技术领域：
：本发明涉及聚合物加工领域，具体的涉及一种碳纤维增强的导电ABS材料及其制备方法。
背景技术：
：：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物（ABS）是一种常见的通用树脂，ABS综合性能良好、高尺寸稳定性、易电镀着色，而且易加工，被广泛的应用于汽车、家用电器、电子产品、军工、机械等行业。并且随着现代科技的发展ABS的需求也在快速的增长，目前的产量排在全球塑料产量的第五位。ABS还具有优异的耐化学品性能、良好的加工性能和低廉的成本；另外还是优异的绝缘材料，其具有很高的表面电阻率和体积电阻率。在许多领域内都已经替代金属材料，但正因为绝缘的特点，ABS无法在一些需要导电的情况下替代金属应用于电子元器件、通信电缆原件、LED照明元件、屏蔽罩等领域。目前这些领域多用导电的PPS、PPO、PA等材料及其合金产品作为金属的替代品，相对于这些材料，ABS具有价格便宜，密度低，易加工的特点，导电ABS材料也具有很好的应用前景。目前的导电ABS材料主要由金属纤维或者导电炭黑填充ABS来实现，添加量一般超过30%才会有较好的导电效果，但由于金属纤维或者导电炭黑与ABS的相容性都较差，大量的添加填充会严重影响ABS材料本身性能，限制了材料的应用。碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料，具有低密度、低蠕低，耐高温、耐疲劳、耐腐蚀，热膨胀系数小且具有良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等特点。由碳纤维替代金属纤维或者导电炭黑填充ABS制备成导电ABS材料，不仅提高其导电性能，还能起到很好增强的作用，提高ABS的尺寸稳定性，完全可以替代金属作为导电材料的应用。技术实现要素：：本发明针对现有的导电ABS材料的技术缺陷，提供了一种碳纤维增强的导电ABS材料及其制备方法，该材料具有优异的导电性能，并具有高强度、高模量、高尺寸稳定性的特点，还有一定的电磁屏蔽作用和导热性。为实现上述目的，本发明使用的技术方案如下：一种碳纤维增强的导电ABS材料，由以下组分按重量份制备而成：ABS树脂550-750份，碳纤维200-400份，相容剂10-50份，导电炭黑10-40份，抗氧剂2-5份润滑剂1-3份。进一步方案，所述ABS树脂为本体法ABS或者乳液法ABS中的一种。所述碳纤维为沥青基短切碳纤维，其纤维长度为1mm-10mm。所述相容剂为ABS接枝马来酸酐（ABS-MAH）、ABS接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯（ABS-GMA）或者苯乙烯马来酸酐共聚物（SMA）。所述抗氧剂为N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺（抗氧剂1098）、β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯（抗氧剂1076）、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯（抗氧剂168）中的两种。所述润滑剂为N,N’-乙撑双硬脂酰胺（EBS）或硬脂酸钙。本发明的另一个发明目的是提供上述碳纤维增强的导电ABS材料的制备方法，按配比，先将碳纤维和导电炭黑在高速混合机中充分混合，然后再将ABS树脂、相容剂、抗氧剂和润滑剂加入前述高速搅拌机中继续混合；混合均匀后，将混合物料送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后通过模口挤出拉丝后造粒。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：1、本发明加入的碳纤维在ABS树脂基体中能形成连续的骨架结构，从而形成了良好的导电网络，提高材料的导电性能；碳纤维还可以起到增强的作用，提高ABS材料的机械性能与尺寸稳定性。2、本发明中加入少量的导电炭黑可以强化材料的导电效果。3、本发明制备的碳纤维增强的导电ABS具有高强高模的特点，降低ABS材料的热线性膨胀系数、提高制件的材料稳定性，有利于和其他低膨胀的材料配合使用，如陶瓷、玻璃元器件等。4、本发明的制备方法是先将碳纤维和导电炭黑在高速混合机中充分混合后，再加入其他组份，从而使导电炭黑分布均匀，提高材料的导电性能。具体实施方式：以下结合实施例对本发明作进一步说明，其目的仅在于更好理解本发明目的，而非限制本发明的保护范围。下面实施例中ABS树脂选用镇江奇美公司生产的ABS757。