流變潤(rùn)滑助劑(上海三承SC-GQO-OO) 1.0%
分散劑-Wax 5.00%
抗氧化助劑-B900 0.10%
粉體二氧化硅(經(jīng)偶聯(lián)) 8.00%
將以上材料以低速方式攪拌均勻，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速300轉(zhuǎn)/分；
(5)以上經(jīng)過(guò)攪拌均勻后的物料投入擠出機(jī)料罐，同時(shí)在擠出機(jī)側(cè)位料罐內(nèi)
加入經(jīng)過(guò)改性處理的導(dǎo)電炭黑， 一起按設(shè)定的喂料比例進(jìn)入擠出機(jī)，進(jìn)行第一
次混煉；
其中配料導(dǎo)電炭黑(進(jìn)入第一側(cè)喂裝置) 30.00%;經(jīng)(4)混合均勻的物料(進(jìn)入主喂裝置)；
混煉工藝:雙螺桿擠出機(jī)，轉(zhuǎn)速320轉(zhuǎn)/分，總料溫180-195°C，電流28A;
7熔體壓力5.5-6.8 kg/cm2，造粒，篩選；
(6)將以上經(jīng)過(guò)第一次混煉的粒料投入第二側(cè)喂料罐，進(jìn)行第二次混火東；其中配料導(dǎo)電炭黑(進(jìn)入第二側(cè)喂裝置) 18.00%;
經(jīng)過(guò)第一次造粒的原生態(tài)粒料(進(jìn)入主喂裝置)；
混煉工藝雙螺桿擠出機(jī)，轉(zhuǎn)速350轉(zhuǎn)/分，總料溫170-185°C,電流25A,熔體壓力5.0-6.0 kg/cm2，經(jīng)造粒，篩選后包裝，其中超低電阻聚烯烴導(dǎo)電粒料產(chǎn)品篩選的工藝標(biāo)準(zhǔn)是0)3x3mm/粒。
由上述的產(chǎn)品生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品配方實(shí)施例組分的超低電阻高分子導(dǎo)電粒料
的技術(shù)指標(biāo)-
基本聚合物 POE
密度 g/cm3ISO 868 1,12
熱變形溫度 °C/ ISO 75 68
熔流指數(shù) g/10min ISO 1133 2.5
斷裂強(qiáng)度 MPaISOR527 13.0
屈服強(qiáng)度 MPaISOR527 25,0
斷裂延伸度 ％ ISOR527 80.0
沖擊強(qiáng)度 KL/m2 ISOR180 9.0
表面電阻 Q/ohm7sq S 8.0
體積電阻 Q/ohm.cm 5 0.5
本發(fā)明提供的超低電阻高分子導(dǎo)電粒料通過(guò)添加納米級(jí)高性能導(dǎo)電碳黑及其它各種助劑，并采用特殊的改性制造工藝，可使高分子材料制成其表面電阻S8.0ohm/sq,體積電阻為^).50 ohm.cm。該材料是一種電性能均勻穩(wěn)定，具有永久性導(dǎo)電功能，產(chǎn)品載體材料的機(jī)械性能受損較小的高性能導(dǎo)電塑料。
權(quán)利要求
1、一種超低電阻高分子導(dǎo)電粒料，其包含按重量百分比計(jì)的如下組分范圍導(dǎo)電炭黑 36.00％-48.00％偶聯(lián)劑1.20％-2.20％POE-乙烯-辛烯共聚物樹(shù)脂基體 35.00％-45.00％潤(rùn)滑助劑 1.00％-2.50％潤(rùn)滑助劑 0.80％-2.50％分散劑4.00％-10.00％抗氧化助劑0.10％-0.12％粉體二氧化硅 8.00％-12.00％其中所述的偶聯(lián)劑選自鋁酸酯或鈦酸酯。
2、 一種超低電阻高分子導(dǎo)電粒料的制備方法，其采用如下步驟(1) 對(duì)導(dǎo)電炭黑做改性處理脫水干燥300L高速捏合機(jī)，1000轉(zhuǎn)/分， 工藝溫度100-120°C，時(shí)間40分鐘，(2) 對(duì)粉體二氧化硅進(jìn)行預(yù)處理脫水干燥300L高速捏合機(jī)，1000轉(zhuǎn)/分，工藝溫度100-120°C，脫水時(shí)間40分鐘；(3) 活化處理將相應(yīng)比例的偶聯(lián)劑作為活化劑加入到粉體二氧化硅中，用 高速捏合設(shè)備作粉體二氧化硅材料的活化工藝裝置，其中，高速捏合機(jī)的轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分，工藝溫度設(shè)為100°C 120°C,捏合時(shí)間20 40分鐘；(4) 配料POE-乙烯-辛烯共聚物樹(shù)脂基體 潤(rùn)滑助劑 潤(rùn)滑助劑 分散劑 抗氧化助劑經(jīng)偶聯(lián)的粉體二氧化硅 8.00%-12.00% 將以上材料以低速方式攪拌均勻，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速300轉(zhuǎn)/分； (5)以上經(jīng)過(guò)攪拌均勻后的物料投入擠出機(jī)料罐，同時(shí)在擠出機(jī)側(cè)位料罐內(nèi)35.00%-45.00% 1.00%-2.50% 0,80%-2.50% 4.00%-10.00% 0.10%-0.12%加入經(jīng)過(guò)改性處理的導(dǎo)電炭黑， 一起按設(shè)定的喂料比例進(jìn)入擠出機(jī)，進(jìn)行第一次混煉；其中配料導(dǎo)電炭黑(進(jìn)入第一側(cè)喂裝置) 28.00%-30.00%; 經(jīng)(4)混合均勻的物料(進(jìn)入主喂裝置)；混煉工藝雙螺桿擠出機(jī)，轉(zhuǎn)速320轉(zhuǎn)/分，總料溫180-195°C ，電流 28A，熔體壓力5.5.6.8 kg/cm2，造粒，篩選；(6)將以上經(jīng)過(guò)第一次混煉的粒料投入第二側(cè)喂料罐，進(jìn)行第二次混煉； 其中配料導(dǎo)電炭黑(進(jìn)入第二側(cè)喂裝置) 8.00%-18.00%; 經(jīng)過(guò)第一次造粒的原生態(tài)粒料(進(jìn)入主喂裝置)；混煉工藝雙螺桿擠出機(jī)，轉(zhuǎn)速350轉(zhuǎn)/分，總料溫170-185°C ,電流25A，熔體壓力5.0-6.0 kg/cm2，經(jīng)造粒，篩選后包裝，其中超低電阻導(dǎo)電粒料 產(chǎn)品篩選的工藝標(biāo)準(zhǔn)是①3X3mm/粒。
全文摘要
本發(fā)明提供的超低電阻高分子導(dǎo)電粒料通過(guò)添加納米級(jí)高性能導(dǎo)電碳黑及其它各種助劑，并采用特殊的改性制造工藝，可使高分子材料制成其表面電阻≤8.0ohm/sq，體積電阻為≤0.50ohm.cm。該材料是一種電性能均勻穩(wěn)定，具有永久性導(dǎo)電功能，產(chǎn)品載體材料的機(jī)械性能受損較小的高性能導(dǎo)電塑料。
文檔編號(hào)C08K9/04GK101671458SQ20091019672
公開(kāi)日2010年3月17日 申請(qǐng)日期2009年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日
發(fā)明者熊小勇 申請(qǐng)人:上海三承高分子材料科技有限公司