CN102516681B

CN102516681B - 玻纤增强型as树脂抗静电材料及其制备方法

Info

Publication number: CN102516681B
Application number: CN 201110376282
Authority: CN
Inventors: 高炎康; 朱以江
Original assignee: SICHUAN LANGDI PLASTIC ELECTRICAL APPLIANCES CO Ltd
Current assignee: SICHUAN LANGDI PLASTIC ELECTRICAL APPLIANCES CO Ltd
Priority date: 2011-11-23
Filing date: 2011-11-23
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2031-11-23
Also published as: CN102516681A

Abstract

本发明涉及AS树脂材料领域。玻纤增强型AS树脂抗静电材料，按质量百分比计由以下组分制得：AS树脂45～85％，玻璃纤维10～50％，抗静电剂2～6％，偶联剂0.1～1.0％，热稳定剂0.1～0.5％，耐迁移剂1～5％，相容剂0.5～8％，上述各组分总和为100％；AS树脂是丙烯腈和苯乙烯的共聚物，丙烯腈含量是25～45％，苯乙烯含量是55～75％。该玻纤增强型AS树脂抗静电材料的优点是具有长久的抗静电性，表面电阻在10¹¹Ω以下，颜色浅且有较好的力学性能。

Description

玻纤增强型AS树脂抗静电材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及AS树脂材料领域，具体是AS树脂材料的改性与加工应用领域。

背景技术

AS树脂是由苯乙烯(St)、丙烯腈(AN)两种单体为原料共聚合制得的一种热塑性塑料。AS树脂具有优良的性能，有极好的尺寸稳定性、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性，成型加工和机械加工较好。但是由于其分子结构决定其为电的不良导体，在加工和使用过程中容易积累静电荷，当静电电荷积累到一定程度，静电会造成材料吸附灰尘，以及造成材料破坏，还可能产生静电火花放电，引起化工产品库等爆炸起火，造成重大人身事故。同时，AS用于某些领域，其刚度和强度也有待进一步提高。近年来，随着电子行业的迅速发展，尤其在汽车和电器领域，塑料制品的静电危害特别突出，如造成电子电器或办公机器中集成电路的误动作或存储器毁坏以及短路事故等。因此，对AS的增强改性和静电危害及抗静电技术的研究和应用正日益受到重视。

炭黑、金属粉一类抗静电剂加入树脂中效果很好，但往往使材料颜色改变，颜色加深，要得到浅色制品，则需要考虑用其他类抗静电剂。胺类表面活性剂类是一类用于AS树脂的高效小分子抗静电剂，包括阴离子型、阳离子型、非离子型两性离子型等，这类表面活性剂的抗静电机理是通过吸附空气中的水分，在材料表面形成一层水膜，来泄露材料表面和内部的静电荷，达到抗静电的效果。在使用过程中，随着时间的延长，小分子会不断的从材料的内部向材料表面迁移，并可能会使材料表面起霜，由于表面活性剂的损失，不具有长时间持久抗静电性能。另外，将一些抗静电剂加入材料中，虽然能提高材料的抗静电性能，但对材料的物理力学性能有一定影响，如弯曲强度、拉伸强度等可能会降低，对其它性能如热变形温度、成型收缩率都会有影响。

发明内容

本发明的一个发明目的是公开一种表面电阻在10¹¹Ω以下，具有长久的抗静电性，颜色浅且有较好的力学性能的玻纤增强型AS树脂抗静电材料。本发明的另一个发明目的公开一种制备上述玻纤增强型AS树脂抗静电材料的方法。

为了实现上述的发明目的，本发明采用了以下的技术方案：

玻纤增强型AS树脂抗静电材料，按质量百分比计由以下组分制得：AS树脂45～85％，玻璃纤维10～50％，抗静电剂2～6％，偶联剂0.1～1.0％，热稳定剂0.1～0.5％，耐迁移剂1～5％，相容剂0.5～8％，上述各组分总和为100％；AS树脂是丙烯腈和苯乙烯的共聚物，丙烯腈含量是25～45％，苯乙烯含量是55～75％。

