一種高強度導電PP/MLLDPE 扁絲用塑料及其制備方法

王仁龍 整理

一、概述

導電PP 扁絲主要用于Type-C 型集裝袋上，其作用是傳導靜電，以防編織袋運輸過程中累積靜電過多而導致爆炸，C 型集裝袋在技術指標上對導電值要求為106Ω 以下，旦數≤1400d（旦尼爾）。

目前，在國內市場上，導電PP 扁絲的基本結構為：PP/PE+導電炭黑+助劑，但此類產品拉伸力學性能差，其拉伸強度約為2 g/d，伸長率為30%左右，旦數為1300 d 左右，尚未達到高強度扁絲的要求，在編織高強度C 型集裝袋過程中容易斷絲，難于加工，不僅大大影響生產，還造成了資源浪，因此，目前市場上的導電PP 扁絲已經不能滿足高強度扁絲的要求，不能滿足生產的需要。

本文介紹了一種導電性能好、拉伸性能優異，適用于高強度Type-C 型集裝袋編織的高強度導電PP/MLLDPE 塑料，該高強度導電PP/MLLDPE扁絲用塑料拉成扁絲后性能大大提高，單根扁絲導電值為105Ω，拉伸強度≥4.5 g/d，伸長率≥50%，旦數為1000-1100 d。

二、技術方案

一種高強度導電PP/MLLDPE 扁絲用塑料，包括以下重量百分比的組分：導電塑料母粒50%-70%；MLLDPE 15%-25%；PP 5%-25%；POE 3%-5%。

所述導電塑料母粒包括以下重量百分比的組分：導電添加劑20%-40%；PP 50%-74%；抗氧劑1-2%；加工助劑3-4%；分散劑1-2%；偶聯劑1-2%。PP 為拉絲級PP。

本技術的塑料基體采用MLLDPE、PP 和POE進行復配，能實現更好的拉伸強度。

如果采用的塑料基體是PE 和PVC 是實現不了這種目的的，如果塑料基體是PE，其強度達不到扁絲要求，PVC 是極性聚合物，需添加更多的導電添加劑才能達到所需的導電值，這會大大的影響扁絲的力學性能。

本技術中的導電扁絲基體主要是PP，PP 比PE 具有更好的拉伸強度，能達到導電扁絲一定強度的要求，但PP 熔體強度和延伸率相對較差，加入導電添加劑后又具有一定的相應，如果扁絲基體全是PP 的話，在扁絲生產過程中容易斷絲，加工困難，因此添加入適量的PE 共混，既能實現較好的熔體強度又不能大大降低其拉伸強度。

本技術具體選用的PE 是茂金屬線型低密度聚乙烯（MLLDPE），與傳統的LLDPE 相比具有更好的熔體強度和拉伸強度。

所述導電添加劑為導電炭黑和碳納米管中的至少一種。本技術中的導電添加劑選用了卡博特導電炭黑CSX946 和金湖石油化學碳納米管KNanos。

所述加工助劑為硬脂酸鎂、硬脂酸鈣、PP 蠟、PE 蠟和白油中的至少一種。

所述抗氧劑為1010、168、1076、242、626和1135 中的至少一種。本技術中的抗氧劑選用巴斯夫抗氧劑。

所述分散劑為三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸鈉、硅類擴散油、甲基戊醇、羧甲基纖維素、聚丙烯酰胺、古爾膠和脂肪酸聚乙二醇酯中一種。

