CN110305424A - 一种抗静电型家居装饰板材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗静电型家居装饰板材及其制备方法。它由如下重量份数的原料制成：热塑性塑料80‑120份，木粉50‑80份，复合抗静电剂1‑5份，导电填料6‑12份，增塑剂1‑3份，偶联剂2‑5份。本发明制备的抗静电型家居装饰板材，采用复合抗静电剂，相比单剂抗静电效果显著增强，加入导电填料，偶联剂和增塑剂的组合助剂，在增强材料的可塑性的同时，进一步增强了材料的抗静电效果，并且不降低材料的力学性能。

Description

一种抗静电型家居装饰板材及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料制备技术领域，具体涉及一种抗静电型家居装饰板材及其制备方法。
背景技术
目前，越来越多的家居装饰板材采用木塑复合材料，木塑复合材料是一种以热塑性塑料为基体、木质纤维材料为填料，通过添加一些助剂，采用挤出、模压、注塑等方式加工而成的环保型复合材料，当作为建筑和装饰材料使用时具有火灾隐患，易产生静电。
具有良好电绝缘性的热塑性塑料与木质纤维材料进行复合后仍保持较好的电绝缘性能，受摩擦时表面会产生静电荷，这些静电荷如果过度积聚则会对人体健康和电子设备产生危害，干扰电子设备的正常运行。
热塑性塑料的表面电阻一般为1016-1018Ω，国家规定抗静电产品的表面电阻率要达到107-1010Ω，必须对热塑性塑料进行抗静电处理。目前，主要采取添加抗静电剂及导电填料的方法，抗静电剂根据作用基团的不同可分为离子型、非离子型和高分子永久型抗静电剂，导电填料则包括金属粉末、导电炭黑、可膨胀石墨、碳纤维、石墨烯等。离子型、非离子型抗静电剂大多为亲水性抗静电剂，主要通过分子中的亲水基团迁移到材料表面，吸收周围大气环境中的水分，产生传导电荷的离子结构，耗散材料表面的静电荷，其发挥性能强烈依赖于周围环境的相对湿度；高分子永久型抗静电剂主要是依靠与聚合物基体的相容性以期达到均匀分散状态，通过具有较强运动能力的分子链运动实现静电荷的有效传导，从而降低材料的体积电阻，但抗静电效果低；如果将两者混用，一般会有协同拮抗效果更差；导电填料通过在聚合物基体中的均匀分散实现对静电电荷的传导耗散，其抗静电作用效果与其添加量密切相关，但导电填料的用量通常较大，费用较高，且添加量高会严重降低材料的力学性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗静电型家居装饰板材及其制备方法。
一种抗静电型家居装饰板材，由如下重量份数的原料制成：热塑性塑料80-120份，木粉50-80份，复合抗静电剂1-5份，导电填料6-12份，增塑剂1-3份，偶联剂2-5份。
所述热塑性塑料为高密度聚乙稀、聚丙稀、聚氯乙烯、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚合物或聚碳酸酯。
优选的，所述复合抗静电剂为全氟丁磺酸三甲基新戊基铵盐和脂肪胺聚氧乙烯醚按照质量比1：1混合的混合物；该复合抗静电剂应用于本发明的装饰板材中，抗静电效果显著比单剂增强，具有明显的协同增效效果。
所述导电填料为导电炭黑、可膨胀石墨、碳纤维或石墨烯。
所述增塑剂为邻苯二甲酸二异癸酯或甲基丙烯酸为主链接枝PEO支链聚羧酸。
所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550，KH570，DL602或DL171。
上述偶联剂，增塑剂，导电填料的使用，在增强材料塑性的同时，进一步增强了材料的抗静电性能。本发明选用的导电填料使用量较少，不会降低材料的力学性能。
上述抗静电型家居装饰板材的制备方法，按照如下步骤进行：
(1)按照重量份数，取热塑性塑料80-120份，增塑剂1-3份，偶联剂2-5份，在60-90℃条件下，置于搅拌机内混合20-30分钟；
(2)加入木粉50-80份，复合抗静电剂1-5份，导电填料6-12份，混合20-30分钟；
(3)将步骤(2)制备的混合料置于双螺杆挤出机中，经熔融挤出、冷却、造粒、包装成品制成。
所述双螺杆挤出机的螺筒内温度为：一区170-180℃，二区180-190℃，三区190-200℃，机头190-200℃，双螺杆挤出机转速为200-500转/分。
