一种高强度导电PP/MLLDPE 扁丝用塑料及其制备方法

王仁龙 整理

一、概述

导电PP 扁丝主要用于Type-C 型集装袋上，其作用是传导静电，以防编织袋运输过程中累积静电过多而导致爆炸，C 型集装袋在技术指标上对导电值要求为106Ω 以下，旦数≤1400d（旦尼尔）。

目前，在国内市场上，导电PP 扁丝的基本结构为：PP/PE+导电炭黑+助剂，但此类产品拉伸力学性能差，其拉伸强度约为2 g/d，伸长率为30%左右，旦数为1300 d 左右，尚未达到高强度扁丝的要求，在编织高强度C 型集装袋过程中容易断丝，难于加工，不仅大大影响生产，还造成了资源浪，因此，目前市场上的导电PP 扁丝已经不能满足高强度扁丝的要求，不能满足生产的需要。

本文介绍了一种导电性能好、拉伸性能优异，适用于高强度Type-C 型集装袋编织的高强度导电PP/MLLDPE 塑料，该高强度导电PP/MLLDPE扁丝用塑料拉成扁丝后性能大大提高，单根扁丝导电值为105Ω，拉伸强度≥4.5 g/d，伸长率≥50%，旦数为1000-1100 d。

二、技术方案

一种高强度导电PP/MLLDPE 扁丝用塑料，包括以下重量百分比的组分：导电塑料母粒50%-70%；MLLDPE 15%-25%；PP 5%-25%；POE 3%-5%。

所述导电塑料母粒包括以下重量百分比的组分：导电添加剂20%-40%；PP 50%-74%；抗氧剂1-2%；加工助剂3-4%；分散剂1-2%；偶联剂1-2%。PP 为拉丝级PP。

本技术的塑料基体采用MLLDPE、PP 和POE进行复配，能实现更好的拉伸强度。

如果采用的塑料基体是PE 和PVC 是实现不了这种目的的，如果塑料基体是PE，其强度达不到扁丝要求，PVC 是极性聚合物，需添加更多的导电添加剂才能达到所需的导电值，这会大大的影响扁丝的力学性能。

本技术中的导电扁丝基体主要是PP，PP 比PE 具有更好的拉伸强度，能达到导电扁丝一定强度的要求，但PP 熔体强度和延伸率相对较差，加入导电添加剂后又具有一定的相应，如果扁丝基体全是PP 的话，在扁丝生产过程中容易断丝，加工困难，因此添加入适量的PE 共混，既能实现较好的熔体强度又不能大大降低其拉伸强度。

本技术具体选用的PE 是茂金属线型低密度聚乙烯（MLLDPE），与传统的LLDPE 相比具有更好的熔体强度和拉伸强度。

所述导电添加剂为导电炭黑和碳纳米管中的至少一种。本技术中的导电添加剂选用了卡博特导电炭黑CSX946 和金湖石油化学碳纳米管KNanos。

所述加工助剂为硬脂酸镁、硬脂酸钙、PP 蜡、PE 蜡和白油中的至少一种。

所述抗氧剂为1010、168、1076、242、626和1135 中的至少一种。本技术中的抗氧剂选用巴斯夫抗氧剂。

所述分散剂为三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、硅类扩散油、甲基戊醇、羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺、古尔胶和脂肪酸聚乙二醇酯中一种。

