一种聚四氟乙烯制品及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗静电聚四氟乙烯制品及其制备方法，取聚四氟乙烯粉料 100 份，抗静电剂 1～20 份；所述抗静电剂为本征导电聚合物材料或者其与炭黑、石墨、导电的金属粉末组成的复合抗静电剂，本征导电聚合物在复合抗静电剂中所占重量比大于1%。改性后的聚四氟乙烯制品具有明显的抗静电性，且机械强度好、颜色不会变深、性质温和，应用领域更为广泛。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高分子化学领域，具体涉及一种抗静电的聚四氟乙烯制品及其制备方法。
技术介绍
聚四氟乙烯（以下简称为PTFE）是四氟乙烯经共聚得到的全氟共聚物，其分子链为-[CF2-CF2]-, 聚四氟乙烯的分子量高、结晶度较高、分子链中无支链、碳氟原子排列非常紧密并且其原子链呈Z型扭曲、氟原子可以对主链起到屏蔽作用、碳氟键化学键能高，由于它的特殊结构和性质，聚四氟乙烯的疏水性、疏油性、耐火性、耐化学腐蚀性、耐候性、介电性都非常好，且具有较低的摩擦系数。因此，其在电子、化工、机械、航空等领域有广泛的应用，常被用作自润滑部件、耐腐蚀耐温衬底材料、包装材料、防粘涂层等。由于聚四氟乙烯材料优异的电绝缘性，不导电，所以当受到外部摩擦时很容易带电而产生静电，静电达到一定程度时，会引起电火花甚至引起爆炸或燃烧。另外，塑料带静电容易使其表面吸附尘埃等，极容易污染。为了防止这些不良的产生，有必要对生产制造的聚四氟乙烯制品进行抗静电处理，使得导电粒子间形成导电通路，传递逸散积聚的静电荷。制品抗静电改性的方式包括表面涂覆或内添加共混改性处理。相比于表面涂覆改性抗静电的技术，内添加共混改性型抗静电剂具有长期的抗静电保护作用。无机填料由于其来源广泛，成本低，使用简单，是目前制备共混防静电产品的首选材料，比如加入石墨、炭黑、炭纤维等填料。其缺点是制品的颜色较深，并且由于无机填料电导率较低，与有机塑料基体的相容性往往较差，要获得较低的表面电阻率，无机填料的含量往往很高。过高的无机填料含量往往会导致制品材料模量、机械强度等性能的下降，对于材料性能影响较大，限制了应用范围。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本专利技术提供一种抗静电聚四氟乙烯制品及其制备方法，该方法操作简便，易于大规模生产，且用该方法获得的聚四氟乙烯制品具有很好的抗静电性能与力学性能，色泽适中。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种聚四氟乙烯制品，其特征在于，主要由以下重量份的原料制成：聚四氟乙烯粉料 100 份，抗静电剂 1～20 份；所述抗静电剂为本征导电聚合物材料或者其与炭黑、石墨、导电的金属粉末组成的复合抗静电剂，本征导电聚合物在复合抗静电剂中所占重量比大于1%。优选的，所述的抗静电剂为2~10份；更优选的，所述的抗静电剂为10份。优选的，所述的本征导电聚合物包括聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺及其衍生物；进一步优选的，所述的聚噻吩衍生物包括聚 3,4-乙烯基二氧噻吩，烷基取代聚 3,4-乙烯基二氧噻吩，聚烷氧基噻吩、聚烷基噻吩；进一步优选的，所述的聚吡咯衍生物包括聚烷基吡咯，N-甲基吡咯-吡咯共聚物；进一步优选的，所述的聚苯胺衍生物包括聚烷氧基苯胺、聚烷基苯胺、聚卤代苯胺。优选的，所述的聚四氟乙烯制品的电导率范围在1 S/cm～1000 S/cm之间。优选的，所述的本征导电聚合物材料是固体粒料，粒径为10 nm～10 μ m。本专利技术还提供了一种聚四氟乙烯制品的制备方法，其特征在于，取聚四氟乙烯粉料 100 份放入容器中，缓慢加入抗静电剂分散液1～ 20 份，混合均匀，然后将混合均匀的混合液经过烘干、研磨处理后，得到经抗静电改性处理的聚四氟乙烯粉料；所述抗静电剂为本征导电聚合物材料或者其与炭黑、石墨、导电的金属粉末组成的复合抗静电剂，本征导电聚合物在复合抗静电剂中所占重量比大于1%；所述的抗静电剂分散液是由复合抗静电剂本征导电聚合物分散在水或有机溶剂中形成的。优选的，所述的本征导电聚合物包括聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺及其衍生物；进一步优选的，所述的聚噻吩衍生物包括聚 3,4-乙烯基二氧噻吩，烷基取代聚 3,4-乙烯基二氧噻吩，聚烷氧基噻吩、聚烷基噻吩；进一步优选的，所述的聚吡咯衍生物包括聚烷基吡咯，N-甲基吡咯-吡咯共聚物；进一步优选的，所述的聚苯胺衍生物包括聚烷氧基苯胺、聚烷基苯胺、聚卤代苯胺。优选的，所述的本征导电聚合物材料是固体粒料，粒径为10 nm～10 μ m。优选的，所述的有机溶剂为粒径为醇、醚、氯仿或四氢呋喃。优选的，所述的混合过程中，辅助高速剪切、雾化或者超声等形式来提高聚四氟乙烯粉料与抗静电剂的共混效果。进一步优选的，所述的高速剪切是指，先以500~2000rpm的转速进行第一次剪切 10~30min；然后以5000~10000rpm的转速进行第二次剪切10～30min。