CN109593283A - 一种抗静电聚苯乙烯复合材料、制备方法及其评价方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种抗静电聚苯乙烯复合材料、制备方法及其评价方法，其抗静电聚苯乙烯复合材料包括如下重量份数的组分：包括如下重量份数的组分：聚苯乙烯：29‑65份、核壳弹性体增韧剂：25‑40份、马来酸酐接枝聚乙烯：2‑10份、乙烯和辛烯的共聚单体聚合物：5‑20份；永久型抗静电剂：0.5‑2份；抗氧化剂：0.2‑1份。本发明所述的一种抗静电聚苯乙烯复合材料、制备方法及其评价方法，以开发出可以达到多轴冲击测试标准的抗静电聚苯乙烯复合材料。

Description

一种抗静电聚苯乙烯复合材料、制备方法及其评价方法
技术领域
本发明属于改性塑料领域，尤其是涉及一种抗静电聚苯乙烯复合材料、制备方法及其评价方法。
背景技术
聚苯乙烯为通用塑料的第三大品种，它具有透明、成型性好、刚性好、易染色、低吸湿性和价格低廉等优点，在包装、电子、建筑、汽车家电、仪表、日用品和玩具等行业已得到广泛应用。但聚苯乙烯较脆，冲击强度低。因而增加其韧性一直是PS改性的重要课题。
然而，现有技术中公开的聚苯乙烯复合材料的缺点是没有获得令人满意的冲击韧性和良好的延展性能的综合，而且，现有技术公开的聚苯乙烯组合物均存在延展性较低的特点。另外，随着人们生活水平的提高，产品人性化、健康化将是竞争的焦点之一。在家电、日用品等领域都对材料有抗静电要求。
另外，由于聚苯乙烯材料为电的不良导体，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。
综上所述，为满足高性能材料需求，本发明研究开发出可以通过多轴冲击测试的抗静电聚苯乙烯复合材料。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种抗静电聚苯乙烯复合材料、制备方法及其评价方法，以开发出可以达到多轴冲击测试标准的抗静电聚苯乙烯复合材料。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种抗静电聚苯乙烯复合材料，包括如下重量份数的组分：聚苯乙烯：29-65份、核壳弹性体增韧剂：25-40份、马来酸酐接枝聚乙烯：2-10份、乙烯和辛烯的共聚单体聚合物：5-20份；永久型抗静电剂：0.5-2份；抗氧化剂：0.2-1份。
优选的，包括如下重量份数的组分：聚苯乙烯：40-65份、核壳弹性体增韧剂：25-30份、马来酸酐接枝聚乙烯：5-10份、乙烯和辛烯的共聚单体聚合物：15-20份；永久型抗静电剂：0.5-2份；抗氧化剂：0.2-0.4份。
优选的，所述聚苯乙烯为高抗冲聚苯乙烯，熔体流动速率为3-6g/10min(200℃，5kg),且悬臂梁缺口冲击强度>9kJ/m2。
优选的，所述的核壳弹性体增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯的核壳弹性体。
优选的，所述马来酸酐接枝聚乙烯中马来酸酐的接枝率为30-60％。
优选的，所述乙烯与辛烯共聚单体的聚合物，乙烯含量为80-95wt％，共聚单体为5-20wt％；优选的，辛烯的共聚单体密度为0.928g/cm3，熔体流动速率在190℃、2.16kg的条件下为18g/10min。
优选的，永久型抗静电剂包括金属盐和聚氧乙烯。
优选的，所述抗氧化剂包括汽巴1010。
一种抗静电聚苯乙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将原料均匀混合，从挤出机的主喂料口喂入，原料在挤出机中熔融、挤出、造粒，得到抗静电聚苯乙烯复合材料；优选的，所述挤出机为双螺杆挤出机，所述的熔融温度为80-240℃，主机转速500-700转/分钟。
一种评价抗静电聚苯乙烯复合材料性能的方法，采用低温多轴冲击强度测试方法进行性能评价。
相对于现有技术，本发明所述的种抗静电聚苯乙烯复合材料、制备方法及其评价方法具有以下优势：
(1)本发明的聚苯乙烯复合材料满足冲击韧性和延展性综合性能高；
(2)且通过多种性能测试进行评价，满足低温多轴冲击强度的韧性要求；
(3)本发明添加抗静电剂后，制备的聚苯乙烯复合材料具有优异的抗静电效果，使聚苯乙烯材料的表面电阻率从1016Ω降低到108Ω，抗静电效果良好。
作用原理分析：
在聚苯乙烯原料中添加增韧剂，提高整体的增韧效果；且增韧剂选择弹性体，在乙烯和辛烯的共聚单体聚合物作为增韧协效剂的调节下，马来酸酐接枝聚乙烯作为相容剂，使分散效果更均匀细化，有利于材料优异的延展性能；且添加抗静电剂，达到多种功能的实现。
具体实施方式
除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
下面结合实施例来详细说明本发明。
测试方法
(1)拉伸强度/断裂伸长率：按ISO527测试；速度为50mm/min；