所述偶聯劑為鋁酸酯偶聯劑、硅烷偶聯劑或鈦酸酯偶聯劑。

高強度導電PP/MLLDPE 扁絲用塑料拉成扁絲后，單根扁絲導電值為105Ω，拉伸強度≥4.5 g/d，伸長率≥50%，旦數為1000-1100 d。

本技術還介紹了高強度導電PP/MLLDPE 扁絲用塑料的制備方法，包括以下步驟：

1）按比例將導電添加劑、加工助劑、分散劑和偶聯劑混合，再加入PP、抗氧劑繼續混合，得到混合物，再將混合物熔融擠出，得到導電塑料母料；

2）將導電塑料母料與PP、MLLDPE 和POE混合，熔融擠出造粒，得到高強度導電 PP/MLLDPE 扁絲用塑料。

步驟1）中，將導電添加劑、加工助劑、分散劑和偶聯劑在高速混料機中以 600-800 r/min的轉速混合5-10 min；

步驟2）中，將塑料母料與PP、MLLDPE 和POE 在低速混料機中以200- 400 r/min 的轉速混合10-15 min。

步驟1）中，混合物熔融擠出時控制條件為：擠出溫度為210-230℃，轉速35HZ；

步驟2）中，熔融擠出造粒時控制條件為：擠出溫度為200℃-220℃，轉速35HZ。

三、有益效果

本技術通過采用MLLDPE、PP 和POE 進行復配得到塑料基體，再與導電塑料母料擠出造粒，制備出一種導電性能好、拉伸性能優異，適用于高強度Type-C 型集裝袋編織的高強度導電PP/MLLDPE 塑料，該高強度導電PP/MLLDPE 扁絲用塑料拉成扁絲后性能大大提高，單根扁絲導電值為104-105Ω，拉伸強度≥4.5 g/d，伸長率≥50%，旦數為1000-1100 d。

四、具體實施方式

實施例1

一種高強度導電PP/MLLDPE 扁絲用塑料，包括以下重量百分比的組分：70%導電塑料母粒，20%MLLDPE，5%PP 和5%POE。

其中，所述導電塑料母粒包括以下重量百分比的組分：40%導電添加劑，52%PP，1%抗氧劑，3%加工助劑，2%分散劑和2%偶聯劑。

一種導電PP/MLLDPE 扁絲用塑料的制備方法，包括以下步驟：

1）按比例將導電添加劑、加工助劑、分散劑、偶聯劑高速混料機中充分混合5 min，再加入PP、抗氧劑繼續混合10 min，再將混合物置于擠出機中熔融擠出，得到導電塑料母料；

2）將導電塑料母料與PP、MLLDPE 和POE置于低速混料機混合均勻，再置于擠出機中熔融擠出造粒。

其中，步驟1）中，混合物熔融擠出時控制條件為：擠出溫度為210-230℃，轉速35HZ；

步驟2）中，熔融擠出造粒時控制條件為：擠出溫度為200℃-220℃，轉速35HZ。

實施例2

一種高強度導電PP/MLLDPE 扁絲用塑料，包括以下重量百分比的組分：62%導電塑料母粒，20%MLLDPE，13%PP 和5%POE。

其中，所述導電塑料母粒包括以下重量百分比的組分：40%導電添加劑，52%PP，1%抗氧劑，3%加工助劑，2%分散劑和2%偶聯劑。

一種導電PP/MLLDPE 扁絲用塑料的制備方法，包括以下步驟：

1）按比例將導電添加劑、加工助劑、分散劑、偶聯劑高速混料機中充分混合8 min，再加入PP、抗氧劑繼續混合12 min，再將混合物置于擠出機中熔融擠出，得到導電塑料母料；

2）將導電塑料母料與PP、MLLDPE 和POE置于低速混料機混合均勻，再置于擠出機中熔融擠出造粒。

其中，步驟1）中，混合物熔融擠出時控制條件為：擠出溫度為210-230℃，轉速35HZ；

步驟2）中，熔融擠出造粒時控制條件為：擠出溫度為200℃-220℃，轉速35HZ。

實施例3

一種高強度導電PP/MLLDPE 扁絲用塑料，包括以下重量百分比的組分：50%導電塑料母粒，20%MLLDPE，25%PP 和5%POE。

其中，所述導電塑料母粒包括以下重量百分比的組分：34%導電添加劑，58%PP，1%抗氧劑，3%加工助劑，2%分散劑和2%偶聯劑。

一種導電PP/MLLDPE 扁絲用塑料的制備方法，包括以下步驟：

1）將碳納米管用研磨分散機進行研磨分散；

2）按比例將導電添加劑、加工助劑、分散劑、偶聯劑高速混料機中充分混合10 min，再加入PP、抗氧劑繼續混合12 min，再將混合物置于擠出機中熔融擠出，得到導電塑料母料；

3）將導電塑料母料與PP、MLLDPE 和POE置于低速混料機混合均勻，再置于擠出機中熔融擠出造粒。

其中，步驟1）中，混合物熔融擠出時控制條件為：擠出溫度為210-230℃，轉速35HZ；

步驟2）中，熔融擠出造粒時控制條件為：擠出溫度為200℃-220℃，轉速35HZ。

實施例4

一種高強度導電PP/MLLDPE 扁絲用塑料，包括以下重量百分比的組分：50%導電塑料母粒，25%MLLDPE，20%PP 和5%POE。

其中，所述導電塑料母粒包括以下重量百分比的組分：20%導電添加劑，72%PP，1%抗氧劑，3%加工助劑（1.5% PP 蠟、1.5%PE 蠟），2%分散劑和2%偶聯劑。

