一种防爆抗静电塑料桶及其制备工艺
阅读说明：本技术 一种防爆抗静电塑料桶及其制备工艺 (Explosion-proof antistatic plastic barrel and preparation process thereof ) 是由 陆新华 于 2021-10-09 设计创作，主要内容包括：本发明涉及塑料桶技术领域,且公开了一种防爆抗静电塑料桶及其制备工艺,包括以下重量份数配比的原料：聚乙烯树脂100-120份、酯基季铵盐20-30份、纳米氧化锌10-20份、纤维填料10-30份、抗静电填料10-20份、氨水20-30份、分散剂1-5份、阻燃剂3-5份、消泡剂1-3份、交联剂2-4份、增塑剂1-3份和助剂3-9份。该防爆抗静电塑料桶及其制备工艺,抗氧剂与阻燃剂将材料与外界空气和热源隔绝,降低了导热系数,进一步提高了保温性能,以减小外界温度对桶内物料的影响,生产时加入纳米氧化锌,增大了树脂的导电性,能够加速静电荷的释放与泄露,提高了塑料桶的抗静电,同时还有抗菌的效果,可有效的延长塑料桶内存放物品的使用寿命。(The invention relates to the technical field of plastic barrels, and discloses an explosion-proof antistatic plastic barrel and a preparation process thereof, wherein the explosion-proof antistatic plastic barrel comprises the following raw materials in parts by weight: 100-120 parts of polyethylene resin, 20-30 parts of esterquat, 10-20 parts of nano zinc oxide, 10-30 parts of fiber filler, 10-20 parts of antistatic filler, 20-30 parts of ammonia water, 1-5 parts of dispersant, 3-5 parts of flame retardant, 1-3 parts of defoaming agent, 2-4 parts of cross-linking agent, 1-3 parts of plasticizer and 3-9 parts of auxiliary agent. According to the explosion-proof antistatic plastic barrel and the preparation process thereof, the antioxidant and the flame retardant isolate the material from the outside air and a heat source, the heat conductivity coefficient is reduced, the heat insulation performance is further improved, so that the influence of the outside temperature on the material in the barrel is reduced, the nano zinc oxide is added during production, the conductivity of resin is increased, the release and leakage of static charge can be accelerated, the antistatic property of the plastic barrel is improved, the antibacterial effect is achieved, and the service life of articles stored in the plastic barrel can be effectively prolonged.)