更优选的，所述的第一次剪切的转速为1000rpm，时间为20min；第二次剪切的转速为7000rpm，时间为20min。另外，本专利技术还提供如上述制备方法制备而成的一种聚四氟乙烯制品，其特征在于，主要由以下重量份的原料制成：聚四氟乙烯粉料 100 份，抗静电剂 1～20 份；所述抗静电剂为本征导电聚合物材料或者其与炭黑、石墨、导电的金属粉末组成的复合抗静电剂，本征导电聚合物在复合抗静电剂中所占重量比大于1%。优选的，所述的聚四氟乙烯制品的电导率范围在1 S/cm～1000 S/cm之间。优选的，所述的抗静电剂为2~10份；优选的，所述的抗静电剂为10份。有益效果本征态导电聚合物抗静电剂是近年来研究开发的一类新型抗静电剂，本征态导电聚合物材料是一类聚合物主链上含有交替的单键和双键，形成了大的共轭π体系，π电子的流动产生了导电。2000年诺贝尔化学奖授予在此领域做出突出贡献的3位科学家。近年来，该学科也得到了较为快速的发展，有机导电聚合物材料电导率可达 1000 S/cm 的范围。无机导电填料石墨，炭黑等的电导率一般在 10 S/cm 或者更低，因而具有较明显的提高。较少的添加量可以起到很好的抗静电添加效果，并且对于基体聚四氟乙烯材料性能的影响也会相应减小。有机的导电聚合物填料相比于无机导电颗粒，与塑料基体有更好的相容性，性能更加优异。另外，无机导电填料的颜色较深，改性后的制品受其影响较大。本征态导电聚合物的颜色较为温和，使得改性后的制品具有更为广泛的应用领域。具体实施方式实施例1：100g 悬浮聚四氟乙烯粉料放入大烧杯中，缓慢加入导电聚合物分散液 300g（聚3，4乙烯基二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸, 3.0wt%，电导率 120 S/cm）。混合液做剪切处理来提高混合效果，先是1000rpm 下剪切 20min， 接着在高速条件下剪切， 7000rpm， 30min。处理后的混合液经过烘干，研磨处理后得到导电聚合物抗静电改性处理的聚四氟乙烯粉料。实施例2：120g 悬浮聚四氟乙烯粉料放入大烧杯中，缓慢加入导电聚合物分散液 500g（聚噻吩, 2.5wt%，电导率 100 S/cm）。混合液做剪切处理来提高混合效果，先是500rpm 下剪切 25min， 接着在7000rpm条件下剪切，30min。处理后的混合液经过烘干，研磨处理后得到导电聚合物抗静电改性处理的聚四氟乙烯粉料。实施例3：80g 悬浮聚四氟乙烯粉料放入大烧杯中，缓慢加入导电聚合物分散液 220g（聚吡咯, 3wt%，电导率 150 S/cm）。混合液做剪切处理来提高混合效果，先是1000rpm 下剪切 20min，接着在8000rpm条件下剪切，10min。处理后的混合液经过烘干，研磨处理后得到导电聚合物抗静电改性处理的聚四氟乙烯粉料。上述实施例只是为了说明本专利技术的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚四氟乙烯制品，其特征在于，主要由以下重量份的原料制成：聚四氟乙烯粉料 100 份，抗静电剂 1～20 份；所述抗静电剂为本征导电聚合物材料或者其与炭黑、石墨、导电的金属粉末组成的复合抗静电剂，本征导电聚合物在复合抗静电剂中所占重量比大于1%。

【技术特征摘要】
1.一种聚四氟乙烯制品，其特征在于，主要由以下重量份的原料制成：聚四氟乙烯粉料 100 份，抗静电剂 1～20 份；所述抗静电剂为本征导电聚合物材料或者其与炭黑、石墨、导电的金属粉末组成的复合抗静电剂，本征导电聚合物在复合抗静电剂中所占重量比大于1%。2.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯制品，其特征在于，所述的聚四氟乙烯制品的电导率范围在1 S/cm～1000 S/cm之间。3.根据权利要求1或2所述的聚四氟乙烯制品，其特征在于，所述的抗静电剂为2~10份；优选的，所述的抗静电剂为10份。4.根据权利要求1或2所述的聚四氟乙烯制品，其特征在于，所述的本征导电聚合物是固体粒料，粒径为10 nm～10 μ m,包括聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺及其衍生物；优选的，所述的聚噻吩衍生物包括聚 3,4-乙烯基二氧噻吩，烷基取代聚 3,4-乙烯基二氧噻吩，聚烷氧基噻吩、聚烷基噻吩；优选的，所述的聚吡咯衍生物包括聚烷基吡咯，N-甲基吡咯-吡咯共聚物；优选的，所述的聚苯胺衍生物包括聚烷氧基苯胺、聚烷基苯胺、聚卤代苯胺。5.一种聚四氟乙烯制品的制备方法，其特征在于，取聚四氟乙烯粉料 100 份放入容器中，缓慢加入抗静电剂分散液1～ 20 份，混合均匀，然后将混合均匀的混合液经过烘干、研磨处理后，得到经抗静电改性处理的聚四氟乙烯粉料；所述抗静电剂为本征导电聚合物材料或者其与炭黑、石墨、导电的金属粉末组成的复合抗静电剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐晓东，张雯君，程文峰，任春和，颜廷帅，
申请(专利权)人：贝利化学张家港有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32