本发明的有益效果：本发明制备的抗静电型家居装饰板材，采用复合抗静电剂，相比单剂抗静电效果显著增强，加入导电填料，偶联剂和增塑剂的组合助剂，在增强材料的可塑性的同时，进一步增强了材料的抗静电效果，并且不降低材料的力学性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种抗静电型家居装饰板材，由如下原料制成：聚氯乙烯100kg，木粉60kg，复合抗静电剂3kg，可膨胀石墨8kg，邻苯二甲酸二异癸酯2kg，硅烷偶联剂KH550 3kg；所述复合抗静电剂为全氟丁磺酸三甲基新戊基铵盐和脂肪胺聚氧乙烯醚按照质量比1：1混合的混合物。
上述抗静电型家居装饰板材的制备方法，按照如下步骤进行：
(1)按照重量份数，取聚氯乙烯100kg，邻苯二甲酸二异癸酯2kg，硅烷偶联剂KH5503kg，在75℃条件下，置于搅拌机内混合25分钟；
(2)加入木粉60kg，复合抗静电剂3kg，可膨胀石墨8kg，混合25分钟；
(3)将步骤(2)制备的混合料置于双螺杆挤出机中，经熔融挤出、冷却、造粒、包装成品制成；所述双螺杆挤出机的螺筒内温度为：一区175℃，二区185℃，三区195℃，机头195℃，双螺杆挤出机转速为400转/分。
实施例2
一种抗静电型家居装饰板材，由如下重量份数的原料制成：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚合物80kg，木粉55kg，复合抗静电剂2kg，导电炭黑6kg，甲基丙烯酸为主链接枝PEO支链聚羧酸1kg，硅烷偶联剂KH570 2kg；所述复合抗静电剂为全氟丁磺酸三甲基新戊基铵盐和脂肪胺聚氧乙烯醚按照质量比1：1混合的混合物；
上述抗静电型家居装饰板材的制备方法，按照如下步骤进行：
(1)按照重量份数，取丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚合物80kg，甲基丙烯酸为主链接枝PEO支链聚羧酸1kg，硅烷偶联剂KH570 2kg，在80℃条件下，置于搅拌机内混合20分钟；
(2)加入木粉55kg，复合抗静电剂2kg，导电炭黑6kg，混合20分钟；
(3)将步骤(2)制备的混合料置于双螺杆挤出机中，经熔融挤出、冷却、造粒、包装成品制成；所述双螺杆挤出机的螺筒内温度为：一区170℃，二区180℃，三区190℃，机头190℃，双螺杆挤出机转速为300转/分。
实施例3
一种抗静电型家居装饰板材，由如下重量份数的原料制成：高密度聚乙稀110kg，木粉75kg，复合抗静电剂5kg，碳纤维10kg，邻苯二甲酸二异癸酯3kg，硅烷偶联剂DL6024kg；所述复合抗静电剂为全氟丁磺酸三甲基新戊基铵盐和脂肪胺聚氧乙烯醚按照质量比1：1混合的混合物。
上述抗静电型家居装饰板材的制备方法，按照如下步骤进行：
(1)按照重量份数，取高密度聚乙稀110kg，邻苯二甲酸二异癸酯3kg，硅烷偶联剂DL602 4kg，在90℃条件下，置于搅拌机内混合22分钟；
(2)加入木粉75kg，复合抗静电剂5kg，碳纤维10kg，混合22分钟；
(3)将步骤(2)制备的混合料置于双螺杆挤出机中，经熔融挤出、冷却、造粒、包装成品制成；所述双螺杆挤出机的螺筒内温度为：一区180℃，二区190℃，三区200℃，机头200℃，双螺杆挤出机转速为500转/分。
对比例1
一种抗静电型家居装饰板材，由如下原料制成：聚氯乙烯100kg，木粉60kg，全氟丁磺酸三甲基新戊基铵盐3kg，可膨胀石墨8kg，邻苯二甲酸二异癸酯2kg，硅烷偶联剂KH5503kg。
上述抗静电型家居装饰板材的制备方法，按照如下步骤进行：
(1)按照重量份数，取聚氯乙烯100kg，邻苯二甲酸二异癸酯2kg，硅烷偶联剂KH5503kg，在75℃条件下，置于搅拌机内混合25分钟；
(2)加入木粉60kg，全氟丁磺酸三甲基新戊基铵盐3kg，可膨胀石墨8kg，混合25分钟；
(3)将步骤(2)制备的混合料置于双螺杆挤出机中，经熔融挤出、冷却、造粒、包装成品制成；所述双螺杆挤出机的螺筒内温度为：一区175℃，二区185℃，三区195℃，机头195℃，双螺杆挤出机转速为400转/分。
对比例2
一种抗静电型家居装饰板材，由如下原料制成：聚氯乙烯100kg，木粉60kg，脂肪胺聚氧乙烯醚3kg，可膨胀石墨8kg，邻苯二甲酸二异癸酯2kg，硅烷偶联剂KH550 3kg。
上述抗静电型家居装饰板材的制备方法，按照如下步骤进行：
