CN104479237A - 一种抗静电陶瓷纤维增强as复合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明创造提供一种抗静电陶瓷纤维增强AS复合物及其制备方法。所述的陶瓷纤维增强AS材料由下述重量百分比的组分组成：AS树脂41-79％；陶瓷纤维10-30％；偶联剂0-2％；相容剂1-5％；热稳定剂0-2％；抗氧剂0-2％；加工助剂0-2％；抗静电剂10-15％；分散剂0-1％。其中，所述的AS树脂为苯乙烯-丙烯腈共聚物，共聚物中苯乙烯的重量百分比含量为15％-50％。本发明制备的陶瓷纤维增强AS树脂具备优异的耐热性能、良好的力学性能和抗静电性能，能够满足空调、笔记本等家电、办公产品的零部件的使用要求。

Description

一种抗静电陶瓷纤维增强AS复合物及其制备方法

技术领域

本发明创造属于高分子材料及其成型加工领域，具体涉及一种抗静电陶瓷纤维增强AS复合物及其制备方法。

背景技术

陶瓷纤维是一种集传统绝热材料、耐火材料优良性能于一体的纤维状轻质耐火材料，其直径一般为2μm～5μm，长度多为30mm～250mm，纤维表面呈光滑的圆柱形，横截面通常是圆形。其结构特点是气孔率高(一般大于90％)，而且气孔孔径和比表面积大。

由于陶瓷纤维的气孔中的空气具有良好的隔热作用，因而纤维中气孔孔径的大小及气孔的性质(开气孔或闭气孔)对其导热性能具有决定性的影响。实际上，陶瓷纤维的内部组织结构是一种由固态纤维与空气组成的混合结构，其显微结构特点在固相和气相都是以连续相的形式存在，因此，在这种结构中，固态物质以纤维状形式存在，并构成连续相骨架，而气相则连续存在于纤维材料的骨架间隙之中。正是由于陶瓷纤维具有这种结构，使其气孔率较高、气孔孔径和比表面积较大，从而使陶瓷纤维具有优良的隔热性能和较小的体积密度。多用于工业绝缘、密封，防护材料、电热装置绝缘、隔热材料，仪器设备、电热元件的绝缘和隔热材，汽车行业隔热材料等。

苯乙烯-丙烯腈树脂(以下简称为AS)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。苯乙烯成份使AS坚硬、透明并易于加工；丙烯腈成份使AS具有化学稳定性和热稳定性。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，是一种重要的工程塑料。

传统工艺多采用向AS树脂中加入玻璃纤维以提高其拉伸强度、弯曲强度和模量，但对其耐热性能、阻燃性能方面的优化不太理想，不能够满足应用要求。因此，需要进一步的改进以提高其综合性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗静电陶瓷纤维增强AS复合物及其制备方法，以克服现有技术存在的缺陷，在添加少量陶瓷纤维的基础上，赋予材料优异的耐热性能、力学性能和抗静电性能。

为解决上述技术问题，本发明创造采用的技术方案是：一种抗静电陶瓷纤维增强AS复合物，由下述重量百分比的组分组成：

其中，所述的AS树脂为苯乙烯-丙烯腈共聚物，共聚物中苯乙烯的重量百分比含量为15％-50％。

优选的，所述抗静电陶瓷纤维增强AS复合物，其特征在于，由下述重量百分比的组分组成：

其中，所述的AS树脂为苯乙烯-丙烯腈共聚物，共聚物中苯乙烯的重量百分比含量为15％-50％。

所述的陶瓷纤维为高温(HT)型的陶瓷纤维，纤维直径2～4微米。

所述的偶联剂为磷酸酯偶联剂、硅烷偶联剂和缩水甘油酯中的一种或两种以上的混合物。

所述的相容剂为苯乙烯马来酸酐共聚物。

所述的热稳定剂为二苯基对苯二胺、4-羟基十八烷酰替苯胺、亚磷酸三苯酯、亚磷酸辛二苯酯和硫代二丙酸二月桂酯中的至少一种。

所述的抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168中的任意一种或两种的混合物。

所述的抗静电剂为永久型抗静电剂，其成分中包含金属盐和聚氧乙烯；具体为三洋化成的PELESTAT 6500。

所述的分散剂为羟丙基甲基纤维素(HPMC)和或聚丙烯酰胺(PAM)中的任意一种或两种的混合物。

本发明的另一目的是提供一种所述的抗静电陶瓷纤维增强AS复合物的制备方法，具体步骤如下：

1)按照权利要求1的重量比称取原料，将AS树脂与偶联剂、相容剂、热稳定剂、抗氧剂、加工助剂、抗静电剂、分散剂预先在高速混料机中充分混匀，得共混料；

2)将步骤1)中所得共混料加入长径比为(32～40)∶1，挤出温度为180-240℃，主机转速为300-500rpm的强剪切双螺杆挤出机中，同时通过侧向喂料口均匀加入陶瓷纤维，熔融挤出，拉条、冷却、切粒、干燥后得到最终产品。

本发明创造具有的优点和积极效果是：本发明采用陶瓷纤维替代常用的玻璃纤维，在降低陶瓷纤维添加量的同时，赋予了材料更加优异的耐热性能、良好的力学性能和抗静电性能，能够满足空调、笔记本等家电、办公产品的零部件的使用要求。同时，通过在配方中添加分散剂，降低了陶瓷纤维的成球率，提高了陶瓷纤维的均匀分散性，保证了材料综合性能的连续稳定性；发明中所用的阻燃剂中含有纳米、微米无机助剂，他们改善材料阻燃性能的同时，可以提高材料的力学性能，纳米微米物质可以将无机物的刚性尺寸稳定性与聚合物的韧性有机的结合起来，增强了复合材料的刚性、强度、耐热性能。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细、清楚、完整的说明。

