CN110684335A - 一种本色的抗静电pcabs复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种本色的抗静电PCABS复合材料及其制备方法，包括如下组分：PC树脂50‑90wt％；ABS树脂5‑40wt％；相容剂2‑4wt％，增韧剂2‑4wt％，抗氧剂0.4‑0.6wt％，加工助剂0.5‑1.0wt％，复配抗静电剂1.0‑5.0wt％。本发明的有益效果是：该复合材料制备方法简单，采用自制的复配抗静电剂表面电阻可以达到106‑1013Ω.m，且不影响材料的底色与性能，具有优异冲击性能与流动性，长期放置不会析出，影响手感。

Description

一种本色的抗静电PCABS复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及树脂组合物制备技术领域，具体为一种本色的抗静电PCABS复合材料及其制备方法。
背景技术
随着工业制造的不断发展，工程塑料的应用领域越来越广泛，不同领域的工程塑料需要具备不同的性能。
对于应用于电子器件和电器领域的工程塑料制品，其外壳和支架往往是由工程塑料制备得到，由于电子器件和电器领域的产品对于静电非常敏感，往往会因为静电而存在安全隐患，易产生火灾等危险。同时，电子器件往往需要在无静电条件下运输和储存，否则会影响器件的精度和质量。
聚碳酸酯PC是一种强韧的热塑性工程材料，具有优异的机械性能，现有的PC材料通过加入抗静电剂使材料具有抗静电性能，但是抗静电效果不佳，为了增强抗静电效果，需要加大抗静电剂的使用量，大量加入抗静电剂往往会影响PC材料的各方面性能，使得产品的难以满足力学性能与颜色方面的要求。且传统的抗静电剂一般选用导电炭黑，虽然可以制备表面电阻在103--1012欧姆，但是导电炭黑对产品的颜色与性能影响非常大，只能做黑色产品。而市场上离子型抗静电剂使用在纯PC上的效果又不好，容易出现相容性不好，分层不良，且表面电阻无法达到1010以内，限制了抗静电PC的应用领域。
发明内容
本发明的目的在于提供一种本色的抗静电PCABS复合材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种本色的抗静电PCABS复合材料及其制备方法，包括以下质量百分数的原料组份：
Figure BSA0000193935520000021
优选的，所述聚碳酸酯PC，采用光气法合成，分子量50000-80000，熔融指数：10-15g/10min。
优选的，所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS，采用本体法合成，熔融指数：10-20g/10min。
优选的，所述相容剂为核壳结构的硅-丙烯酸共聚物、苯乙烯接枝马来酸酐、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物，乙烯-丙烯酸-乙酯共聚物，乙烯-丙烯酸共聚物的一种或多种。
优选的，所述增韧剂为高胶粉、核壳结构的甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物的一种或几种。
优选的，所述抗氧剂为主抗氧剂四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯；辅助抗氧剂三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯，双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯的一种或多种，主辅抗氧剂按质量百分数之比为1∶1的混合物。
优选的，所述加工助剂为硬脂酸季戊四醇酯、褐煤蜡.含有聚酯结构长链醇酯的一种或多种按任意比例混合的混合物；
优选的，所述复配抗静电剂由季铵盐型阳离子抗静电剂+苯乙烯磺酸盐复配使用复配使用，两者比例为1比(1.5-2.5)；
季铵盐型阳离子抗静电剂的合成
A：溴代烷烃与二乙醇胺反应制备烷基二乙醇胺，将两者按比例1∶(1--1.2)混合，加热到155-160℃，搅拌反应4h，制备烷基二乙醇胺，其中氯代烷烃中的烷烃碳原子个数可以为12-18个。