碳纤维选择纤维长度为1mm-10mm的沥青基短切碳纤维。实施例1：ABS757750份碳纤维200份SMA10份导电炭黑40份抗氧剂10761份抗氧剂1681份EBS1份将以上质量份的导电炭黑和短切碳纤维加入高混机混合均与，然后加入ABS树脂、相容剂和抗氧剂、润滑剂充分混合。然后通过精密计量的送料装置，将混合均匀的物料送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。实施例2：ABS757690份碳纤维250份ABS-GMA30份导电炭黑30份抗氧剂10981份抗氧剂1682份EBS1份将以上质量份导电炭黑和短切碳纤维加入高混机混合均与，然后加入ABS树脂、相容剂和抗氧剂、润滑剂充分混合。然后通过精密计量的送料装置，将混合均匀的物料送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。实施例3：ABS757650份碳纤维300份SMA25份导电炭黑25份抗氧剂10981份抗氧剂1682份硬脂酸钙2份将以上质量份导电炭黑和短切碳纤维加入高混机混合均与，然后加入ABS树脂、相容剂和抗氧剂、润滑剂充分混合。然后通过精密计量的送料装置，将混合均匀的物料送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。实施例4：ABS757600份碳纤维330份ABS-GMA50份导电炭黑20份抗氧剂10762份抗氧剂1682份硬脂酸钙3份将以上质量份导电炭黑和短切碳纤维加入高混机混合均与，然后加入ABS树脂、相容剂和抗氧剂、润滑剂充分混合。然后通过精密计量的送料装置，将混合均匀的物料送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。实施例5：ABS757550份碳纤维400份ABS-MAH40份导电炭黑10份抗氧剂10762份抗氧剂1683份EBS3份将以上质量份导电炭黑和短切碳纤维加入高混机混合均与，然后加入ABS树脂、相容剂和抗氧剂、润滑剂充分混合。然后通过精密计量的送料装置，将混合均匀的物料送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。对比例1：ABS757800份导电炭黑200份抗氧剂10761份抗氧剂1682份EBS2份将以上质量份的ABS树脂、导电炭黑和抗氧剂、润滑剂充分混合。然后通过精密计量的送料装置，将混合均匀的物料送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。对比例2：ABS757700份导电炭黑300份抗氧剂10761份抗氧剂1682份EBS3份将以上质量份的ABS树脂、导电炭黑和抗氧剂、润滑剂充分混合。然后通过精密计量的送料装置，将混合均匀的物料送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。将上述实施例1-5、对比例1-2制备的材料和ABS757材料本身分别制成样条，然后ASTM标准进行测试其弯曲强度、弯曲模量、体积电阻率和收缩率，具体数据见下表1所示。表1实施例测试结果ABS实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5对比例1对比例2弯曲强度MPa751451621831972156462弯曲模量MPa2200123401460016800172001960020101840体积电阻率Ω·m8.0*10169.0*1051.2*1057.5*1044.8*1047.6*1036.2*1074.3*105收缩率%0.670.180.160.150.170.120.620.56从表1结果可以看出，本发明制备的ABS材料中由于加入了碳纤维，所以其体积电阻率可以到达9.0*105，即能达到导电级别的材料。并且随着碳纤维含量的增加，ABS材料的体积电阻率逐渐降低、导电能力越来越好，同时材料的拉伸强度和拉伸模量都大幅度的提高。而对比例1—2用导电炭黑填充制备的导电ABS材料，在相同的添加量下，其导电性能比本发明的差，并且炭黑填充的导电ABS其弯曲强度和弯曲模量明显低于本发明制备的ABS材料，甚至低于ABS材料本身的强度，因此限制了材料的应用范围。所以本发明制备的碳纤维增强的导电ABS材料，具有高模高强、高尺寸稳定性的特点，在电子元器件、LED照明器件、屏蔽罩等要求高强度并且需要导电的领域有很好的应用前景。上述的对实施例的描述是为便于该
技术领域：
的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3