本发明实施例中所选用的材料为：

AS树脂选自台湾台化的NF2200；

陶瓷纤维为河北滦平奥特斯丁工业有限公司生产，规格为高温(HT)型的陶瓷纤维，纤维直径2～4微米。

磷酸酯偶联剂采用美国Kenrich公司牌号为KR-238S的产品；

硅烷偶联剂采用采用国内青岛海大化工有限公司牌号为A-151的产品；

缩水甘油酯采用日本三井化学牌号为R-140的产品；

相容剂采用南京银新化工有限公司生产的苯乙烯马来酸酐共聚物；

热稳定剂采用上海江莱生物科技有限公司生产的二苯基对苯二胺和亚磷酸三苯酯；

抗氧剂采用由常州市腾扬化工有限公司生产的酚类主抗氧剂1010和辅助抗氧剂168制成；

加工助剂中的低分子酯类、酰胺类(具体为低分子硬脂酸和芥酸酰胺)均为郑州鑫兴化工有限公司生产；

抗静电剂采用三洋化成的PELESTAT 6500；

分散剂为山东瑞泰化工有限公司生产的HPMC或PAM。

实施例1-5和对比例1-2的配方见表1。

表1实施例与对比例配方表

各实施例和对比例的抗静电陶瓷纤维增强AS复合物的制备方法按下列步骤进行：

1)按照实施例或对比例中的重量比称取原料，将AS树脂与偶联剂、相容剂、热稳定剂、抗氧剂、加工助剂、抗静电剂、分散剂预先在高速混料机中充分混匀，得共混料；

2)将步骤1)中所得共混料加入长径比为(32～40)∶1，挤出温度为180-240℃，主机转速为300-500rpm的强剪切双螺杆挤出机中，同时通过侧向喂料口均匀加入陶瓷纤维，熔融挤出，拉条、冷却、切粒、干燥后得到最终产品。

将实施例产品进行各种性能试验，性能测试标准见表2：

表2性能测试标准

性能参数	测试标准	单位
			拉伸强度	ISO 527	MPa
弯曲强度	ISO 178	MPa
			弯曲模量	ISO 178	MPa
缺口冲击强度	ISO 180	KJ/m2
			热变形温度	ISO 75	℃
密度	ISO 1183	g/cm3
			表面电阻率	IEC 93	Ω

实施例和对比例中的相应配方的性能测试数据对比表：

表3性能测试数据对比表

对比例1是玻璃纤维作为增强组分时材料性能与实施例1的对比，由对比数据得出：添加陶瓷纤维的阻燃性能明显优于对比例1，说明添加陶瓷纤维比添加玻璃纤维对抗静电AS复合材料的增强效果更好，同时，添加陶瓷纤维的材料力学性能也得到了加强。

对比例2是无分散剂时抗静电AS复合材料与实施例1的对比，由对比数据得出：无分散剂时时材料的增强效果大大降低，可见分散剂对陶瓷纤维对抗静电AS复合材料的增强作用起着十分重要的作用，当无分散剂时，陶瓷纤维在材料中分散效果差，严重影响了增强效果。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种抗静电陶瓷纤维增强AS复合物，其特征在于，由下述重量

百分比的组分组成：

其中，所述的AS树脂为苯乙烯-丙烯腈共聚物，共聚物中苯乙烯的重量百分比含量为15％-50％。

2.一种抗静电陶瓷纤维增强AS复合物，其特征在于，由下述重量百分比的组分组成：

其中，所述的AS树脂为苯乙烯-丙烯腈共聚物，共聚物中苯乙烯的重量百分比含量为15％-50％。

3.根据权利要求1所述的抗静电陶瓷纤维增强AS复合物，其特征在于，所述的陶瓷纤维为高温(HT)型的陶瓷纤维，纤维直径2～4微米。

4.根据权利要求1所述的抗静电陶瓷纤维增强AS复合物，其特征在于，所述的偶联剂为磷酸酯偶联剂、硅烷偶联剂和缩水甘油酯中的一种或两种以上的混合物。

5.根据权利要求1所述的抗静电陶瓷纤维增强AS复合物，其特征在于，所述的相容剂为苯乙烯马来酸酐共聚物。

6.根据权利要求1所述的抗静电陶瓷纤维增强AS复合物，其特征在于，所述的热稳定剂为二苯基对苯二胺、4-羟基十八烷酰替苯胺、亚磷酸三苯酯、亚磷酸辛二苯酯和硫代二丙酸二月桂酯中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的抗静电陶瓷纤维增强AS复合物，其特征在于，所述的抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168中的任意一种或两种的混合物。

8.根据权利要求1所述的抗静电陶瓷纤维增强AS复合物，其特征在于，所述的抗静电剂为三洋化成的PELESTAT 6500。

9.根据权利要求1所述的抗静电陶瓷纤维增强AS复合物，其特征在于，所述的分散剂为羟丙基甲基纤维素和或聚丙烯酰胺中的任意一种或两种的混合物。

10.一种如权利要求1所述的抗静电陶瓷纤维增强AS复合物的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)按照权利要求1的重量比称取原料，将AS树脂与偶联剂、相容剂、热稳定剂、抗氧剂、加工助剂、抗静电剂、分散剂预先在高速混料机中充分混匀，得共混料；

2)将步骤1)中所得共混料加入长径比为(32～40)∶1，挤出温度为180-240℃，主机转速为300-500rpm的强剪切双螺杆挤出机中，同时通过侧向喂料口均匀加入陶瓷纤维，熔融挤出，拉条、冷却、切粒、干燥后得到最终产品。