B：烷基二乙醇胺与硫酸二乙酯反应，将两者按比例(1.5-1.8)∶1，逐步滴加硫酸二乙酯，加热到155-160℃，搅拌反应4h，制备季铵盐型阳离子表面活性剂。
按此方法制备的季铵盐型阳离子抗静电剂，具有在耐高温，在300℃以下基本不分解，抗静电效果优良的特点；
优选的，所述生产工艺如下，如图1所示：
第一步：将抗氧剂、主材、抗静电剂，增韧剂，相容剂和加工助剂等依次放入高速搅拌机中搅拌均匀，搅拌速度为200r/min，搅拌时间为2-4min；放入双螺杆挤出机进行挤出造粒；粒料送料段挤出温度为：170-190℃，塑化段挤出温度为：240-260℃，熔体输送段挤出温度为：240-260℃，机头温度为：250-260℃，挤出造粒加工时的真空度为0.6MPa-0.8MPa。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
按此方法制备的季铵盐型阳离子抗静电剂，具有在耐高温，在300℃以下基本不分解，抗静电效果优良的特点。
附图说明
图1为本发明一种本色的抗静电PCABS复合材料及其制备方法的生产工艺示意图；
图2为本发明一种本色的抗静电PCABS复合材料及其制备方法的对比试验数据示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种本色的抗静电PCABS复合材料及其制备方法，在实施例1-5中，基体树脂为丙烯腈、丁二烯(B)及苯乙烯(S)的三元共聚物ABS，牌号为ABS8391，上海高乔化学有限公司；聚碳酸酯，牌号PC110，奇美化工；相容剂为核壳结构的硅-丙烯酸共聚物，牌号为S2100，三菱丽阳(上海)管理有限公司，或者为乙烯丙烯酸乙酯，牌号EEA，日本尤尼卡；增韧剂为粒径60微米，胶含量50％高胶粉，牌号为MAG50，苯领高分子材料有限公司；抗氧剂为：主抗氧剂四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，牌号1010，汽巴精化；辅助抗氧剂双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯，牌号6280，韩国松原化工有限公司，主辅抗氧剂按质量百分数之比为1∶1的混合物；加工助剂为含有聚酯结构长链醇酯的超分散剂，牌号为DP330，路博润特种化工有限公司，或者是硬脂酸季戊四醇酯，牌号PETS，龙沙；抗静电剂为自己生产复配，其中季铵盐型阳离子抗静电剂为自己生产合成；苯乙烯磺酸盐，济南万多鑫化工有限公司，工业级。
在实施例1-5中，一种绿色环保纳米免喷涂材料的制备，采用瑞亚公司生产的65双螺杆挤出机生产。
实施例1
将90重量份的PC110，4.2重量份的ABS8391，1.0重量份的EAA，1.0重量份的MAG50，0.4重量份的复合抗氧剂，0.4重量份的加工助剂PETS；3重量份的复配抗静电剂；在高速混合器中将上述组分在室温下按图1工艺路线混合均匀，之后在双螺杆挤出机生产。加工条件：物料混拌转速为：200转/分钟；一区温度：180℃，二区温度：260℃，三区温度：260℃，四区温度：260℃，五区温度：250℃，六区温度：250℃，七区温度：250℃，八区温度：250℃，九区温度：260℃，主机转速：400转/分钟。
实施例2
将80重量份的PC110，12.2重量份的ABS8391，2.0重量份的EAA，2.0重量份的MAG50，0.4重量份的复合抗氧剂，0.4重量份的加工助剂PETS；3重量份的复配抗静电剂；在高速混合器中将上述组分在室温下按图1工艺路线混合均匀，之后在双螺杆挤出机生产。加工条件：物料混拌转速为：200转/分钟；一区温度：180℃，二区温度：260℃，三区温度：260℃，四区温度：260℃，五区温度：250℃，六区温度：250℃，七区温度：250℃，八区温度：250℃，九区温度：260℃，主机转速：400转/分钟。
实施例3