所述偶联剂为铝酸酯偶联剂、硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。

高强度导电PP/MLLDPE 扁丝用塑料拉成扁丝后，单根扁丝导电值为105Ω，拉伸强度≥4.5 g/d，伸长率≥50%，旦数为1000-1100 d。

本技术还介绍了高强度导电PP/MLLDPE 扁丝用塑料的制备方法，包括以下步骤：

1）按比例将导电添加剂、加工助剂、分散剂和偶联剂混合，再加入PP、抗氧剂继续混合，得到混合物，再将混合物熔融挤出，得到导电塑料母料；

2）将导电塑料母料与PP、MLLDPE 和POE混合，熔融挤出造粒，得到高强度导电 PP/MLLDPE 扁丝用塑料。

步骤1）中，将导电添加剂、加工助剂、分散剂和偶联剂在高速混料机中以 600-800 r/min的转速混合5-10 min；

步骤2）中，将塑料母料与PP、MLLDPE 和POE 在低速混料机中以200- 400 r/min 的转速混合10-15 min。

步骤1）中，混合物熔融挤出时控制条件为：挤出温度为210-230℃，转速35HZ；

步骤2）中，熔融挤出造粒时控制条件为：挤出温度为200℃-220℃，转速35HZ。

三、有益效果

本技术通过采用MLLDPE、PP 和POE 进行复配得到塑料基体，再与导电塑料母料挤出造粒，制备出一种导电性能好、拉伸性能优异，适用于高强度Type-C 型集装袋编织的高强度导电PP/MLLDPE 塑料，该高强度导电PP/MLLDPE 扁丝用塑料拉成扁丝后性能大大提高，单根扁丝导电值为104-105Ω，拉伸强度≥4.5 g/d，伸长率≥50%，旦数为1000-1100 d。

四、具体实施方式

实施例1

一种高强度导电PP/MLLDPE 扁丝用塑料，包括以下重量百分比的组分：70%导电塑料母粒，20%MLLDPE，5%PP 和5%POE。

其中，所述导电塑料母粒包括以下重量百分比的组分：40%导电添加剂，52%PP，1%抗氧剂，3%加工助剂，2%分散剂和2%偶联剂。

一种导电PP/MLLDPE 扁丝用塑料的制备方法，包括以下步骤：

1）按比例将导电添加剂、加工助剂、分散剂、偶联剂高速混料机中充分混合5 min，再加入PP、抗氧剂继续混合10 min，再将混合物置于挤出机中熔融挤出，得到导电塑料母料；

2）将导电塑料母料与PP、MLLDPE 和POE置于低速混料机混合均匀，再置于挤出机中熔融挤出造粒。

其中，步骤1）中，混合物熔融挤出时控制条件为：挤出温度为210-230℃，转速35HZ；

步骤2）中，熔融挤出造粒时控制条件为：挤出温度为200℃-220℃，转速35HZ。

实施例2

一种高强度导电PP/MLLDPE 扁丝用塑料，包括以下重量百分比的组分：62%导电塑料母粒，20%MLLDPE，13%PP 和5%POE。

其中，所述导电塑料母粒包括以下重量百分比的组分：40%导电添加剂，52%PP，1%抗氧剂，3%加工助剂，2%分散剂和2%偶联剂。

一种导电PP/MLLDPE 扁丝用塑料的制备方法，包括以下步骤：

1）按比例将导电添加剂、加工助剂、分散剂、偶联剂高速混料机中充分混合8 min，再加入PP、抗氧剂继续混合12 min，再将混合物置于挤出机中熔融挤出，得到导电塑料母料；

2）将导电塑料母料与PP、MLLDPE 和POE置于低速混料机混合均匀，再置于挤出机中熔融挤出造粒。

其中，步骤1）中，混合物熔融挤出时控制条件为：挤出温度为210-230℃，转速35HZ；

步骤2）中，熔融挤出造粒时控制条件为：挤出温度为200℃-220℃，转速35HZ。

实施例3

一种高强度导电PP/MLLDPE 扁丝用塑料，包括以下重量百分比的组分：50%导电塑料母粒，20%MLLDPE，25%PP 和5%POE。

其中，所述导电塑料母粒包括以下重量百分比的组分：34%导电添加剂，58%PP，1%抗氧剂，3%加工助剂，2%分散剂和2%偶联剂。

一种导电PP/MLLDPE 扁丝用塑料的制备方法，包括以下步骤：

1）将碳纳米管用研磨分散机进行研磨分散；

2）按比例将导电添加剂、加工助剂、分散剂、偶联剂高速混料机中充分混合10 min，再加入PP、抗氧剂继续混合12 min，再将混合物置于挤出机中熔融挤出，得到导电塑料母料；

3）将导电塑料母料与PP、MLLDPE 和POE置于低速混料机混合均匀，再置于挤出机中熔融挤出造粒。

其中，步骤1）中，混合物熔融挤出时控制条件为：挤出温度为210-230℃，转速35HZ；

步骤2）中，熔融挤出造粒时控制条件为：挤出温度为200℃-220℃，转速35HZ。

实施例4

一种高强度导电PP/MLLDPE 扁丝用塑料，包括以下重量百分比的组分：50%导电塑料母粒，25%MLLDPE，20%PP 和5%POE。

其中，所述导电塑料母粒包括以下重量百分比的组分：20%导电添加剂，72%PP，1%抗氧剂，3%加工助剂（1.5% PP 蜡、1.5%PE 蜡），2%分散剂和2%偶联剂。

