一种高耐热永久抗静电材料及其制备方法与流程

1.本发明涉及复合材料技术领域，涉及一种高耐热永久抗静电材料，特别涉及一种高耐热永久抗静电材料及其制备方法。


背景技术：

2.abs塑料是一种原料易得、价格便宜、用途广泛的材料。abs塑料在机械、电气、纺织、汽车、飞机、轮船等制造工业及化工中获得了广泛的应用。随着人们对产品品质要求越来越高，塑料产品抗静电改性需求也日趋增多。塑料本身是不具有抗静电和导电效果，而日常生活和工作中塑料的使用造成的静电也是一大安全隐患。
3.有鉴于上述现有abs材料存在的缺陷，本发明人开发一种高耐热永久抗静电材料及其制备方法，具有优异的耐热性、抗静电效果，可应用在家电、建筑、汽车内外饰件等。


技术实现要素：

4.本发明的第一个目的是提供一种高耐热永久抗静电材料，显著地提高abs材料的耐热性和抗静电性。
5.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
6.本发明提出的高耐热永久抗静电材料，按照重量份数计算，包括如下组分：abs70～90份，耐热剂1～15份，抗静电剂5～15份，抗氧剂0.3-0.5份和润滑剂0.5～1.0份；耐热剂含量过高，会降低体系的力学性能；抗静电剂含量过低，达不到抗静电效果，过多会降低体系的力学性能。
7.作为优选的，其中抗静电剂是聚酰胺聚醚类嵌段共聚物,分子式如下，其中pa为聚酰胺，其中包括pa6，但不限于pa6；pe为聚醚，其中包括聚丙二醇，聚四氢呋喃二醇或丙二醇和四氢呋喃二醇共聚物。采用高分子型抗静电剂，一种特殊的亲水性聚合物，即聚酰胺聚醚类嵌段共聚物，与树脂相容性好；添加到塑料中时与塑料会形成立体架构的传导网络，累计的电荷通过此传导网络散逸从而达到抗静电效果。
[0008][0009]
作为优选的，耐热剂是含n-苯基马来酰亚胺结构的树脂耐热改性剂，分子式如下。采用树脂耐热改性剂n-苯基马来酰亚胺对工程材料进行耐热改性，其具有的环状结构可以增加分子链的内旋阻力，从而提高工程材料的维卡软化点或者耐热温度。
[0010][0011]
作为优选的，抗氧剂是橄榄壳提取物，橄榄壳提取物中含有皂苷类物质，具有抗氧化性能，同时橄榄壳提取物中还含有裂环烯醚萜类物质，同样具有杀菌的作用。
[0012]
作为优选的，抗氧剂是亚磷酸酯类和丙酸正十八碳醇酯类，具体为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯复合抗氧剂。
[0013]
分子式如下。
[0014][0015]
润滑剂是改性硬脂酸盐或改性硬脂酸酰胺，作为优选的，润滑剂为乙撑双硬脂酰胺，分子式如下。硬脂酸酰胺组分不同，作用不同，硬脂酸固有的脂肪特性,包括润滑性及斥水性，起润滑作用，提高材料的加工性。
[0016][0017]
作为优选的，abs密度为1.03～1.07g/cm3，熔体流动速率在220℃
×
10kg条件下为15-25g/10min。
[0018]
本发明的另一个目的是提供一种高耐热永久抗静电材料的制备方法，通过工艺的优化提高abs材料的耐热性和抗静电性。
[0019]
本发明的上述技术效果是由以下技术方案实现的：
[0020]
本发明提出的高耐热永久抗静电材料的制备方法，包括如下操作步骤：
[0021]
s1.将abs、抗氧剂、润滑剂和耐热剂进行干燥；
[0022]
s2.将abs与抗氧剂、润滑剂和耐热剂预共混得到共混物；
[0023]
s3.将步骤s2得到的共混物与抗静电剂共混，在双螺杆挤出机生产，挤出料条经过水槽冷却后切粒得到所述abs材料。
[0024]
其中包括如下组分：abs 70～90份，耐热剂1～15份，抗静电剂5～15份，抗氧剂
0.3-0.5份和润滑剂0.5～1.0份。
[0025]
作为上述技术方案的优选，本发明提供的高耐热永久抗静电abs材料的制备方法，双螺杆机各段参数设定如下：一区温度30℃，二区温度260-270℃，三区温度260-270℃，四区温度250-260℃，五区温度250-260℃，六区温度250-260℃，七区温度250-260℃，八区温度250-260℃，九区温度250-260℃，十区温度260-270℃。一区温度为常温，目的使材料快速输送进螺杆，避免在下料口积料。二三区根据材料熔融温度设定，耐热剂熔点较高，设定260-270℃温度促进耐热剂熔融和共混。后段为分散、分布、输送段，降低10℃避免长时间高温而黄变，降解。
[0026]
