CN110527176A - 一种石墨烯改性抗静电阻燃塑料母料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种石墨烯改性抗静电阻燃塑料母料及其制备方法，按照重量份数包括：载体树脂150～300份，石墨烯10～20份，阻燃剂40～80份，硅烷偶联剂8～15份。本发明添加石墨烯能有效改良塑料母料的电性能，随着石墨烯含量的提高，改性塑料母料的表面电阻率和体积电阻率均呈降低趋势，具有很好的抗静电性能，添加阻燃剂，使塑料母料具有阻燃性能，同时石墨烯是独特的格子状结构，使石墨烯分子在很小摩擦力上很容易地相互滑动，使石墨烯成为一种理想的耐磨性添加剂，因此添加石墨烯也能提高塑料母料的耐磨性能，尤其是在水中的耐磨性。

Description

一种石墨烯改性抗静电阻燃塑料母料及其制备方法
技术领域
本发明涉及塑料技术领域，特别涉及一种石墨烯改性抗静电阻燃塑料母料及其制备方法。
背景技术
塑胶制品是用塑料做成的，通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物，俗称塑料或树脂，可以自由改变成分及形体样式。由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成。
母粒是指在塑料加工成型过程中，为了操作上的方便，将所需要的各种助剂、填料与少量载体树脂先进行混合混炼，经过挤出机等设备计量、混合、熔融、挤出、切粒等加工过程制得的颗粒料。称为母粒。母粒由载体树脂、各种填料和各种助剂组成的。母粒中助剂的限度或填料的含量比实际塑料制品中的需要量要高数倍至十几倍。在成型加工过程中，必须根据母粒中有关组分的含量和实际制品中需要加入的量，调节母粒与基体树脂的配比。母粒通常可以分为普通填充母粒(简称填充母粒)和功能性母粒，如色母粒、防雾滴母粒等。
石墨烯由单层碳原子构成，呈现单层二维蜂窝状晶格结构。近年来研究加少量的石墨烯微片就可以对复合材料性能产生显著的影响，改善材料的电性能、热性能和力学性能等
母粒为塑料生产的原料，现有塑料产品在使用过程中的抗静电能力不佳，导致使用者在使用过程中产生不适感；同时现有塑料产品的耐磨、韧性等性能方面较差。
发明内容
本发明提供一种石墨烯改性抗静电阻燃塑料母料及其制备方法，具有出色的阻燃抗静电性能，同时兼具优异的耐磨性能。
为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现：
本发明一方面，提供一种石墨烯改性抗静电阻燃塑料母料，按照重量份数包括：载体树脂150～300份，石墨烯10～20份，阻燃剂40～80份，硅烷偶联剂8～15份。
进一步地，所述载体树脂为乙烯-丙烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、丙烯晴-丁二烯-苯乙烯中的任意一种。
进一步地，所述阻燃剂为无机阻燃剂、卤系阻燃剂、磷系阻燃剂中的任意一种。
本发明另一方面，提供一种石墨烯改性抗静电阻燃塑料母料的制备方法，包括如下步骤：
石墨烯预处理：将10g硅烷偶联剂在100g乙醇溶液中水解；将10g石墨烯与100g水解完的硅烷偶联剂、50g液体石蜡、50g二甲苯放在1L敞口烧杯中，搅拌30～60min后，减压蒸馏，最后在80～100℃的鼓风干燥箱中烘干备用。
物料混合与干燥：将二甲基硅油分别与载体树脂颗粒在高速混合机中预混合3～5min，加入阻燃剂和经过预处理的石墨烯，继续混合5～10min后，在80～100℃鼓风干燥箱中干燥2～4h，获得均匀混合物料。
共混挤出：将均匀混合物料经双螺杆挤出机挤出、水冷、干燥、造粒，挤出温度控制在160～210℃，螺杆转速均控制在280～290r/min。
本发明的有益效果是：
本发明的一种石墨烯改性抗静电阻燃塑料母料及其制备方法，添加石墨烯能有效改良塑料母料的电性能，随着石墨烯含量的提高，改性塑料母料的表面电阻率和体积电阻率均呈降低趋势，具有很好的抗静电性能，石墨烯的添加对塑料母料的力学性能几乎没有影响，很好的保持了塑料母料的原有的力学性能，同时石墨烯是独特的格子状结构，使石墨烯分子在很小摩擦力上很容易地相互滑动，使石墨烯成为一种理想的耐磨性添加剂，因此添加石墨烯也能提高塑料母料的耐磨性能，尤其是在水中的耐磨性，添加阻燃剂，使塑料母料具有阻燃性能。
具体实施方式
为使本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域的技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种石墨烯改性抗静电阻燃塑料母料，按照重量份数包括：乙烯-丙烯共聚物200份，石墨烯10份，卤系阻燃剂40份，硅烷偶联剂8份。
一种石墨烯改性抗静电阻燃塑料母料的制备方法，包括如下步骤：