一种导电PP/MLLDPE 扁丝用塑料的制备方法，包括以下步骤：

四旋翼飞行系统作为一种欠输入系统，其在四个输入力的作用下可以产生垂直运动、俯仰运动、滚转运动、偏航运动、前后运动、侧向运动这六种输出状态[16]。其飞行动作皆可通过控制电机转速来实现，本文着重介绍垂直运动、俯仰运动、偏航运动。

1）将碳纳米管用研磨分散机进行研磨分散；

2）按比例将导电添加剂、加工助剂、分散剂、偶联剂高速混料机中充分混合10 min，再加入PP、抗氧剂继续混合15 min，再将混合物置于挤出机中熔融挤出，得到导电塑料母料；

3）将导电塑料母料与PP、MLLDPE 和POE置于低速混料机混合均匀，再置于挤出机中熔融挤出造粒。

其中，步骤1）中，挤出温度为210-230℃，转速35HZ；

步骤2）中，熔融挤出造粒时控制条件为：挤出温度为200℃-220℃，转速35HZ。

对比例1

一种高强度导电PP/LLDPE 扁丝用塑料，包括以下重量百分比的组分：70%导电塑料母粒，20%LLDPE，5%PP 和5%POE。

其中，所述导电塑料母粒包括以下重量百分比的组分：40%导电添加剂，52%PP，1%抗氧剂，3%加工助剂，2%分散剂和2%偶联剂。

1）按比例将导电添加剂、加工助剂、分散剂、偶联剂高速混料机中充分混合10 min，再加入PP、抗氧剂继续混合12 min，再将混合物置于挤出机中熔融挤出，得到导电塑料母料；

2）将导电塑料母料与PP、LLDPE 和POE置于低速混料机混合均匀，再置于挤出机中熔融挤出造粒。

其中，步骤1）中，挤出温度为210-230℃，转速35HZ；

步骤2）中，熔融挤出造粒时控制条件为：挤出温度为200℃-220℃，转速35HZ。

对比例2

一种高强度导电PP 扁丝用塑料，包括以下重量百分比的组分：70%导电塑料母粒和30%PP。

其中，所述导电塑料母粒包括以下重量百分比的组分：40%导电添加剂，52%PP，1%抗氧剂，3%加工助剂，2%分散剂和2%偶联剂。

一种导电PP 扁丝用塑料的制备方法，包括以下步骤：

1）按比例将导电添加剂、加工助剂、分散剂、偶联剂高速混料机中充分混合10 min，再加入PP、抗氧剂继续混合12 min，再将混合物置于挤出机中熔融挤出，得到导电塑料母料；

2）将导电塑料母料与PP 置于低速混料机混合均匀，再置于挤出机中熔融挤出造粒。

其中，步骤1）中，挤出温度为210-230℃，转速35HZ；

步骤2）中，熔融挤出造粒时控制条件为：挤出温度为200℃-220℃，转速35HZ。

对比例3

一种高强度导电PE 扁丝用塑料，包括以下重量百分比的组分：70%导电塑料母粒和30%PE。

其中，所述导电塑料母粒包括以下重量百分比的组分：40%导电添加剂，52%PP，1%抗氧剂，3%加工助剂，2%分散剂和2%偶联剂。

一种导电PE 扁丝用塑料的制备方法，包括以下步骤：

1）按比例将导电添加剂、加工助剂、分散剂、偶联剂高速混料机中充分混合10 min，再加入PP、抗氧剂继续混合12 min，再将混合物置于挤出机中熔融挤出，得到导电塑料母料；

2）将导电塑料母料与PE 置于低速混料机混合均匀，再置于挤出机中熔融挤出造粒。

其中，挤出温度为210-230℃，转速35HZ；

步骤2）中，熔融挤出造粒时控制条件为：挤出温度为200℃-220℃，转速35HZ。

将实施例1-4 制备的得到的塑料粒子，通过单螺杆扁丝挤出机拉成扁丝，在扁丝拉力机测试性能，所得数据如下表所示。

实施例1-4 和对比例1-3 制备的塑料粒子的性能检测结果表

本技术专利信息：

申请号：CN201810367896.5

申请日：20180423

公开（公告）号：CN108586926B

公开（公告）日：20201117

IPC 分类号：C08L23/12；C08L23/08；C08K3/04；C08J3/22