技术领域
本发明涉及塑料桶技术领域，具体为一种防爆抗静电塑料桶及其制备工艺。
背景技术
塑料桶的材料多采用聚乙烯、聚丙烯等塑料吹塑、注塑而成，上海塑胶制品化工、农药、医药、食品、五金电子、机电等行业液体、固体物品的外包装。
经检索，中国专利CN 107556585 A提出了一种环保塑料桶，按质量份计，由以下组份原料制成：聚乙烯20-30份、植物纤维20-30份、生物触媒5-10份、聚甲基丙烯酸甲酯5-10份、碳酸钙粉5-8份、环保母粒5-8份、阻燃剂1-5份、抗菌剂1-5份、增韧剂1-3份、粘合剂1-3份、无卤无碱玻纤1-5份、稳定剂1-3份、纳米Cr-W合金粉1-5份。该方案中植物纤维使得塑料桶更为环保；阻燃剂提高了阻燃性能；抗菌剂提高了抗菌性能；有机硅油提高产品表面光洁度和组分融合度；生物触媒和环保母粒有助于降解；纳米Cr-W合金粉、碳酸钙粉提高了抗压强度和韧性。
虽然通过上述方法的生产的塑料桶，具有很好的抗压强度和韧性，但是其并不具有良好的保温性和抗静电性能，外界的温度对其桶内存放的物料影响较大，导致桶内的物料极易变质，同时，由于塑料桶为绝缘体，其内的电荷无法得到释放，极易产生静电，导致其不适合存放易燃易爆物品，适用范围小。
发明内容
(决)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种防爆抗静电塑料桶及其制备工艺，解决了不具有良好的保温性和抗静电性能，外界的温度对其桶内存放的物料影响较大，导致桶内的物料极易变质，同时，由于塑料桶为绝缘体，其内的电荷无法得到释放，极易产生静电，导致其不适合存放易燃易爆物品，适用范围小的问题。
(二)技术方案
本发明提供如下技术方案：一种防爆抗静电塑料桶及其制备工艺，包括以下重量份数配比的原料：聚乙烯树脂100-120份、酯基季铵盐20-30份、纳米氧化锌10-20份、纤维填料10-30份、抗静电填料10-20份、氨水20-30份、分散剂1-5份、阻燃剂3-5份、消泡剂1-3份、交联剂2-4份、增塑剂1-3份和助剂3-9份。
优选的，所述抗静电填料为碳纳米管和导电炭黑的混合物，混合比例为1:11。
导电炭黑是行业内较常见的抗静电剂或导电助剂，大量添加后可以达到较低的电阻率，少量碳纳米管可以提升导电炭黑的导电效率，这样仅用较少的炭黑添加量就可以达到预期的电阻率要求，保持了较为均衡的材料性能。
优选的，所述纤维填料为碳纤维和软木粉的混合物，混合比例为1:4。
软木粉为热反射隔热材料，具有反射热量的作用，能有效阻挡热量通过。软木粉内含有多种酯类和多种极性基团，与聚乙烯树脂有良好的相容性，易于实现与聚乙烯树脂的掺和。碳纤维具有很高的拉伸强度，不易弯折，碳纤维和碳纤维之间，或碳纤维和聚乙烯树脂分子之间均会形成空腔，空腔可有效地阻挡热量的传递。碳纤维和聚乙烯树脂分子的相容性较差，软木粉内含有的极性基团对碳纤维和聚乙烯树脂分子均有一定的吸附作用，从而可提高碳纤维和聚乙烯树脂分子的相容性。
优选的，所述增塑剂为非移增塑剂PN-1030和环氧大豆油以重量比15:1组成的混合物。
非移增塑剂PN-1030和环氧大豆油以重量比15:1组成的混合物为增塑剂，两种增塑剂均为环保增塑剂，可以降低聚乙烯树脂分子链间的作用力，使聚乙烯树脂的玻璃化温度、流动温度与所含微晶的熔点均降低，增塑剂可提高树脂的可塑性。环氧大豆油环氧基含量高，黏度较大，固化后产物交联密度高，具有良好的物理机械性能，适合耐化学性和耐温性的防腐体系。
