一种防静电HDPE复合材料及其制备方法.pdf

本发明公开了一种防静电HDPE复合材料及其制备方法，一种防静电HDPE复合材料，按重量份计包含如下原料：HDPE65～85份、永久防静电聚合物5～30份和聚吡咯纳米线1～5份；永久防静电加入后在HDPE中形成导电网络，可以卸掉积累的静电荷；HDPE基材中没有被永久防静电聚合物分散到的缺陷部分，通过聚吡咯纳米线嫁接起来形成导电通路，使防静电效果更好。增韧剂和抗氧剂的加入可以有效提高防静电HDPE复合材料的抗冲击性能和抗老化性，使防静电HDPE复合材料的韧性更好、更耐用。本发明的防静电HDPE复合材料防静电效果良好，抗冲击性能和抗老化性好，可广泛应用于易燃液体类容器中。

1.  一种防静电HDPE复合材料，其特征在于，按重量份计包含如下原料：HDPE 65～85份、永久防静电聚合物5～30份和聚吡咯纳米线1～5份。

2.  根据权利要求1所述的一种防静电HDPE复合材料，其特征在于，按重量份计，还包含增韧剂5～10份、抗氧剂0.5～2份。

3.  根据权利要求1或2所述的一种防静电HDPE复合材料，其特征在于，所述永久防静电聚合物为聚醚酯酰胺和/或聚噻吩。

4.  根据权利要求2所述的一种防静电HDPE复合材料，其特征在于，所述增韧剂为EVA、POE、TPE和TPU中的一种或至少两种。

5.  一种如权利要求1所述的防静电HDPE复合材料的制备方法，其特征在于，制备过程如下：称取65～85份HDPE和5～30份永久防静电聚合物，搅拌均匀后加入1～5份聚吡咯纳米线进行造粒制备得到防静电HDPE复合材料。

6.  根据权利要求5所述的一种防静电HDPE复合材料的制备方法，其特征在于，所述搅拌过程为将HDPE和永久防静电聚合物置于高速混料机中搅拌均匀。

7.  根据权利要求5所述的一种防静电HDPE复合材料的制备方法，其特征在于，所述造粒过程通过双螺杆造粒机实现，所述造粒过程具体为：将搅拌均匀的HDPE和永久防静电聚合物通过双螺杆造粒机的主料筒入料、聚吡咯纳米线通过双螺杆造粒机的侧喂料口入料，经挤出造粒后制备得到防静电HDPE复合材料。

