[发明专利]一种抗静电聚氯乙烯组合物及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及塑料领域，进一步地说，是涉及一种抗静电聚氯乙烯组合物及制备方法。

背景技术

聚氯乙烯是一种产量大，价格低廉的通用高分子材料，具有阻燃、机械强度，和电绝缘性等优点。广泛应用于化工、煤炭、电子、计算机，和无线电通讯等行业。

聚氯乙烯本身是电绝缘体，表面电阻率高达10¹⁴～10¹⁷Ω，在使用过程中与其它材料接触或摩擦容易产生静电积累，导致火灾、爆炸，和电子元器件失效等事故。如塑料输送带或塑料管在输送易燃易爆物料时，常因物料的流动产生静电放电发生爆炸；煤矿中的塑料制品、导风筒、安全帽、仪器外壳等产生静电，会导致瓦斯爆炸。因此对聚氯乙烯抗静电研究已成为科研与生产的重要课题。

目前，聚氯乙烯抗静电改性的方法主要是控制静电的产生和积累。控制静电的积累主要是通过接地传导、增加环境相对湿度以及加入抗静电剂或导电物质来加速静电泄漏，避免静电的大量聚积。为了使绝缘性能良好的聚氯乙烯具有一定的导电性，主要采用以下几种方法：1.添加抗静电剂或用抗静电剂涂敷制品表面；2.强氧化剂氧化塑料制品表面，增加导电性；3.接枝共聚改变聚合物结构，使其带有较多的极性基团或离子基团，增加导电性；4.添加导电性填料(如导电炭黑、金属粉等)。

碳纳米管具有优良的力学和导电性能，可以作为抗静电剂用于制备抗静电聚合物复合材料。但是，由于碳纳米管是非极性材料，且长径比大(一般大于1000)，在极性聚合物中分散困难，例如聚氯乙烯。

如何提高碳纳米管在聚氯乙烯中的分散度，从而提高聚氯乙烯的抗静电能力是目前需要解决的技术问题。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种抗静电聚氯乙烯组合物及制备方法。可以提高碳纳米管在聚氯乙烯中的分散度，从而提高聚氯乙烯的抗静电能力。

本发明的目的之一是提供一种抗静电聚氯乙烯组合物。

包含共混的以下组分：聚氯乙烯、粉末橡胶和碳纳米管；

其中粉末橡胶与聚氯乙烯的重量比为：(1～20)∶100，优选(1～16)∶100；碳纳米管与聚氯乙烯的重量比为：(0.05～10)∶100，优选(0.5～7)∶100，更优选(1～5)∶100；

所述碳纳米管包括单壁碳纳米管和多壁碳纳米管，不受碳纳米管的制备方法限制的，可以使用现有技术中所有的碳纳米管。

本发明的抗静电聚氯乙烯组合物中的所述粉末橡胶为平均粒径在20～500nm之间、具有交联结构的粉末橡胶，其凝胶含量为75wt％或更高，优选为85wt％或更高。所述粉末橡胶的橡胶颗粒为均相结构。所述粉末橡胶平均粒径优选为50～200nm，更优选为70～150nm。所述粉末橡胶的种类选用与聚氯乙烯树脂相容性好的橡胶。

本发明中所述粉末橡胶可以选用现有技术中符合上述参数要求的各种粉末橡胶，优选中国专利申请CN 1402752A和CN 1383439A所公开的全硫化粉末橡胶。该种全硫化粉末橡胶干燥后无需加隔离剂即可自由流动的橡胶微粉。该全硫化粉末橡胶中的每一个微粒都是均相的，即单个微粒在组成上都是均质的。在现有显微技术的观察下微粒内没有发现分层、分相等不均相的现象。该粉末橡胶是通过将相应的橡胶胶乳辐照交联而将橡胶粒子粒径固定的，本发明更优选：全硫化丁腈粉末橡胶，全硫化羧基丁腈粉末橡胶。

本发明所述粉末橡胶还可以优选中国专利申请CN1353131A所公开的交联型粉末橡胶。该种交联型粉末橡胶是一种以交联型合成橡胶乳液为原料，经干燥得到的粉末橡胶。这种交联型粉末橡胶不需加入隔离剂既可以自由流动。该交联型粉末橡胶中的每一个微粒都是均相的，即单个微粒在组成上都是均质的，在现有显微技术的观察下微粒内没有发现分层、分相等不均相的现象。本发明更优选：交联型丁腈粉末橡胶和交联型羧基丁腈粉末橡胶。

实验发现在聚氯乙烯中，全硫化丁腈粉末橡胶即使在20重量份下，仍能均匀分散，并能够显著提高聚氯乙烯的韧性，并且粉末橡胶的辅助分散作用，可以提高碳纳米管在聚氯乙烯中的分散，从而提高聚氯乙烯的抗静电效果。实现碳纳米管在低掺杂浓度下使聚氯乙烯的抗静电性满足工业使用的要求。

本发明所述的抗静电聚氯乙烯组合物包括热稳定剂，其种类为聚氯乙烯组合物通常采用的热稳定剂，如有机锡类热稳定剂等，用量为通常用量。

本发明所述的抗静电聚氯乙烯组合物还可以包括其他助剂，其它助剂为聚氯乙烯通用助剂，如：润滑剂等。所述其他助剂的用量为通常用量，或根据实际情况调节。