(1)按照重量份数，取聚氯乙烯100kg，邻苯二甲酸二异癸酯2kg，硅烷偶联剂KH5503kg，在75℃条件下，置于搅拌机内混合25分钟；
(2)加入木粉60kg，脂肪胺聚氧乙烯醚3kg，可膨胀石墨8kg，混合25分钟；
(3)将步骤(2)制备的混合料置于双螺杆挤出机中，经熔融挤出、冷却、造粒、包装成品制成；所述双螺杆挤出机的螺筒内温度为：一区175℃，二区185℃，三区195℃，机头195℃，双螺杆挤出机转速为400转/分。
对比例3
一种抗静电型家居装饰板材，由如下原料制成：聚氯乙烯100kg，木粉60kg，复合抗静电剂3kg；所述复合抗静电剂为全氟丁磺酸三甲基新戊基铵盐和脂肪胺聚氧乙烯醚按照质量比1：1混合的混合物。
上述抗静电型家居装饰板材的制备方法，按照如下步骤进行：
(1)按照重量份数，取聚氯乙烯100kg，在75℃条件下，置于搅拌机内搅拌25分钟；
(2)加入木粉60kg，复合抗静电剂3kg，混合25分钟；
(3)将步骤(2)制备的混合料置于双螺杆挤出机中，经熔融挤出、冷却、造粒、包装成品制成；所述双螺杆挤出机的螺筒内温度为：一区175℃，二区185℃，三区195℃，机头195℃，双螺杆挤出机转速为400转/分。
实验例1：
参照GB/T1410-2006标准，采用体积表面电阻测定仪分别测试每个抗静电木塑试样的体积电阻和表面电阻，试样尺寸为10mmx10mmx5mm，然后，根据下面的公式1、2分别计算试样的体积电阻率和表面电阻率
公式1：
式中，为体积电阻率，单位为欧姆厘米(Ω.cm)；Rv为按仪器操作规范测试得到的体积电阻，单位为欧姆(Ω)；A为被保护电极的有效面积，单位为平方厘米(cm2)；H为试样的平均厚度，单位为厘米(cm)。
公式2：
式中，为表面电阻率，单位为欧姆厘米(Ω)；Rs为按仪器操作规范测试得到的体积电阻，单位为欧姆(Ω)；P为特定使用电极装置中被保护电极的有效周长，单位为厘米(cm)；g为两电极间的距离，单位为厘米(cm)。
分别测试实施例1-3及对比例1-3的产品的体积电阻率和表面电阻率对照样品采用市售木塑装饰板材，测试结果见表1-2：
表1
注：*代表与对照组比较P<0.05。
表2
注：*代表与实施例1比较P<0.05。

Claims (8)

1.一种抗静电型家居装饰板材，其特征在于，由如下重量份数的原料制成：热塑性塑料80-120份，木粉50-80份，复合抗静电剂1-5份，导电填料6-12份，增塑剂1-3份，偶联剂2-5份。
2.根据权利要求1所述静电型家居装饰板材，其特征在于，所述热塑性塑料为密度聚乙稀、聚丙稀、聚氯乙烯、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚合物或聚碳酸酯。
3.根据权利要求1所述静电型家居装饰板材，其特征在于，所述复合抗静电剂为全氟丁磺酸三甲基新戊基铵盐和脂肪胺聚氧乙烯醚按照质量比1：1混合的混合物。
4.根据权利要求1所述静电型家居装饰板材，其特征在于，所述导电填料为导电炭黑、可膨胀石墨、碳纤维或石墨烯。
5.根据权利要求1所述静电型家居装饰板材，其特征在于，所述增塑剂为邻苯二甲酸二异癸酯或甲基丙烯酸为主链接枝PEO支链聚羧酸。
6.根据权利要求1所述静电型家居装饰板材，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550，KH570，DL602或DL171。
7.权利要求1所述抗静电型家居装饰板材的制备方法，其特征在于，按照如下步骤进行：
(1)按照重量份数，取热塑性塑料80-120份，增塑剂1-3份，偶联剂2-5份，在60-90℃条件下，置于搅拌机内混合20-30分钟；
(2)加入木粉50-80份，复合抗静电剂1-5份，导电填料6-12份，混合20-30分钟；
(3)将步骤(2)制备的混合料置于双螺杆挤出机中，经熔融挤出、冷却、造粒、包装成品制成。
8.根据权利要求7所述抗静电型家居装饰板材的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的螺筒内温度为：一区170-180℃，二区180-190℃，三区190-200℃，机头190-200℃，双螺杆挤出机转速为200-500转/分。
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