作为优选的，其中抗静电剂是聚酰胺聚醚类嵌段共聚物,分子式如下，其中pa为聚酰胺，其中包括pa6，但不限于pa6；pe为聚醚，其中包括聚丙二醇，聚四氢呋喃二醇或丙二醇和四氢呋喃二醇共聚物。采用高分子型抗静电剂，一种特殊的亲水性聚合物，即聚酰胺聚醚类嵌段共聚物，与树脂相容性好；添加到塑料中时与塑料会形成立体架构的传导网络，累计的电荷通过此传导网络散逸从而达到抗静电效果。
[0027][0028]
作为优选的，耐热剂是含n-苯基马来酰亚胺结构的树脂耐热改性剂，分子式如下。采用树脂耐热改性剂n-苯基马来酰亚胺对工程材料进行耐热改性，其具有的环状结构可以增加分子链的内旋阻力，从而提高工程材料的维卡软化点或者耐热温度。
[0029][0030]
作为优选的，抗氧剂是橄榄壳提取物，橄榄壳提取物中含有皂苷类物质，具有抗氧化性能，同时橄榄壳提取物中还含有裂环烯醚萜类物质，同样具有杀菌的作用。
[0031]
作为优选的，抗氧剂是三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯复合抗氧剂。分子式如下。
[0032][0033]
润滑剂是改性硬脂酸盐或改性硬脂酸酰胺，作为优选的，润滑剂为乙撑双硬脂酰胺，分子式如下。硬脂酸酰胺组分不同，作用不同，硬脂酸固有的脂肪特性,包括润滑性及斥水性，起润滑作用，提高材料的加工性。
[0034][0035]
作为优选的，abs密度为1.03～1.07g/cm3，熔体流动速率在220℃
×
10kg条件下为15-25g/10min。
[0036]
综上所述，本发明具有以下有益效果：
[0037]
本发明的提供的一种高耐热永久抗静电材料，通过耐热剂和抗静电剂的协同与abs的复配使用，使材料既有抗静电性又具有耐热性。
[0038]
抗静电剂是聚酰胺和聚醚的尼龙弹性体，此类抗静电剂只能通过共混的方式添加到基体材料中，与基体共混后，一方面由于其分子链的运动能力较强，质子易在分子间移动，通过离子导电作用来传导和泄漏静电荷；另一方面，抗静电剂在基材表面形成以筋状或层状分布的导电性表层，而在中心部分呈球状或颗粒状分布，构成所谓的“芯壳结构”，以此为导电网络通路传导和泄漏静电荷。聚酰胺和聚醚的尼龙弹性体，聚醚中的醚氧可以和游离的离子相结合，通过低分子质量聚醚大规模的分子移动和电荷沿离子网传递相结合，电荷可以以结合体的方式移动，释放静电荷，尼龙弹性体较高的分子质量与主体聚合物共混，具有较好的永久抗静电性能。
[0039]
耐热剂是含n-苯基马来酰亚胺结构的树脂耐热改性剂。n-苯基马来酰亚胺结构分解温度高(752℃)稳定性好，对工程材料耐热改性有良好的效果，其具有的环状结构可以增加分子链的内旋阻力，从而提高工程材料的维卡软化点或者耐热温度，从而显著地提高abs材料的耐热效果和抗静电性能。
具体实施方式
[0040]
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，对依据本
发明提出的一种高耐热永久抗静电材料及其应用方法，其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。
[0041]
本发明所采用材料为市售材料。
[0042]
abs(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)，牌号：0215h，吉林石化生产；
[0043]
本发明耐热剂：n_pmi-sty-mah
[0044]
本发明抗静电剂：pa-g-pe
[0045]
抗氧剂：抗氧剂168和抗氧剂1076
[0046]
润滑剂：ebs
[0047]
对比例2耐热剂：n-苯基马来酰亚胺(n_pmi)
[0048]
对比例2抗静电剂：十二烷基苯磺酸钠(sdbs)
[0049]
实施例1
[0050]
本发明提出的高耐热永久抗静电材料，按照重量份数计算，包括如下组分：abs89份，耐热剂5份，抗静电剂5份，抗氧剂0.5份和润滑剂0.5份；抗静电剂是聚酰胺和聚醚的尼龙弹性体；耐热剂是含n-苯基马来酰亚胺结构的树脂耐热改性剂。
[0051]
本发明提出的高耐热永久抗静电材料的制备方法，具体操作步骤如下：按重量份称取abs 89份，耐热剂5份，抗静电剂5份，抗氧剂0.5和润滑剂0.5份。
[0052]
s1.将abs、抗氧剂、润滑剂、耐热剂进行干燥；
[0053]
s2.将abs与抗氧剂、润滑剂和耐热剂预共混得到共混物；
[0054]
s3.将步骤s2得到的共混物与抗静电剂共混，在双螺杆挤出机生产，挤出料条经过水槽冷却后切粒得到abs材料。