将70重量份的PC110，22.2重量份的ABS8391，2.0重量份的EAA，2.0重量份的MAG50，0.4重量份的复合抗氧剂，0.4重量份的加工助剂PETS；3重量份的复配抗静电剂；在高速混合器中将上述组分在室温下按图1工艺路线混合均匀，之后在双螺杆挤出机生产。加工条件：物料混拌转速为：200转/分钟；一区温度：180℃，二区温度：260℃，三区温度：260℃，四区温度：260℃，五区温度：250℃，六区温度：250℃，七区温度：250℃，八区温度：250℃，九区温度：260℃，主机转速：400转/分钟。
实施例4
将60重量份的PC110，30.2重量份的ABS8391，3.0重量份的EAA，3.0重量份的MAG50，0.4重量份的复合抗氧剂，0.4重量份的加工助剂PETS；3重量份的复配抗静电剂；在高速混合器中将上述组分在室温下按图1工艺路线混合均匀，之后在双螺杆挤出机生产。加工条件：物料混拌转速为：200转/分钟；一区温度：180℃，二区温度：250℃，三区温度：250℃，四区温度：250℃，五区温度：240℃，六区温度：240℃，七区温度：240℃，八区温度：240℃，九区温度：250℃，主机转速：400转/分钟。
实施例5
将50重量份的PC110，40.2重量份的ABS8391，3.0重量份的EAA，3.0重量份的MAG50，0.4重量份的复合抗氧剂，0.4重量份的加工助剂PETS；3重量份的复配抗静电剂；在高速混合器中将上述组分在室温下按图1工艺路线混合均匀，之后在双螺杆挤出机生产。加工条件：物料混拌转速为：200转/分钟；一区温度：180℃，二区温度：250℃，三区温度：250℃，四区温度：250℃，五区温度：240℃，六区温度：240℃，七区温度：240℃，八区温度：240℃，九区温度：250℃，主机转速：400转/分钟。
对比例1
将70重量份的PC110，25.2重量份的ABS8391，2.0重量份的EAA，2.0重量份的MAG50，0.4重量份的复合抗氧剂，0.4重量份的加工助剂PETS；在高速混合器中将上述组分在室温下按图1工艺路线混合均匀，之后在双螺杆挤出机生产。加工条件：物料混拌转速为：200转/分钟；一区温度：180℃，二区温度：260℃，三区温度：260℃，四区温度：260℃，五区温度：250℃，六区温度：250℃，七区温度：250℃，八区温度：250℃，九区温度：260℃，主机转速：400转/分钟。
对比例2
将70重量份的PC110，22.2重量份的ABS8391，2.0重量份的EAA，2.0重量份的MAG50，0.4重量份的复合抗氧剂，0.4重量份的加工助剂PETS；3重量份的季铵盐型阳离子抗静电剂；在高速混合器中将上述组分在室温下按图1工艺路线混合均匀，之后在双螺杆挤出机生产。加工条件：物料混拌转速为：200转/分钟；一区温度：180℃，二区温度：260℃，三区温度：260℃，四区温度：260℃，五区温度：250℃，六区温度：250℃，七区温度：250℃，八区温度：250℃，九区温度：260℃，主机转速：400转/分钟。
对比例3
将70重量份的PC110，22.2重量份的ABS8391，2.0重量份的EAA，2.0重量份的MAG50，0.4重量份的复合抗氧剂，0.4重量份的加工助剂PETS；3重量份的苯乙烯磺酸盐；在高速混合器中将上述组分在室温下按图1工艺路线混合均匀，之后在双螺杆挤出机生产。加工条件：物料混拌转速为：200转/分钟；一区温度：180℃，二区温度：260℃，三区温度：260℃，四区温度：260℃，五区温度：250℃，六区温度：250℃，七区温度：250℃，八区温度：250℃，九区温度：260℃，主机转速：400转/分钟。
在实施例1-5与对比例1-3中产品的性能测试标准如下：
比重按ASTM D792/(GB/T1033)标准进行测试；
缺口冲击强度按ASTM D256/(GB/T1843)标准进行测试；
拉伸性能测试按ASTM D638/(GB/T1040)标准进行测试；
弯曲性能测试按ASTM D790/(GB/T9341)标准进行测试；
阻燃性能测试按UL-94/(GB/T2408)标准进行测试；
熔融指数测试按ASTM D1238/(GB/T3682)标准进行测试：
表面电阻测试按ASTM D257/(GB/T1410)标准进行测试：。