优选的，所述助剂为抗氧剂、紫外线吸收剂和热稳定剂混合组成，且混合比例为12:5:4，
抗氧剂为酚类、亚磷酸酯类，光稳定剂所使用的为受阻胺类紫外线吸收剂所使用的为苯并三唑类、二苯甲酮类，特别是以水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类与受阻胺类复配，可取得比任何单独紫外线吸收剂更为理性的效果。
优选的，所述阻燃剂选自多聚磷酸胺、密胺聚磷酸盐、卤代酸酐、卤代双酚中的一种或多种的组合。
可以有效的降低产品的易燃性，提高产品的阻燃性。
本发明要解决的另一技术问题是提供一种防爆抗静电塑料桶及其制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1，按重量配比称取上述原料；
S2，将聚乙烯树脂、阻燃剂、纤维填料、加入至反应釜中混合，在转速1200-1800r/min下搅拌30-60min，温度为100-120℃，得到物料A；
S3，将纳米氧化锌与氨水混合，并通过超声高速分散，超声波频率为20-30KHz，分散速度为约5000-5400r/min，分散时间为60min，得到物料B；
S4，将物料A和物料B加入，反应釜中混合，在转速转速600-800r/min下搅拌20min得到混合物料C；
S5，将混合物料C加入到球磨罐中，加入适量乙醇、酯基季铵盐、抗静电填料和分散剂，在40-60℃球磨1-3小时，取出反应物料过滤，滤饼烘干后研磨过200～300目筛得到物料D
S6，将物料、阻燃剂、消泡剂、交联剂、增塑剂和助剂加入至密炼机，在180-200℃混炼25min，得到混合物料E；
S7，将混合物颗粒置于注塑机中，注塑机的料筒温度为200-240℃，喷嘴温度为240-260℃，模具温度为60-65℃，注塑速率为60-90mm/s，注塑压力为160MPa，保压压力为75-95MPa，保压时间3-5秒，注射时间为5-7秒，塑制得防爆抗静电塑料桶。
优选的，所述防爆抗静电塑料桶的桶壁厚度为0.3-0.9cm。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种防爆抗静电塑料桶及其制备工艺，具备以下有益效果：
1、该防爆抗静电塑料桶及其制备工艺，抗氧剂与阻燃剂将材料与外界空气和热源隔绝，降低了导热系数，进一步提高了保温性能，以减小外界温度对桶内物料的影响。
2、该防爆抗静电塑料桶及其制备工艺，添加的纳米氧化锌屏蔽紫外线来实现的。紫外线吸收剂对紫外线具有较强的吸收作用，并通过分子内能量转移将有害的光能转变为无害的热能形式释放，从而避免聚合物树脂吸收紫外线能量而诱发光氧化反应，起到延长塑料桶使用寿命的效果。
3、该防爆抗静电塑料桶及其制备工艺，生产时加入纳米氧化锌，增大了树脂的导电性，能够加速静电荷的释放与泄露，提高了塑料桶的抗静电，同时还有抗菌的效果，可有效的延长塑料桶内存放物品的使用寿命。
4、该防爆抗静电塑料桶及其制备工艺，通过加入的少量碳纳米管，可以提升导电炭黑的导电效率，这样仅用较少的炭黑添加量就可以达到预期的电阻率要求，保持了较为均衡的材料性能。
5、该防爆抗静电塑料桶及其制备工艺，通过加入的纤维填料，其为碳纤维和软木粉的混合物，软木粉为热反射隔热材料，具有反射热量的作用，能有效阻挡热量通过。软木粉内含有多种酯类和多种极性基团，与聚乙烯树脂有良好的相容性，易于实现与聚乙烯树脂的掺和。碳纤维具有很高的拉伸强度，不易弯折，碳纤维和碳纤维之间，或碳纤维和聚乙烯树脂分子之间均会形成空腔，空腔可有效地阻挡热量的传递。碳纤维和聚乙烯树脂分子的相容性较差，软木粉内含有的极性基团对碳纤维和聚乙烯树脂分子均有一定的吸附作用，从而可提高碳纤维和聚乙烯树脂分子的相容性，从而提高塑料桶的抗撕裂性能，提高其强度，同时也提高了保温性能，减少外界温度变化对桶内物品的影响。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