作为优选，玻纤增强型AS树脂抗静电材料按质量百分比计由以下组分制得：AS树脂50～75％，玻璃纤维20～40％，抗静电剂2～6％，偶联剂0.1～1.0％，热稳定剂0.1～0.5％，耐迁移剂1～5％，相容剂0.5～8％。抗静电性性能更好。

作为优选，所述AS树脂密度是1.0～1.1g/cm3；玻璃纤维是无碱无捻增强纱；抗静电剂为季铵盐类抗静电剂；所述偶联剂为硅烷偶联剂；抗静电剂为季铵盐类抗静电剂；所述耐迁移剂为聚醚酯酰胺。

作为优选，所述无碱无捻增强纱，单根丝直径10～20μm，碱金属氧化物含量≤2％；所述相容剂为苯乙烯与马来酸酐共聚物；所述热稳定剂是磷酸三苯酯、亚磷酸三苯酯或酚类热稳定剂中的一种或两种。

作为优选，所述聚醚酯酰胺是聚酰胺与扩链剂、聚乙二醇的共聚物，聚酰胺是己内酰胺水解后的产物，数均分子量为800～2000，聚乙二醇的数均分子量为2000～8000，扩链剂是己二酸、癸二酸、己二胺、异氰酸酯中的一种；季铵盐类抗静电剂是离子型或非离子型的一种，总胺值是150KOHmg/g以上，热分解温度是280℃以上。

玻纤增强型AS树脂抗静电材料的制备方法，依次包括以下步骤：(1)将权利要求1所述AS树脂、抗静电剂、偶联剂、热稳定剂、耐迁移剂和相容剂加入混合机混合均匀，得到共混物；(2)再将共混物导入双螺杆挤出机中混炼挤出，并在双螺杆挤出机的纤维加料口加入玻璃纤维，经混炼剪切挤出共混物并冷却，冷却后进入切粒机造粒得到玻纤增强型AS树脂抗静电材料。

作为优选，AS树脂、抗静电剂、偶联剂、热稳定剂、耐迁移剂和相容剂在70℃下干燥2～4小时后加入混合机混合3～15分钟。

采用了上述的技术方案的玻纤增强型AS树脂抗静电材料，主要原料AS树脂和玻璃纤维均为价格适中的市售产品，原料易得，材料的生产成本适中。耐迁移剂、抗静电剂和其它添加剂加入AS树脂采用玻璃纤维经双螺杆挤出机混炼增强制成的玻纤增强型AS树脂抗静电材料表面电阻低，表面电阻在10¹¹Ω以下，抗静电性能好。由于耐迁移剂、热稳定剂和相容剂的加入，与AS树脂基体相容性较好，长期放置使用，抗静电剂不会从制品表面析出而产生白雾，而且耐水洗性好，具有永久抗静电性，克服了单纯加入小分子抗静电剂的缺点。上述抗静电剂材料颜色较浅，能够保持增强树脂的原色，可以用于非炭黑抗静电的领域。另外，玻璃纤维即无碱无捻玻纤纱采用适当的偶联剂与AS树脂进行化学偶联，具有极高的力学强度和弹性模量，同时具有优异的耐热性能和电学性能，在起抗静电作用的同时提高了材料和制品在力学性能、耐热性、尺寸均匀性。采用了上述的技术方案的玻纤增强型AS树脂抗静电材料的制备方法，工艺条件简单易操作，对设备要求不高易实现，且原料基本上为无毒或低毒，使用安全，环境污染小，便于大规模产业化。

综上所述，该玻纤增强型AS树脂抗静电材料的优点是具有长久的抗静电性，表面电阻在10¹¹Ω以下，颜色浅且有较好的力学性能。由于其优异的性能，有着广泛的应用前景，特别是在电子电器方面、汽车等领域有着广阔的市场。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式做一个详细的说明。

实施例1

玻纤增强型AS树脂抗静电材料，按质量百分比计由以下组分制得：AS树脂粒料75％，玻璃纤维20％，抗静电剂2.3％，偶联剂0.1％，热稳定剂0.2％，耐迁移剂1.1％，相容剂1.3％。