一種導電PP/MLLDPE 扁絲用塑料的制備方法，包括以下步驟：

四旋翼飛行系統作為一種欠輸入系統，其在四個輸入力的作用下可以產生垂直運動、俯仰運動、滾轉運動、偏航運動、前后運動、側向運動這六種輸出狀態[16]。其飛行動作皆可通過控制電機轉速來實現，本文著重介紹垂直運動、俯仰運動、偏航運動。

1）將碳納米管用研磨分散機進行研磨分散；

2）按比例將導電添加劑、加工助劑、分散劑、偶聯劑高速混料機中充分混合10 min，再加入PP、抗氧劑繼續混合15 min，再將混合物置于擠出機中熔融擠出，得到導電塑料母料；

3）將導電塑料母料與PP、MLLDPE 和POE置于低速混料機混合均勻，再置于擠出機中熔融擠出造粒。

其中，步驟1）中，擠出溫度為210-230℃，轉速35HZ；

步驟2）中，熔融擠出造粒時控制條件為：擠出溫度為200℃-220℃，轉速35HZ。

對比例1

一種高強度導電PP/LLDPE 扁絲用塑料，包括以下重量百分比的組分：70%導電塑料母粒，20%LLDPE，5%PP 和5%POE。

其中，所述導電塑料母粒包括以下重量百分比的組分：40%導電添加劑，52%PP，1%抗氧劑，3%加工助劑，2%分散劑和2%偶聯劑。

1）按比例將導電添加劑、加工助劑、分散劑、偶聯劑高速混料機中充分混合10 min，再加入PP、抗氧劑繼續混合12 min，再將混合物置于擠出機中熔融擠出，得到導電塑料母料；

2）將導電塑料母料與PP、LLDPE 和POE置于低速混料機混合均勻，再置于擠出機中熔融擠出造粒。

其中，步驟1）中，擠出溫度為210-230℃，轉速35HZ；

步驟2）中，熔融擠出造粒時控制條件為：擠出溫度為200℃-220℃，轉速35HZ。

對比例2

一種高強度導電PP 扁絲用塑料，包括以下重量百分比的組分：70%導電塑料母粒和30%PP。

其中，所述導電塑料母粒包括以下重量百分比的組分：40%導電添加劑，52%PP，1%抗氧劑，3%加工助劑，2%分散劑和2%偶聯劑。

一種導電PP 扁絲用塑料的制備方法，包括以下步驟：

1）按比例將導電添加劑、加工助劑、分散劑、偶聯劑高速混料機中充分混合10 min，再加入PP、抗氧劑繼續混合12 min，再將混合物置于擠出機中熔融擠出，得到導電塑料母料；

2）將導電塑料母料與PP 置于低速混料機混合均勻，再置于擠出機中熔融擠出造粒。

其中，步驟1）中，擠出溫度為210-230℃，轉速35HZ；

步驟2）中，熔融擠出造粒時控制條件為：擠出溫度為200℃-220℃，轉速35HZ。

對比例3

一種高強度導電PE 扁絲用塑料，包括以下重量百分比的組分：70%導電塑料母粒和30%PE。

其中，所述導電塑料母粒包括以下重量百分比的組分：40%導電添加劑，52%PP，1%抗氧劑，3%加工助劑，2%分散劑和2%偶聯劑。

一種導電PE 扁絲用塑料的制備方法，包括以下步驟：

1）按比例將導電添加劑、加工助劑、分散劑、偶聯劑高速混料機中充分混合10 min，再加入PP、抗氧劑繼續混合12 min，再將混合物置于擠出機中熔融擠出，得到導電塑料母料；

2）將導電塑料母料與PE 置于低速混料機混合均勻，再置于擠出機中熔融擠出造粒。

其中，擠出溫度為210-230℃，轉速35HZ；

步驟2）中，熔融擠出造粒時控制條件為：擠出溫度為200℃-220℃，轉速35HZ。

將實施例1-4 制備的得到的塑料粒子，通過單螺桿扁絲擠出機拉成扁絲，在扁絲拉力機測試性能，所得數據如下表所示。

實施例1-4 和對比例1-3 制備的塑料粒子的性能檢測結果表

本技術專利信息：

申請號：CN201810367896.5

申請日：20180423

公開（公告）號：CN108586926B

公開（公告）日：20201117

IPC 分類號：C08L23/12；C08L23/08；C08K3/04；C08J3/22