从实施例1-5与对比例1-3，复配的抗静电剂可以有效降低材料的表面电阻，且不影响材料的冲击性能，还能改善材料的流动性，同时相容剂EEA的加入，能进一步加强PC与ABS的相容性，提高材料的机械性能。从实施例3与对比例2-3可以看出，抗静电剂的复配使用，比单独使用季铵盐型阳离子抗静电剂或苯乙烯磺酸盐更有效，表面电阻更低。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种本色的抗静电PCABS复合材料及其制备方法，其特征在于：包括以下质量百分数的原料组份：
2.根据权利要求1所述的一种本色的抗静电PCABS复合材料及其制备方法，其特征在于：所述聚碳酸酯PC，采用光气法合成，分子量50000-80000，熔融指数：10-15g/10min。
3.根据权利要求2所述的一种本色的抗静电PCABS复合材料及其制备方法，其特征在于：所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS，采用本体法合成，熔融指数：10-20g/10min。
4.根据权利要求1所述的一种本色的抗静电PCABS复合材料及其制备方法，其特征在于：所述相容剂为核壳结构的硅-丙烯酸共聚物、苯乙烯接枝马来酸酐、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物，乙烯-丙烯酸-乙酯共聚物，乙烯-丙烯酸共聚物的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种本色的抗静电PCABS复合材料及其制备方法，其特征在于：所述增韧剂为高胶粉、核壳结构的甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物的一种或几种。
6.根据权利要求1述的一种本色的抗静电PCABS复合材料及其制备方法，其特征在于：所述抗氧剂为主抗氧剂四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯；辅助抗氧剂三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯，双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯的一种或多种，主辅抗氧剂按质量百分数之比为1∶1的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种本色的抗静电PCABS复合材料及其制备方法，其特征在于：所述加工助剂为硬脂酸季戊四醇酯、褐煤蜡.含有聚酯结构长链醇酯的一种或多种按任意比例混合的混合物。
8.根据权利要求1至8中任意一项所述的一种本色的抗静电PCABS复合材料及其制备方法，其特征在于：所述复配抗静电剂由季铵盐型阳离子抗静电剂+苯乙烯磺酸盐复配使用复配使用，两者比例为1比(1.5-2.5)；
季铵盐型阳离子抗静电剂的合成
A：溴代烷烃与二乙醇胺反应制备烷基二乙醇胺，将两者按比例1∶(1--1.2)混合，加热到155-160℃，搅拌反应4h，制备烷基二乙醇胺，其中氯代烷烃中的烷烃碳原子个数可以为12-18个。
B：烷基二乙醇胺与硫酸二乙酯反应，将两者按比例(1.5-1.8)∶1，逐步滴加硫酸二乙酯，加热到155-160℃，搅拌反应4h，制备季铵盐型阳离子表面活性剂。
按此方法制备的季铵盐型阳离子抗静电剂，具有在耐高温，在300℃以下基本不分解，抗静电效果优良的特点。
9.权利要求1至8中任意一项所述的一种本色的抗静电PCABS复合材料及其制备方法，其特征在于：所述生产工艺如下，如图1所示：
第一步：将抗氧剂、主材、抗静电剂，增韧剂，相容剂和加工助剂等依次放入高速搅拌机中搅拌均匀，搅拌速度为200r/min，搅拌时间为2-4min；放入双螺杆挤出机进行挤出造粒；粒料送料段挤出温度为：170-190℃，塑化段挤出温度为：240-260℃，熔体输送段挤出温度为：240-260℃，机头温度为：250-260℃，挤出造粒加工时的真空度为0.6MPa-0.8MPa。
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