【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于聚丙烯组合物的，尤其涉及一种阻燃抗静电的聚丙烯组合物及其制备方法。
技术介绍
1、聚丙烯具有重量轻、耐化学品、耐腐蚀等优点，广泛用于工业制品，例如，可用于制备煤矿井下制品。聚丙烯管材具有较高的耐热性、良好的耐化学腐蚀性、较好的刚性，但是其耐寒性差以及低温冲击强度低。根据国家煤炭行业标准mt-113《煤矿井下用聚合物制品阻燃抗静电性-通用试验方法和判定规则》，煤矿井下用聚合物材料(包括聚丙烯材料)，需要同时具有较高的阻燃性和抗静电性。因此，需要对聚丙烯进行功能化改性。
2、作为抗静电剂的石墨烯，由于其具有很大的比表面积和高的表面活性，将其加入聚丙烯基体中时很容易在加工的过程发生团聚，形成层与层之间堆积的情况，造成复合材料性能下降。然而，为了改善聚合物材料的抗静电性，往往在聚合物基体中添加大量的石墨烯才能到达抗静电要求，而大量石墨烯的加入则在导致聚合物材料力学性能劣化的同时还会导致原料配方成本显著增加。
3、例如，专利文件cn 105273309a公开了以聚丙烯为基体、通过添加石墨烯微片作为抗静电剂以及添加膨胀石墨粉作为阻燃剂，制得阻燃抗静电聚丙烯。专利文件cn103387712a公开了以聚丙烯为基体、三聚氰胺聚磷酸盐(mpp)、季戊四醇(per)按3:1配比作为膨胀型阻燃剂以及石墨烯为掺杂磷元素的改性石墨烯即作为阻燃协效剂也是抗静电剂，制得无卤阻燃抗静电聚丙烯，其常温缺口冲击强度在5kj/m2左右。专利文件cn103012953a公开了以聚丙烯为基材、通过添加膨胀型阻燃剂三聚氰胺、聚磷酸、季戊
4、而加入大量的阻燃剂和抗静电剂会使聚丙烯管材料的耐低温性能进一步变差，无法满足冬季矿用管道要求。由于煤矿大部分处在山西、陕西、内蒙古、宁夏、甘肃等西北地区，冬季比较寒冷，聚丙烯的低温脆性则限制了在寒冷地区的使用，难以满足对制品的机械性能要求。
5、鉴于此，如何能够在使聚丙烯管材具备抗静电性能的同时还具有良好的力学性能，尤其是低温抗冲击韧性，就成为值得进一步研究的方向。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，针对现有技术中聚丙烯管材存在的问题，提供一种阻燃抗静电的聚丙烯组合物及其制备方法，该聚丙烯组合物能够兼顾阻燃、抗静电和力学性能的有效平衡，即同时满足矿用聚合物材料阻燃和抗静电要求，并且其具有优异的常温/低温韧性和拉伸性能。
2、为了能够实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、在第一个方面，提供一种阻燃抗静电的聚丙烯组合物，该组合物包括丙烯基聚合物、阻燃剂、抗静电剂、增韧剂和阻燃协效剂；
4、以70重量份的丙烯基聚合物为基准计，
5、所述阻燃剂的含量为1～20重量份(例如，2重量份、4重量份、5重量份、6重量份、8重量份、10重量份、15重量份、18重量份)，
6、所述抗静电剂的含量为1～10重量份(例如，2重量份、4重量份、5重量份、6重量份、8重量份、9重量份)，
7、所述增韧剂的含量为1～20重量份(例如，2重量份、4重量份、5重量份、8重量份、10重量份、15重量份、18重量份)，
8、所述阻燃协效剂的含量为1～6重量份(例如，2重量份、3重量份、4重量份、5重量份)；
9、其中，所述抗静电剂为经表面活性剂改性后的改性石墨烯。
10、根据本专利技术提供的聚丙烯组合物，一些实施方案中，所述改性石墨烯的改性步骤为：
11、将表面改性剂与水混合配制成表面改性剂溶液，再将石墨烯粉末用高速搅拌机进行搅拌，并将配制的表面改性剂溶液均匀的喷洒到石墨烯表面；然后将喷洒有表面改性剂溶液的石墨烯粉末烘干，制得改性石墨烯。
12、一些实施方案中，所述改性步骤中，所述表面改性剂为十二烷基苯磺酸钠和/或四亚乙基五胺，优选为十二烷基苯磺酸钠和四亚乙基五胺的复配混合物。
13、一些实施方案中，所述复配混合物中，十二烷基苯磺酸钠和四亚乙基五胺的重量比为1:10至10:1(例如，1:8、1:6、1:4、1:2、1:1、2:1、4:1、6:1、8:1)。
14、一些实施方案中，所述表面改性剂溶液中，表面改性剂与水的重量比为2:3(或40:60)。
15、一些实施方案中，所述表面改性剂溶液与石墨烯的重量比1:20。
16、一些实施方案中，所述烘干的工艺条件包括：干燥温度为100-150℃(入110℃、120℃、130℃、140℃)，烘干时间为0.5-2小时(例如，1小时、1.5小时)。在烘干过程中，十二烷基苯磺酸钠与石墨烯表面的羟基进行反应，四亚乙基五胺与石墨烯表面的羧基进行反应，制得表面活化的改性石墨烯。
17、一些实施方案中，所述丙烯基聚合物为丙烯均聚物和丙烯嵌段共聚物的共混物，且丙烯均聚物与丙烯嵌段共聚物的共混重量比为1:6至1:1(例如，1:5、1:4、1:3、1:2)。