石墨烯预处理：将8g硅烷偶联剂在100g乙醇溶液中水解；将10g石墨烯与100g水解完的硅烷偶联剂、50g液体石蜡、50g二甲苯放在1L敞口烧杯中，搅拌30min后，减压蒸馏，最后在80℃的鼓风干燥箱中烘干备用。
物料混合与干燥：将50g二甲基硅油分别与200g乙烯-丙烯共聚物颗粒在高速混合机中预混合3min，加入40g卤系阻燃剂和经过预处理的石墨烯，继续混合5min后，在85℃鼓风干燥箱中干燥2.5h，获得均匀混合物料。
共混挤出：将均匀混合物料经双螺杆挤出机挤出、水冷、干燥、造粒，挤出温度控制在180℃，螺杆转速均控制在285r/min。
实施例2
一种石墨烯改性抗静电阻燃塑料母料，按照重量份数包括：聚乙烯250份，石墨烯12份，无机阻燃剂45份，硅烷偶联剂10份。
一种石墨烯改性抗静电阻燃塑料母料的制备方法，包括如下步骤：
石墨烯预处理：将10g硅烷偶联剂在150g乙醇溶液中水解；将12g石墨烯与150g水解完的硅烷偶联剂、60g液体石蜡、60g二甲苯放在1L敞口烧杯中，搅拌50min后，减压蒸馏，最后在90℃的鼓风干燥箱中烘干备用。
物料混合与干燥：将60g二甲基硅油分别与250g聚乙烯颗粒在高速混合机中预混合5min，加入45g无机阻燃剂和经过预处理的石墨烯，继续混合10min后，在95℃鼓风干燥箱中干燥2h，获得均匀混合物料。
共混挤出：将均匀混合物料经双螺杆挤出机挤出、水冷、干燥、造粒，挤出温度控制在200℃，螺杆转速均控制在290r/min。
实施例3
一种石墨烯改性抗静电阻燃塑料母料，按照重量份数包括：聚丙烯280份，石墨烯15份，磷系阻燃剂60份，硅烷偶联剂12份。
一种石墨烯改性抗静电阻燃塑料母料的制备方法，包括如下步骤：
石墨烯预处理：将12g硅烷偶联剂在150g乙醇溶液中水解；将15g石墨烯与150g水解完的硅烷偶联剂、80g液体石蜡、80g二甲苯放在1L敞口烧杯中，搅拌60min后，减压蒸馏，最后在95℃的鼓风干燥箱中烘干备用。
物料混合与干燥：将80g二甲基硅油分别与280g聚丙烯颗粒在高速混合机中预混合5min，加入60g磷系阻燃剂和经过预处理的石墨烯，继续混合8min后，在95℃鼓风干燥箱中干燥3h，获得均匀混合物料。
共混挤出：将均匀混合物料经双螺杆挤出机挤出、水冷、干燥、造粒，挤出温度控制在190℃，螺杆转速均控制在288r/min。
实施例4
一种石墨烯改性抗静电阻燃塑料母料，按照重量份数包括：丙烯晴-丁二烯-苯乙烯220份，石墨烯15份，卤系阻燃剂50份，硅烷偶联剂10份。
一种石墨烯改性抗静电阻燃塑料母料的制备方法，包括如下步骤：
石墨烯预处理：将10g硅烷偶联剂在120g乙醇溶液中水解；将15g石墨烯与150g水解完的硅烷偶联剂、60g液体石蜡、60g二甲苯放在1L敞口烧杯中，搅拌35min后，减压蒸馏，最后在95℃的鼓风干燥箱中烘干备用。
物料混合与干燥：将65g二甲基硅油分别与220g丙烯晴-丁二烯-苯乙烯颗粒在高速混合机中预混合4min，加入50g卤系阻燃剂和经过预处理的石墨烯，继续混合10min后，在95℃鼓风干燥箱中干燥3h，获得均匀混合物料。
共混挤出：将均匀混合物料经双螺杆挤出机挤出、水冷、干燥、造粒，挤出温度控制在185℃，螺杆转速均控制在290r/min。
上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种石墨烯改性抗静电阻燃塑料母料，按照重量份数包括：载体树脂150～300份，石墨烯10～20份，阻燃剂40～80份，硅烷偶联剂8～15份。
2.根据权利要求1所述的石墨烯改性抗静电阻燃塑料母料，其特征在于，所述载体树脂为乙烯-丙烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、丙烯晴-丁二烯-苯乙烯中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的石墨烯改性抗静电阻燃塑料母料，其特征在于，所述阻燃剂为无机阻燃剂、卤系阻燃剂、磷系阻燃剂中的任意一种。
4.一种石墨烯改性抗静电阻燃塑料母料的制备方法，包括如下步骤：
石墨烯预处理：将10g硅烷偶联剂在100g乙醇溶液中水解；将10g石墨烯与100g水解完的硅烷偶联剂、50g液体石蜡、50g二甲苯放在1L敞口烧杯中，搅拌30～60min后，减压蒸馏，最后在80～100℃的鼓风干燥箱中烘干备用。
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共混挤出：将均匀混合物料经双螺杆挤出机挤出、水冷、干燥、造粒，挤出温度控制在160～210℃，螺杆转速均控制在280～290r/min。
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