8.  根据权利要求5或7所述的一种防静电HDPE复合材料的制备方法，其特征在于，所述造粒温度为190～230℃。

9.  根据权利要求5所述的一种防静电HDPE复合材料的制备方法，其特征 在于，所述原料还包括增韧剂5～10份、抗氧剂0.5～2份。

一种防静电HDPE复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及防静电材料技术领域，尤其涉及一种防静电HDPE复合材料及其制备方法。
背景技术
高密度聚乙烯(High Density Polyethylene，简称HDPE)是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。高密度聚乙烯为无毒、无味、无臭的白色颗粒，它具有良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好，在室温条件下，不溶于任何有机溶剂，耐酸、碱和各种盐类的腐蚀,还具有较高的刚性和韧性，机械强度好。HDPE不吸湿并具有好的防水蒸汽性，可用于包装用途。HDPE具有很好的电性能，特别是绝缘介电强度高，使其很适用于电线电缆。中到高分子量等级具有极好的抗冲击性，在常温甚至在-40摄氏度低温度下均如此。但HDPE与其他物质接触或摩擦后易积聚静电，静电积累的负作用严重影响了生产和生活，有时甚至引起火灾和爆炸。因此，很有必要提供一种防静电的HDPE材料。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种防静电HDPE复合材料，该材料防静电效果良好。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种防静电HDPE复合材料，按重量份计包含如下原料：HDPE65～85份，例如65份、70份、75份、80份、85份；永久防静电聚合物5～30份，例如5份、10份、15份、20份、25份、30份；聚吡咯纳米线1～5份，例如1份、2份、3份、4份、5份。
进一步地，按重量份计，还包含增韧剂5～10份，例如5份、6份、7份、8份、9份、10份；抗氧剂0.5～2份，例如0.5份、0.8份、1.0份、1.2份、1.5份、1.6份、1.8份、2.0份。
其中，所述永久防静电聚合物为聚醚酯酰胺和/或聚噻吩。在防静电HDPE中形成导电网络，从而卸掉积累的静电荷。
聚吡咯纳米线在聚合物整体中起到架桥连接作用，聚吡咯纳米线的存在，可以使得HDPE基材中没有被永久防静电聚合物分散到的缺陷部分，通过聚吡咯纳米线嫁接起来，形成导电通路，使防静电HDPE复合材料的防静电性能更好。
抗氧剂是一类化学物质，当其在聚合物体系中仅少量存在时，就可延缓或抑制聚合物氧化过程的进行，从而阻止聚合物的老化并延长其使用寿命。其中，本发明所述抗氧剂为常规抗氧剂，在此不再赘述。
所述增韧剂为EVA、POE、TPE和TPU中的一种或至少两种。增韧剂是可以降低复合材料脆性以及提高复合材料抗冲击性的一种助剂，其中，EVA为乙烯树脂醋酸纤维，POE为聚烯烃弹性体，TPE为热塑性弹性体，TPU为热塑性聚氨酯弹性体。由于HDPE本体的刚度较大，韧性不足，这种材料在用作易燃液体容器时，由于容器在使用过程中会常运输，经常与地面或其它硬物碰撞，因此对材料的抗冲击性能要求也很高，所以加入增韧剂以提高材料的韧性。
本发明的目的之二在于提供一种防静电HDPE复合材料的制备方法，制备过程如下：称取65～85份HDPE和5～30份永久防静电聚合物，搅拌均匀后加入1～5份聚吡咯纳米线进行造粒制备得到防静电HDPE复合材料。
其中，所述搅拌过程为将HDPE和永久防静电聚合物置于高速混料机中搅拌均匀。
其中，所述造粒过程通过双螺杆造粒机实现，所述造粒过程具体为：将搅拌均匀的HDPE和永久防静电聚合物通过双螺杆造粒机的主料筒入料、聚吡咯纳米线通过双螺杆造粒机的侧喂料口入料，经挤出造粒后制备得到防静电HDPE复合材料。聚吡咯纳米线通过双螺杆造粒机的侧喂料口加入，以防止过早加入会破坏聚吡咯纳米线的线型结构。
其中，所述原料还包括增韧剂5～10份、抗氧剂0.5～2份。
其中，所述造粒温度为190～230℃，例如190℃、200℃、210℃、220℃、230℃。
易燃液体类如汽油、柴油都很容易燃烧，在存储运输过程中的静电积累会导致静电放电产生电火花，将防静电HDPE复合材料用于汽油、柴油等易燃液体类的容器中，可以有效预防在易燃液体存储运输过程中静电积累产生的电火花。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：一种防静电HDPE复合材料，按重量份计包含如下原料：HDPE65～85份、永久防静电聚合物5～30份和聚吡咯纳米线1～5份；永久防静电加入后在HDPE中形成导电网络，可以卸掉积累的静电荷；HDPE基材中没有被永久防静电聚合物分散到的缺陷部分，通过聚吡咯纳米线嫁接起来形成导电通路，使防静电效果更好。
另外，增韧剂和抗氧剂的加入可以有效提高防静电HDPE复合材料的抗冲击性能和抗老化性，使防静电HDPE复合材料的韧性更好、更耐用。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如无具体说明，本发明的各种原料均可市售购得，或根据本领域的常规方法制备得到。
实施例1
称取70gHDPE、10g聚醚酯酰胺、6gEVA和1.2g亚磷酸酯，置于高速混料机中5分钟搅拌均匀，将混合均匀的原料加入双螺杆造粒机的主料筒，在双螺杆造粒机的侧喂料口加入4g聚吡咯纳米线，控制温度为220℃，挤出造粒制备得到防静电HDPE复合材料。将制得的防静电HDPE复合材料做表面电阻率、静电耗散时间测试，室温下测试缺口冲击强度和非缺口冲击强度，实验结果见表1所示。
实施例2
称取65gHDPE、23g聚噻吩、8gPOE和1.5g吩噻嗪，置于高速混料机中4分钟搅拌均匀，将混合均匀的原料加入双螺杆造粒机的主料筒，在双螺杆造粒机的侧喂料口加入3g聚吡咯纳米线，控制温度为200℃，挤出造粒制备得到防静电HDPE复合材料。将制得的防静电HDPE复合材料做表面电阻率、静电耗散时间测试，室温下测试缺口冲击强度和非缺口冲击强度，实验结果见表1所示。
实施例3
称取73gHDPE、12g聚噻吩、5gTPU和2g吩噻嗪，置于高速混料机中3分钟搅拌均匀，将混合均匀的原料加入双螺杆造粒机的主料筒，在双螺杆造粒机的侧喂料口加入2g聚吡咯纳米线，控制温度为210℃，挤出造粒制备得到防静电HDPE复合材料。将制得的防静电HDPE复合材料做表面电阻率、静电耗散时间测试，室温下测试缺口冲击强度和非缺口冲击强度，实验结果见表1所示。
实施例4
称取68gHDPE、20g聚醚酯酰胺、6gTPE和1.2g亚磷酸酯，置于高速混料 机中5分钟搅拌均匀，将混合均匀的原料加入双螺杆造粒机的主料筒，在双螺杆造粒机的侧喂料口加入1g聚吡咯纳米线，控制温度为230℃，挤出造粒制备得到防静电HDPE复合材料。将制得的防静电HDPE复合材料做表面电阻率、静电耗散时间测试，室温下测试缺口冲击强度和非缺口冲击强度，实验结果见表1所示。
实施例5
称取78gHDPE、10g聚噻吩、8gTPE和1g吩噻嗪，置于高速混料机中5分钟搅拌均匀，将混合均匀的原料加入双螺杆造粒机的主料筒，在双螺杆造粒机的侧喂料口加入3g聚吡咯纳米线，控制温度为190℃，挤出造粒制备得到防静电HDPE复合材料。将制得的防静电HDPE复合材料做表面电阻率、静电耗散时间测试，室温下测试缺口冲击强度和非缺口冲击强度，实验结果见表1所示。
表1

本发明的防静电HDPE复合材料防静电效果良好，表面电阻率可达到10⁷～10¹⁰，并且抗冲击性能好，可以广泛应用于易燃液体类容器中。
以上实施例仅用来说明本发明的详细方法，本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术 人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。