弹性体与无机刚性粒子包覆结构的抗静电PE材料

弹性体与无机刚性粒子包覆结构的抗静电PE材料

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种弹性体与无机刚性粒子包覆结构的抗静电PE材料。 

背景技术

聚乙烯（PE）价格低廉，成型加工容易，而且具有许多优良性能，因而需求量大，应用面广，但其耐有机溶剂和抗静电性能不好、冲击韧性不足等缺点限制它的应用范围。现有技术采用弹性体增韧可以大幅度提高PE的抗冲击性能，但同时也造成其强度、刚度、耐热性及加工性能的严重下降；当采用无机刚性粒子增韧在一定条件下表现出同时增韧增强，但韧性的提高幅度有限；当采用弹性体、无机刚性粒子共混会使得两种物质的作用相互影响，从而使得PE材料的力学性能得不到预期的效果。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种力学性能优异、抗静电性能优良和加工性能良好的弹性体与无机刚性粒子包覆结构的抗静电PE材料。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：弹性体与无机刚性粒子包覆结构的抗静电PE材料，其组分按质量百分数配比为：PE树脂65%～80%、无机刚性粒子8%～12%、二异氰酸酯1%～2%、二元醇2%～4%、相容剂3%～8%、抗静电剂3%～5%、分散剂0.5%～2%、抗氧剂0.1%～1%。 

所述的无机刚性粒子为粒径在0.01μm～20μm之间的碳酸钙、滑石粉、高岭土中的一种。 

所述的二元醇为乙二醇、丁二醇、已二醇、聚碳酸酯二元醇、聚已内酯二元醇中的一种。 

所述的相容剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物（E-MA-GMA）。 

所述的抗静电剂为市售的HBS-510抗静电剂或HDC-102抗静电剂。 

所述的分散剂为聚乙烯蜡或EVA蜡。 

所述的抗氧剂为受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物。 

上述的弹性体与无机刚性粒子包覆结构的抗静电PE材料的制备方法，包括以下步骤： 

（1）将各组分按重量配比称好待用；

（2）将无机刚性粒子和二元醇加入料筒温度为25℃～70℃混合机中低速搅拌5～15分钟，再加入二异氰酸酯高速搅拌10～60分钟，使充分加成聚合与包覆；

（3）然后在混合机中再加入PE树脂、相容剂、抗静电剂、分散剂和抗氧剂，在不低于3000转/分钟的转速下搅拌10～30分钟；

（4）再将上述混合好的物料加入双螺杆挤出机充分熔融共混，熔融温度控制在180℃～230℃，螺杆转速为120～600转/分钟，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼10～15分钟，然后挤出、冷却、造粒、干燥，即得本发明的弹性体与无机刚性粒子包覆结构的抗静电PE材料。

本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明采用二异氰酸酯与二元醇在混合机中搅拌和加成聚合生成聚氨酯弹性体“包覆”在无机刚性粒子表面，形成以无机刚性粒子为核、弹性体为壳的核壳结构，使其发挥各自优点和对PE起到良好的协同增强增韧效果，而且加工性能好，成本低，处理工艺简单；同时对PE抗静电改性效果好，其表面电阻率可达10⁸～10¹¹Ω·m，因此本发明制得的PE材料具有较好的实用价值和应用前景。 

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。 

实施例1： 

一种弹性体与无机刚性粒子包覆结构的抗静电PE材料，其组分按质量百分数配比为：PE树脂75%、粒径在0.01μm～20μm之间的碳酸钙10%、二异氰酸酯1.5%、乙二醇3%、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物（E-MA-GMA）5%、HBS-510抗静电剂4%、聚乙烯蜡1%、受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物0.5%。

制备方法：（1）将各组分按重量配比称好待用；（2）将粒径在0.01μm～20μm之间的碳酸钙和乙二醇加入料筒温度为25℃～70℃混合机中低速搅拌5～15分钟，再加入二异氰酸酯高速搅拌10～60分钟，使充分加成聚合与包覆；（3）然后在混合机中再加入PE树脂、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物（E-MA-GMA）、HBS-510抗静电剂、聚乙烯蜡和受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物，在不低于3000转/分钟的转速下搅拌10～30分钟；（4）再将上述混合好的物料加入双螺杆挤出机充分熔融共混，熔融温度控制在180℃～230℃，螺杆转速为120～600转/分钟，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼10～15分钟，然后挤出、冷却、造粒、干燥，即得本发明的弹性体与无机刚性粒子包覆结构的抗静电PE材料。 

实施例2： 

一种弹性体与无机刚性粒子包覆结构的抗静电PE材料，其组分按质量百分数配比为：PE树脂67%、粒径在0.01μm～20μm之间的滑石粉12%、二异氰酸酯2%、丁二醇4%、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物（E-MA-GMA）8%、HBS-510抗静电剂5%、聚乙烯蜡1.5%、受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物0.5%。

制备方法：（1）将各组分按重量配比称好待用；（2）将粒径在0.01μm～20μm之间的滑石粉和丁二醇加入料筒温度为25℃～70℃混合机中低速搅拌5～15分钟，再加入二异氰酸酯高速搅拌10～60分钟，使充分加成聚合与包覆；（3）然后在混合机中再加入PE树脂、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物（E-MA-GMA）、HBS-510抗静电剂、聚乙烯蜡和受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物，在不低于3000转/分钟的转速下搅拌10～30分钟；（4）再将上述混合好的物料加入双螺杆挤出机充分熔融共混，熔融温度控制在180℃～230℃，螺杆转速为120～600转/分钟，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼10～15分钟，然后挤出、冷却、造粒、干燥，即得本发明的弹性体与无机刚性粒子包覆结构的抗静电PE材料。 

实施例3： 

一种弹性体与无机刚性粒子包覆结构的抗静电PE材料，其组分按质量百分数配比为：PE树脂80%、粒径在0.01μm～20μm之间的高岭土8%、二异氰酸酯1%、聚碳酸酯二元醇2%、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物（E-MA-GMA）3%、HDC-102抗静电剂5%、EVA蜡0.8%、受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物0.2%。

制备方法：（1）将各组分按重量配比称好待用；（2）将粒径在0.01μm～20μm之间的高岭土和聚碳酸酯二元醇加入料筒温度为25℃～70℃混合机中低速搅拌5～15分钟，再加入二异氰酸酯高速搅拌10～60分钟，使充分加成聚合与包覆；（3）然后在混合机中再加入PE树脂、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物（E-MA-GMA）、HDC-102抗静电剂、EVA蜡和受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物，在不低于3000转/分钟的转速下搅拌10～30分钟；（4）再将上述混合好的物料加入双螺杆挤出机充分熔融共混，熔融温度控制在180℃～230℃，螺杆转速为120～600转/分钟，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼10～15分钟，然后挤出、冷却、造粒、干燥，即得本发明的弹性体与无机刚性粒子包覆结构的抗静电PE材料。