(2)悬臂梁缺口冲击强度：按ISO180测试；
(3)弯曲模量：按ISO178测试，速度为2mm/min；
(4)密度：按ISO1183测试；
(5)熔体流动速率(MFR)：按ISO1133测试，条件230℃，2.16Kg；
(6)多轴冲击强度：按ASTM D3763测试，冲击速度为6.6m/s，冲击头直径为12.7mm，支撑圈直径为76.2mm。
(7)抗静电率：采用中国轻工行业标准QB/T 2591-2003《抗静电塑料——抗静电性能评价及其测试方法》标准。实验菌种为大肠杆菌，金黄色葡萄球菌。
实施方法：
以下实施例和对比例中，挤出机熔融挤出的加工条件如下：一区温度80-100℃，二区温度150-170℃，三区温度150-170，四区温度150-170℃，五区温度170-190℃，六区温度170-190℃，七区温度170-190℃，八区温度170-190℃，九区温度190-200℃，主机转速500-700转/分钟。
实施例1-4，对比例1-2
一种改性聚苯乙烯复合材料，其原料配方如表1，表2所示，其制备方法包括以下步骤：
将原料均匀混合，然后从挤出机的主喂料口喂入；原料在挤出机中熔融、挤出、造粒后得到聚苯乙烯组合物。将粒料注塑成相应试样进行测试，测试结果见表3。
聚苯乙烯：雅仕德，HIPS MA5210；
马来酸酐接枝聚乙烯：马来酸酐的接枝率60％。
乙烯和辛烯的共聚单体聚合物：乙烯含量为80wt％，共聚单体为20wt％，辛烯的共聚单体密度为0.928g/cm3，熔体流动速率在190℃、2.16kg的条件下为18g/10min；
核壳弹性体增韧剂：日本钟渊化学,MBS M-521
抗氧剂：巴斯夫汽巴1010；
抗静电剂：三洋化成的PELESTAT 6500。
表1实施例和对比例的改性聚苯乙烯复合材料的原料配方(按质量份数/kg)
表3实施例和对比例的改性聚苯乙烯复合材料的测试数据
由产品测试结果可以看出：与实施例相比对比例1-3未添加抗静电剂，其表面电阻率高，与添加抗静电剂的实施例1-4相比，储存的静电多，且容易积尘；
且乙烯和辛烯的共聚单体、马来酸酐接枝聚乙烯共同影响低温多轴冲击性能、延展性能和韧性的整体性能。低温多轴冲击性能与其它力学性能共同评判聚苯乙烯复合材料的整体性能，更能确保制件的安全性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抗静电聚苯乙烯复合材料，其特征在于：包括如下重量份数的组分：聚苯乙烯：29-65份、核壳弹性体增韧剂：25-40份、马来酸酐接枝聚乙烯：2-10份、乙烯和辛烯的共聚单体聚合物：5-20份；永久型抗静电剂：0.5-2份；抗氧化剂：0.2-1份。
2.根据权利要求1所述的一种抗静电聚苯乙烯复合材料，其特征在于：包括如下重量份数的组分：聚苯乙烯：40-65份、核壳弹性体增韧剂：25-30份、马来酸酐接枝聚乙烯：5-10份、乙烯和辛烯的共聚单体聚合物：15-20份；永久型抗静电剂：0.5-2份；抗氧化剂：0.2-0.4份。
3.根据权利要求1所述的一种抗静电聚苯乙烯复合材料，其特征在于：所述聚苯乙烯为高抗冲聚苯乙烯，熔体流动速率为3-6g/10min(200℃，5kg),且悬臂梁缺口冲击强度>9kJ/m2。
4.根据权利要求1所述的一种抗静电聚苯乙烯复合材料，其特征在于：所述的核壳弹性体增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯的核壳弹性体。
5.根据权利要求1所述的一种抗静电聚苯乙烯复合材料，其特征在于：所述马来酸酐接枝聚乙烯中马来酸酐的接枝率为30-60％。
6.根据权利要求1所述的一种抗静电聚苯乙烯复合材料，其特征在于：所述乙烯与辛烯共聚单体的聚合物，乙烯含量为80-95wt％，共聚单体为5-20wt％；优选的，辛烯的共聚单体密度为0.928g/cm3，熔体流动速率在190℃、2.16kg的条件下为18g/10min。
7.根据权利要求1所述的一种抗静电聚苯乙烯复合材料，其特征在于：永久型抗静电剂包括金属盐和聚氧乙烯。
8.根据权利要求1所述的一种抗静电聚苯乙烯复合材料，其特征在于：所述抗氧化剂包括汽巴1010。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的抗静电聚苯乙烯复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
将原料均匀混合，从挤出机的主喂料口喂入，原料在挤出机中熔融、挤出、造粒，得到抗静电聚苯乙烯复合材料；优选的，所述挤出机为双螺杆挤出机，所述的熔融温度为80-240℃，主机转速500-700转/分钟。
10.一种评价如权利要求1-8任一项所述的抗静电聚苯乙烯复合材料性能的方法，其特征在于：采用低温多轴冲击强度测试方法进行性能评价。
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