[0055]
更为具体的，双螺杆机各段参数设定如下：一区温度30℃，二区温度220-230℃，三区温度220-230℃，四区温度210-220℃，五区温度210-220℃，六区温度210-220℃，七区温度210-220℃，八区温度210-220℃，九区温度210-220℃，十区温度220-230℃。一区温度为常温，目的使材料快速输送进螺杆，避免在下料口积料。
[0056]
其中，abs密度为1.03～1.07g/cm3，熔体流动速率在220℃
×
10kg条件下为15-25g/10min。
[0057]
实施例2
[0058]
本发明提出的高耐热永久抗静电材料，按照重量份数计算，包括如下组分：abs84份，耐热剂5份，抗静电剂10份，抗氧剂0.3份和润滑剂0.7份；抗静电剂是聚酰胺和聚醚的尼龙弹性体；耐热剂是含n-苯基马来酰亚胺结构的树脂耐热改性剂。
[0059]
本发明提出的高耐热永久抗静电材料的制备方法，具体操作步骤如下：按重量份称取abs 89份，耐热剂5份，抗静电剂10份，抗氧剂0.3份和润滑剂0.7份。
[0060]
s1.将abs、抗氧剂、润滑剂、耐热剂进行干燥；
[0061]
s2.将abs与抗氧剂、润滑剂和耐热剂预共混得到共混物；
[0062]
s3.将步骤s2得到的共混物与抗静电剂共混，在双螺杆挤出机生产，挤出料条经过水槽冷却后切粒得到所述abs材料。
[0063]
更具体的，双螺杆机各段参数设定如下：一区温度30℃，二区温度220-230℃，三区温度220-230℃，四区温度210-220℃，五区温度210-220℃，六区温度210-220℃，七区温度210-220℃，八区温度210-220℃，九区温度210-220℃，十区温度220-230℃。一区温度为常
温，目的使材料快速输送进螺杆，避免在下料口积料。
[0064]
其中，abs密度为1.03～1.07g/cm3，熔体流动速率在220℃
×
10kg条件下为15-25g/10min。
[0065]
实施例3
[0066]
本发明提出的高耐热永久抗静电材料，按照重量份数计算，包括如下组分：abs79份，耐热剂5份，抗静电剂15份，抗氧剂0.4份和润滑剂0.6份；抗静电剂是聚酰胺和聚醚的尼龙弹性体；耐热剂是含n-苯基马来酰亚胺结构的树脂耐热改性剂。
[0067]
本发明提出的高耐热永久抗静电材料的制备方法，具体操作步骤如下：按重量份称取abs 79份，耐热剂5份，抗静电剂15份，抗氧剂0.4份和润滑剂0.6份。
[0068]
s1.将abs、抗氧剂、润滑剂、耐热剂进行干燥；
[0069]
s2.将abs与抗氧剂、润滑剂和耐热剂预共混得到共混物；
[0070]
s3.将步骤s2得到的共混物与抗静电剂共混，在双螺杆挤出机生产，挤出料条经过水槽冷却后切粒得到所述abs材料。
[0071]
更具体的，双螺杆机各段参数设定如下：一区温度30℃，二区温度220-230℃，三区温度220-230℃，四区温度210-220℃，五区温度210-220℃，六区温度210-220℃，七区温度210-220℃，八区温度210-220℃，九区温度210-220℃，十区温度220-230℃。一区温度为常温，目的使材料快速输送进螺杆，避免在下料口积料。
[0072]
其中，abs密度为1.03～1.07g/cm3，熔体流动速率在220℃
×
10kg条件下为15-25g/10min。
[0073]
实施例4
[0074]
本发明提出的高耐热永久抗静电材料，按照重量份数计算，包括如下组分：abs74份，耐热剂10份，抗静电剂15份，抗氧剂0.5份和润滑剂0.5份；抗静电剂是聚酰胺和聚醚的尼龙弹性体；耐热剂是含n-苯基马来酰亚胺结构的树脂耐热改性剂。
[0075]
本发明提出的高耐热永久抗静电材料的制备方法，具体操作步骤如下：按重量份称取abs 74份，耐热剂10份，抗静电剂15份，抗氧剂0.5份和润滑剂0.5份；
[0076]
s1.将abs、抗氧剂、润滑剂、耐热剂进行干燥；
[0077]
s2.将abs与抗氧剂、润滑剂和耐热剂预共混得到共混物；
[0078]
s3.将步骤s2得到的共混物与抗静电剂共混，在双螺杆挤出机生产，挤出料条经过水槽冷却后切粒得到所述abs材料。
[0079]
更具体的，双螺杆机各段参数设定如下：一区温度30℃，二区温度220-230℃，三区温度220-230℃，四区温度210-220℃，五区温度210-220℃，六区温度210-220℃，七区温度210-220℃，八区温度210-220℃，九区温度210-220℃，十区温度220-230℃。一区温度为常温，目的使材料快速输送进螺杆，避免在下料口积料。