一种防爆抗静电塑料桶及其制备工艺，包括以下重量份数配比的原料：聚乙烯树脂100份、酯基季铵盐20份、纳米氧化锌10份、纤维填料10份、抗静电填料10份、氨水20份、乙醇20份、分散剂1份、阻燃剂3份、消泡剂1份、交联剂2份、增塑剂1份和助剂3份。
进一步的，抗静电填料为碳纳米管和导电炭黑的混合物，混合比例为1:11。
进一步的，纤维填料为碳纤维和软木粉的混合物，混合比例为1:4。
进一步的，增塑剂为非移增塑剂PN-1030和环氧大豆油以重量比15:1组成的混合物。
进一步的，助剂为抗氧剂、紫外线吸收剂和热稳定剂混合组成，且混合比例为12:5:4。
进一步的，阻燃剂选自多聚磷酸胺、密胺聚磷酸盐、卤代酸酐、卤代双酚中的一种或多种的组合。
一种防爆抗静电塑料桶及其制备工艺，包括以下步骤：
S1，按重量配比称取上述原料；
S2，将聚乙烯树脂、阻燃剂、纤维填料、加入至反应釜中混合，在转速1200r/min下搅拌30min，温度为100℃，得到物料A；
S3，将纳米氧化锌与氨水混合，并通过超声高速分散，超声波频率为20KHz，分散速度为约5000r/min，分散时间为60min，得到物料B；
S4，将物料A和物料B加入，反应釜中混合，在转速转速600r/min下搅拌20min得到混合物料C；
S5，将混合物料C加入到球磨罐中，加入适量乙醇、酯基季铵盐、抗静电填料和分散剂，在，40℃球磨1小时，取出反应物料过滤，滤饼烘干后研磨过200目筛得到物料D
S6，将物料、阻燃剂、消泡剂、交联剂、增塑剂和助剂加入至密炼机，在180℃混炼25min，得到混合物料E；
S7，将混合物颗粒置于注塑机中，注塑机的料筒温度为200℃，喷嘴温度为240℃，模具温度为60℃，注塑速率为60mm/s，注塑压力为160MPa，保压压力为75MPa，保压时间3秒，注射时间为5秒，塑制得防爆抗静电塑料桶。
进一步的，防爆抗静电塑料桶的桶壁厚度为0.3cm。
实施例二：
一种防爆抗静电塑料桶及其制备工艺，包括以下重量份数配比的原料：聚乙烯树脂110份、酯基季铵盐25份、纳米氧化锌15份、纤维填料20份、抗静电填料15份、氨水25份、乙醇25份、分散剂3份、阻燃剂4份、消泡剂2份、交联剂3份、增塑剂2份和助剂6份。
进一步的，抗静电填料为碳纳米管和导电炭黑的混合物，混合比例为1:11。
进一步的，纤维填料为碳纤维和软木粉的混合物，混合比例为1:4。
进一步的，增塑剂为非移增塑剂PN-1030和环氧大豆油以重量比15:1组成的混合物。
进一步的，助剂为抗氧剂、紫外线吸收剂和热稳定剂混合组成，且混合比例为12:5:4。
进一步的，阻燃剂选自多聚磷酸胺、密胺聚磷酸盐、卤代酸酐、卤代双酚中的一种或多种的组合。
一种防爆抗静电塑料桶及其制备工艺，包括以下步骤：
S1，按重量配比称取上述原料；
S2，将聚乙烯树脂、阻燃剂、纤维填料、加入至反应釜中混合，在转速1600r/min下搅拌45min，温度为110℃，得到物料A；
S3，将纳米氧化锌与氨水混合，并通过超声高速分散，超声波频率为25KHz，分散速度为约5200r/min，分散时间为60min，得到物料B；
S4，将物料A和物料B加入，反应釜中混合，在转速转速700r/min下搅拌20min得到混合物料C；
S5，将混合物料C加入到球磨罐中，加入适量乙醇、酯基季铵盐、抗静电填料和分散剂，在50℃球磨2小时，取出反应物料过滤，滤饼烘干后研磨过250目筛得到物料D
S6，将物料、阻燃剂、消泡剂、交联剂、增塑剂和助剂加入至密炼机，在190℃混炼25min，得到混合物料E；
S7，将混合物颗粒置于注塑机中，注塑机的料筒温度为220℃，喷嘴温度为250℃，模具温度为63℃，注塑速率为750mm/s，注塑压力为160MPa，保压压力为85MPa，保压时间4秒，注射时间为6秒，塑制得防爆抗静电塑料桶。
进一步的，防爆抗静电塑料桶的桶壁厚度为0.6cm。