18、一些实施方案中，所述丙烯均聚物在230℃和2.16kg下的熔融指数为0.1-20g/10min(例如，0.2g/10min、0.8g/10min、1g/10min、2g/10min、4g/10min、8g/10min、12g/10min、15g/10min)，优选为0.1-10g/10min。
19、所述丙烯嵌段共聚物为丙烯与共聚单体形成的共聚物，所述共聚单体可以为各种可聚合单体，例如可以为乙烯和/或至少一种c4-c12的α-烯烃。所述c4-c12的α-烯烃的实例包括但不限于丁烯、戊烯、己烯、庚烯、辛烯、壬烯和癸烯。
20、一些实施方案中，所述丙烯嵌段共聚物在230℃和2.16kg下的熔融指数为0.1-20g/10min(例如，0.2g/10min、0.8g/10min、1g/10min、2g/10min、4g/10min、8g/10min、12g/10min、15g/10min)，优选为0.1-10g/10min。
21、所述阻燃剂可以为常规的各种阻燃剂，例如可以为有机芳香族溴化化合物(例如溴化的苯、联苯、苯酚、联苯酚、二苯醚、芳香族羧酸或多酸、芳香族酸酐、芳香族酰胺或酰亚胺)，有机环脂族溴化化合物或多环脂族溴化化合物、有机脂肪族溴化化合物。根据本专利技术提供的聚丙烯组合物，一些实施方案中，所述阻燃剂为芳香族溴化化合物、环脂族溴化化合物和脂肪族溴化化合物中的一种或多种。考虑到环境影响、毒性、稳定性等因素，优选十溴二苯乙烷作为阻燃剂。
22、一些实施方案中，所述阻燃协效剂为三氧化二锑。
23、一些实施方案中，所述增韧剂选自聚乙烯、乙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、乙烯-甲基戊烯共聚物、乙烯-庚烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-乙烯基环己烷共聚物、乙烯-环烯烃共聚物、c4～c12的α-烯烃的均聚物、乙烯与c4～c12的α-烯烃的共聚物、乙烯-丙烯橡胶、乙烯-丙烯-二烯烃三元共聚物、乙本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种阻燃抗静电的聚丙烯组合物，其特征在于，该组合物包括丙烯基聚合物、阻燃剂、抗静电剂、增韧剂和阻燃协效剂；
2.根据权利要求1所述的聚丙烯组合物，其特征在于，所述改性石墨烯的改性步骤为：
3.根据权利要求1或2所述的聚丙烯组合物，其特征在于，所述表面改性剂为十二烷基苯磺酸钠和/或四亚乙基五胺，优选为十二烷基苯磺酸钠和四亚乙基五胺的复配混合物；
4.根据权利要求2所述的聚丙烯组合物，其特征在于，所述表面改性剂溶液中，表面改性剂与水的重量比为2:3；和/或
5.根据权利要求2所述的聚丙烯组合物，其特征在于，所述烘干的工艺条件包括：干燥温度为100-150℃，烘干时间为0.5-2小时。
6.根据权利要求1所述的聚丙烯组合物，其特征在于，所述丙烯基聚合物为丙烯均聚物和丙烯嵌段共聚物的共混物，且丙烯均聚物与丙烯嵌段共聚物的共混重量比为1:6至1:1；
7.根据权利要求1所述的聚丙烯组合物，其特征在于，所述阻燃剂为芳香族溴化化合物、环脂族溴化化合物和脂肪族溴化化合物中的一种或多种；和/或
8.根据权利要求
9.根据权利要求1-8中任一项所述的聚丙烯组合物，其特征在于，所述聚丙烯组合物还包括其他助剂；所述其他助剂选自抗氧化剂、偶联剂、抗光老化剂、热稳定剂、抗滴落剂、流变性添加剂、脱模剂、抗粘连/润滑剂和成核剂中的至少一种。
10.如权利要求1-9中任一项所述的聚丙烯组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种阻燃抗静电的聚丙烯组合物，其特征在于，该组合物包括丙烯基聚合物、阻燃剂、抗静电剂、增韧剂和阻燃协效剂；
2.根据权利要求1所述的聚丙烯组合物，其特征在于，所述改性石墨烯的改性步骤为：
3.根据权利要求1或2所述的聚丙烯组合物，其特征在于，所述表面改性剂为十二烷基苯磺酸钠和/或四亚乙基五胺，优选为十二烷基苯磺酸钠和四亚乙基五胺的复配混合物；
4.根据权利要求2所述的聚丙烯组合物，其特征在于，所述表面改性剂溶液中，表面改性剂与水的重量比为2:3；和/或
5.根据权利要求2所述的聚丙烯组合物，其特征在于，所述烘干的工艺条件包括：干燥温度为100-150℃，烘干时间为0.5-2小时。
6.根据权利要求1所述的聚丙烯组合物，其特征在于，所述丙烯基聚合物为丙烯均聚物和丙烯嵌段共聚物的共混物，且丙烯均聚物与丙烯嵌段共聚物的共混重量比为1:6至1:1；
7.根据权利要求1所述的聚丙烯组合物，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：张寅灵，刘国刚，吴福梅，梁文斌，于芳，张志成，
申请(专利权)人：国家能源投资集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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