[0080]
其中，abs密度为1.03～1.07g/cm3，熔体流动速率在220℃
×
10kg条件下为15-25g/10min。
[0081]
实施例5
[0082]
本发明提出的高耐热永久抗静电材料，按照重量份数计算，包括如下组分：abs69份，耐热剂15份，抗静电剂15份，抗氧剂0.3和润滑剂0.7份；抗静电剂是聚酰胺和聚醚的尼龙弹性体；耐热剂是含n-苯基马来酰亚胺结构的树脂耐热改性剂。
[0083]
本发明提出的高耐热永久抗静电材料的制备方法，具体操作步骤如下：按重量份称取abs 69份，耐热剂15份，抗静电剂15份，抗氧剂0.3和润滑剂0.7份；
[0084]
s1.将abs、抗氧剂、润滑剂、耐热剂进行干燥；
[0085]
s2.将abs与抗氧剂、润滑剂和耐热剂预共混得到共混物；
[0086]
s3.将步骤s2得到的共混物与抗静电剂共混，在双螺杆挤出机生产，挤出料条经过水槽冷却后切粒得到所述abs材料。
[0087]
更具体的，双螺杆机各段参数设定如下：一区温度30℃，二区温度220-230℃，三区温度220-230℃，四区温度210-220℃，五区温度210-220℃，六区温度210-220℃，七区温度210-220℃，八区温度210-220℃，九区温度210-220℃，十区温度220-230℃。一区温度为常温，目的使材料快速输送进螺杆，避免在下料口积料。
[0088]
其中，abs密度为1.03～1.07g/cm3，熔体流动速率在220℃
×
10kg条件下为15-25g/10min。
[0089]
对比例1
[0090]
抗静电材料按照重量份数计算，包括如下组分：abs 99份，抗氧剂和润滑剂1份。
[0091]
制备方法具体操作步骤如下：
[0092]
s1.将abs、抗氧剂、润滑剂进行干燥；
[0093]
s2.将步骤s1的材料共混，在双螺杆挤出机生产，挤出料条经过水槽冷却后切粒得到所述abs材料。
[0094]
对比例2
[0095]
高耐热永久抗静电材料：按照重量份数计算，包括如下组分：abs69份，耐热剂15份，抗静电剂15份，抗氧剂0.5和润滑剂0.5份；抗静电剂是十二烷基苯磺酸钠(sdbs)；耐热剂是n-苯基马来酰亚胺(npmi)。
[0096]
制备方法操作步骤如下：
[0097]
s1.将abs、抗氧剂、耐热剂、润滑剂进行干燥；
[0098]
s2.将步骤s1的材料与抗静电剂共混，在双螺杆挤出机生产，挤出料条经过水槽冷却后切粒得到所述abs材料。
[0099]
产品性能测试方法
[0100]
将实施例1～5以及对比实施例制得的abs材料，在80～90℃的鼓风烘箱中干燥3～4小时，然后再将干燥好的abs材料在注射成型机上进行注射成型制样，进行以下测试：
[0101]
弯曲强度测试：按iso178标准进行，试样尺寸为80
×
10
×
4mm，弯曲速度为2mm/min，跨距为50mm。
[0102]
弯曲模量测试：按iso178标准进行，试样尺寸为80
×
10
×
4mm，弯曲速度为2mm/min，跨距为50mm。
[0103]
悬臂梁缺口冲击强度测试：按iso180标准进行，试样尺寸为80
×
10
×
4mm，缺口处剩余宽度为8mm。
[0104]
电阻率测试：按gb318382标准测试，试样尺寸25.5
×
25.4
×
6mm。
[0105]
热变形测试：按iso178标准进行，试样尺寸为80
×
10
×
4mm，压力1.82mpa。
[0106]
材料的力学性能通过测试所得的弯曲强度、弯曲模量、缺口冲击强度的数值进行评判。
[0107][0108]
从实例1～5与对比例1～2比较，随着抗静电剂和耐热剂的加入，材料的抗静电性和耐热性得到较大的提升，热变形温度从对比实例1的78℃上升至实例5的90℃，提升了15.4％，电阻率从对比实例的10^15数量级降低至实例5的10^8数量级；实例5与对比实例2比较，同样的抗静电剂和耐热剂的添加量下，实例5的综合性能均优于对比实例2；随着抗静电剂和耐热剂的加入，材料冲击性能有轻微降低，但不影响材料的使用及性能。
[0109]
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例展示如上，但并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。