AS树脂是粒料，密度是1.0g/cm3，AS树脂是丙烯腈和苯乙烯的共聚物，丙烯腈含量是30％，苯乙烯含量是70％，AS树脂也可以是粉料。玻璃纤维是无碱无捻增强纱，单根丝直径10～20μm，碱金属氧化物含量≤2％，例如北京兴旺玻璃纤维厂生产。抗静电剂为季铵盐类抗静电剂，选自离子型或非离子型抗静电剂中的一种，总胺值达到150KOHmg/g以上，热分解温度超过280℃，例如杭州化工研究所生产的HKD-510，N，N-二羟乙基十八胺HKD-1800，以及临安化工股份有限生产的HDC-201，HDC-102。偶联剂为硅烷偶联剂，型号为KH-792，含量大于97％，工业级，例如四川汇成化工有限公司生产。热稳定剂为磷酸三苯酯、亚磷酸三苯酯、酚类热稳定剂中的一种或两种并用。耐迁移剂是聚醚酯酰胺，为聚酰胺与扩链剂、聚乙二醇的共聚物，其中聚酰胺为己内酰胺水解后的产物，数均分子量为800～2000，聚乙二醇的数均分子量为2000～8000，扩链剂选自己二酸、癸二酸、己二胺、异氰酸酯。相容剂为苯乙烯与马来酸酐共聚物(SMA)，马来酸酐(MA)含量24％，工业级，上海石化研究院公司生产。

玻纤增强型AS树脂抗静电材料的制备方法，依次包括以下步骤：(1)将AS树脂、抗静电剂、偶联剂、热稳定剂、耐迁移剂和相容剂按照上述比例，在70℃下干燥2～4小时后，于高速混合机中混合3～15分钟，得到共混物；(2)再将共混物导入双螺杆挤出机中混炼挤出，并在双螺杆挤出机的纤维加料口加入连续玻璃纤维无碱无捻增强纱，双螺杆挤出机的螺杆直径为75mm，长径比为40∶1，温度设定为二区220～230℃，三区230～240℃，四区240～250℃，五区220～230℃，六区210～220℃，七区200～210℃，八区200～210℃，九区200～210℃，机头温度190℃～200℃，经混炼剪切挤出条状共混物经水槽进行冷却，冷却后进入切粒机造粒得到玻纤增强型AS树脂抗静电材料。

实施例2

玻纤增强型AS树脂抗静电材料，按质量百分比计由以下组分制得：AS树脂粒料64％，玻璃纤维30％，抗静电剂3.5％，偶联剂0.4％，热稳定剂0.1％，耐迁移剂1％，相容剂1.0％。AS树脂密度是1.1g/cm3，AS树脂是丙烯腈和苯乙烯的共聚物，丙烯腈含量是35％，苯乙烯含量是65％，制备方法及其它与实施例1相同。

实施例3

玻纤增强型AS树脂抗静电材料，按质量百分比计由以下组分制得：AS树脂粒料50％，玻璃纤维40％，抗静电剂3％，偶联剂0.7％，热稳定剂0.3％，耐迁移剂2.0％，相容剂4.0％。AS树脂是丙烯腈和苯乙烯的共聚物，丙烯腈含量是40％，苯乙烯含量是60％，制备方法及其它与实施例1相同。

实施例4

玻纤增强型AS树脂抗静电材料，按质量百分比计由以下组分制得：AS树脂粒料50％，玻璃纤维40％，抗静电剂4.5％，偶联剂0.4％，热稳定剂0.1％，耐迁移剂1％，相容剂1.0％。AS树脂是丙烯腈和苯乙烯的共聚物，丙烯腈含量是40％，苯乙烯含量是60％，制备方法及其它与实施例1相同。

实施例5

玻纤增强型AS树脂抗静电材料，按质量百分比计由以下组分制得：AS树脂粒料60％，玻璃纤维30％，抗静电剂5％，偶联剂0.4％，热稳定剂0.1％，耐迁移剂1％，相容剂3.5％。AS树脂是丙烯腈和苯乙烯的共聚物，丙烯腈含量是40％，苯乙烯含量是60％，制备方法及其它与实施例1相同。