实施例三：
一种防爆抗静电塑料桶及其制备工艺，包括以下重量份数配比的原料：聚乙烯树脂120份、酯基季铵盐30份、纳米氧化锌20份、纤维填料30份、抗静电填料20份、氨水30份、乙醇30份、分散剂5份、阻燃剂5份、消泡剂3份、交联剂4份、增塑剂3份和助剂9份。
进一步的，抗静电填料为碳纳米管和导电炭黑的混合物，混合比例为1:11。
进一步的，纤维填料为碳纤维和软木粉的混合物，混合比例为1:4。
进一步的，增塑剂为非移增塑剂PN-1030和环氧大豆油以重量比15:1组成的混合物。
进一步的，助剂为抗氧剂、紫外线吸收剂和热稳定剂混合组成，且混合比例为12:5:4。
进一步的，阻燃剂选自多聚磷酸胺、密胺聚磷酸盐、卤代酸酐、卤代双酚中的一种或多种的组合。
一种防爆抗静电塑料桶及其制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1，按重量配比称取上述原料；
S2，将聚乙烯树脂、阻燃剂、纤维填料、加入至反应釜中混合，在转速1800r/min下搅拌60min，温度为120℃，得到物料A；
S3，将纳米氧化锌与氨水混合，并通过超声高速分散，超声波频率为30KHz，分散速度为约5400r/min，分散时间为60min，得到物料B；
S4，将物料A和物料B加入，反应釜中混合，在转速转速800r/min下搅拌20min得到混合物料C；
S5，将混合物料C加入到球磨罐中，加入适量乙醇、酯基季铵盐、抗静电填料和分散剂，在60℃球磨3小时，取出反应物料过滤，滤饼烘干后研磨过300目筛得到物料D
S6，将物料、阻燃剂、消泡剂、交联剂、增塑剂和助剂加入至密炼机，在200℃混炼25min，得到混合物料E；
S7，将混合物颗粒置于注塑机中，注塑机的料筒温度为240℃，喷嘴温度为260℃，模具温度为65℃，注塑速率为90mm/s，注塑压力为160MPa，保压压力为95MPa，保压时间5秒，注射时间为7秒，塑制得防爆抗静电塑料桶。
进一步的，防爆抗静电塑料桶的桶壁厚度为0.9cm。
综上所述，该防爆抗静电塑料桶及其制备工艺，抗氧剂与阻燃剂将材料与外界空气和热源隔绝，降低了导热系数，进一步提高了保温性能，以减小外界温度对桶内物料的影响。
该防爆抗静电塑料桶及其制备工艺，添加的纳米氧化锌屏蔽紫外线来实现的。紫外线吸收剂对紫外线具有较强的吸收作用，并通过分子内能量转移将有害的光能转变为无害的热能形式释放，从而避免聚合物树脂吸收紫外线能量而诱发光氧化反应，起到延长塑料桶使用寿命的效果。
该防爆抗静电塑料桶及其制备工艺，生产时加入纳米氧化锌，增大了树脂的导电性，能够加速静电荷的释放与泄露，提高了塑料桶的抗静电，同时还有抗菌的效果，可有效的延长塑料桶内存放物品的使用寿命。
该防爆抗静电塑料桶及其制备工艺，通过加入的少量碳纳米管，可以提升导电炭黑的导电效率，这样仅用较少的炭黑添加量就可以达到预期的电阻率要求，保持了较为均衡的材料性能。
该防爆抗静电塑料桶及其制备工艺，通过加入的纤维填料，其为碳纤维和软木粉的混合物，软木粉为热反射隔热材料，具有反射热量的作用，能有效阻挡热量通过。软木粉内含有多种酯类和多种极性基团，与聚乙烯树脂有良好的相容性，易于实现与聚乙烯树脂的掺和。碳纤维具有很高的拉伸强度，不易弯折，碳纤维和碳纤维之间，或碳纤维和聚乙烯树脂分子之间均会形成空腔，空腔可有效地阻挡热量的传递。碳纤维和聚乙烯树脂分子的相容性较差，软木粉内含有的极性基团对碳纤维和聚乙烯树脂分子均有一定的吸附作用，从而可提高碳纤维和聚乙烯树脂分子的相容性，从而提高塑料桶的抗撕裂性能，提高其强度，同时也提高了保温性能，减少外界温度变化对桶内物品的影响。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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