实施例6

玻纤增强型AS树脂抗静电材料，按质量百分比计由以下组分制得：AS树脂粒料85％，玻璃纤维10％，抗静电剂2％，偶联剂0.4％，热稳定剂0.1％，耐迁移剂1％，相容剂1.5％。AS树脂是丙烯腈和苯乙烯的共聚物，丙烯腈含量是40％，苯乙烯含量是60％，制备方法及其它与实施例1相同。

实施例7

玻纤增强型AS树脂抗静电材料，按质量百分比计由以下组分制得：AS树脂粒料45％，玻璃纤维50％，抗静电剂2％，偶联剂0.4％，热稳定剂0.1％，耐迁移剂1％，相容剂1.5％。AS树脂是丙烯腈和苯乙烯的共聚物，丙烯腈含量是40％，苯乙烯含量是60％，制备方法及其它与实施例1相同。

下表是按照上述实施例1～7的配方制备的玻纤增强型AS树脂抗静电材料与纯AS树脂的性能对比数据，材料的抗静电性能采用Z C-36型高阻计按照GB/T1410-2006测试。拉伸强度测试按照GB/T 1040-1992进行，拉伸速度为50mm/min。简支梁冲击强度按照GB 1043-1993进行。

Claims

1.玻纤增强型AS树脂抗静电材料，其特征在于按质量百分比计由以下组分制得:AS树脂45～85%，玻璃纤维10～50%，抗静电剂2～6%，偶联剂0.1～1.0%，热稳定剂0.1～0.5%，耐迁移剂1～5%，相容剂0.5～8%，上述各组分总和为100%；AS树脂是丙烯腈和苯乙烯的共聚物，丙烯腈含量是25～45%，苯乙烯含量是55～75%；所述AS树脂密度是1.0～1.1g/cm3；玻璃纤维是无碱无捻增强纱，单根丝直径10～20μm，碱金属氧化物含量≤2%；所述偶联剂为硅烷偶联剂；抗静电剂为季铵盐类抗静电剂；所述耐迁移剂为聚醚酯酰胺。

2.根据权利要求1所述的玻纤增强型AS树脂抗静电材料，其特征在于按质量百分比计由以下组分制得:AS树脂50～75%，玻璃纤维20～40%，抗静电剂2～6%，偶联剂0.1～1.0%，热稳定剂0.1～0.5%，耐迁移剂1～5%，相容剂0.5～8%。

3.根据权利要求1或2所述的玻纤增强型AS树脂抗静电材料，其特征在于所述相容剂为苯乙烯与马来酸酐共聚物；所述热稳定剂是磷酸三苯酯、亚磷酸三苯酯或酚类热稳定剂中的一种或两种。

4.根据权利要求3所述的玻纤增强型AS树脂抗静电材料，其特征在于所述聚醚酯酰胺是聚酰胺与扩链剂、聚乙二醇的共聚物，聚酰胺是己内酰胺水解后的产物，数均分子量为800～2000，聚乙二醇的数均分子量为2000～8000，扩链剂是己二酸、癸二酸、己二胺、异氰酸酯中的一种；季铵盐类抗静电剂的总胺值是150KOHmg/g以上，热分解温度是280℃以上。

5.玻纤增强型AS树脂抗静电材料的制备方法，其特征在于依次包括以下步骤：（1）将权利要求1所述AS树脂、抗静电剂、偶联剂、热稳定剂、耐迁移剂和相容剂加入混合机混合均匀，得到共混物；（2）再将共混物导入双螺杆挤出机中混炼挤出，并在双螺杆挤出机的纤维加料口加入玻璃纤维，经混炼剪切挤出共混物并冷却，冷却后进入切粒机造粒得到玻纤增强型AS树脂抗静电材料。

6.根据权利要求5所述的玻纤增强型AS树脂抗静电材料的制备方法，其特征在于AS树脂、抗静电剂、偶联剂、热稳定剂、耐迁移剂和相容剂在70℃下干燥2～4小时后加入混合机混合3～15分钟。