專利名稱：一種改性的abs抗靜電材料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種ABS抗靜電材料及其制備方法，屬于ABS樹脂材料的改性加工應 用領域。
背景技術：
ABS樹脂是由苯乙烯(St)、丁二烯(Bd)、丙烯腈(AN)三種單體為原料共聚合制得 的一種熱塑性塑料。ABS樹脂具有優(yōu)良的綜合性能，有極好的沖擊性能、尺寸穩(wěn)定性好、電性 能、耐磨性、抗化學藥品性、染色性，成型加工和機械加工較好。但是由于其分子結構決定其 為電的不良導體，在加工和使用過程中容易積累靜電荷，當靜電電荷積累到一定程度，靜電 會造成材料吸塵，以及造成材料破壞，還可能產生靜電火花放電，引起化工產品庫等爆炸起 火，造成重大人身事故。近年來，隨著電子行業(yè)的迅速發(fā)展，尤其在集成電路和計算機領域， 塑料制品的靜電危害特別突出，如造成電子機器或辦公室用機器中集成電路的誤動作或存 儲器毀壞以及短路事故等。因此，對靜電危害及抗靜電技術的研究和應用正日益重 視。炭黑、金屬粉一類抗靜電劑加入樹脂中效果很好，但往往使材料顏色改變，顏色加 深。而要得到淺色制品，則需要考慮用其他類抗靜電劑。表面活性劑類是小分子抗靜電劑， 包括陰離子型、陽離子型、非離子型兩性離子型等，在使用過程中，隨著時間的延長，小分子 會不斷的從材料的內部向材料表面遷移，可能會使材料表面起霜，由于表面活性劑的損失， 不具有長時間持久抗靜電性能。而且，這類抗靜電材料齊機理是通過吸附空氣中的水分，在 材料表面形成一層水膜，來泄露材料表面和內部的靜電荷，達到抗靜電的效果。其缺點是材 料的抗靜電效果受空氣的相對濕度影響較大，當空氣干燥時，含水量較低，材料表面很難形 成一層水膜，不能起到泄露靜電荷的作用，因而材料也就失去了抗靜電性能。而高分子類抗 靜電劑抗靜電機理有所不同，通過加入大量的抗靜電劑，抗靜電劑在材料的內部形成導電 網絡，將材料內部和表面的靜電荷泄露掉，起到抗靜電效果。由于抗靜電劑不遷移到表面， 抗靜電劑不會損失，而且相對濕度影響較小，因此，具有永久抗靜電性能，是近年來抗靜電 劑研究的熱點。另外，將一些抗靜電劑加入材料中，能提高材料的抗靜電性能，但對材料的力學性 能有一定影響，如沖擊強度、彎曲強度、拉伸強度等可能會降低；對其他性能如熱變形溫度、 成型收縮率都會有影響。所以，現(xiàn)在希望得到一種新型的抗靜電材料，使其在具有較優(yōu)異的 抗靜電性能的同時，能夠保持甚至提高其力學性能。

發(fā)明內容
針對ABS樹脂的上述缺陷，本發(fā)明目標在于制備一種ABS抗靜電材料。采用適當 的抗靜電劑與ABS樹脂共混，制備的抗靜電ABS材料顏色淺，與ABS樹脂有良好的相容性， 表面電阻從1016Ω降低到1(ΓΩ以下，具有長久的抗靜電性，耐水洗性好，相對濕度影響較 小，且有較好的力學性能。本發(fā)明是通過以下技術解決方案的
—種改性的ABS抗靜電材料，其特征是其組成按照重量配比為ABS 樹月旨70% 90%聚醚酯酰胺5% 15%相容劑 5%
氧化鋅晶須 15%偶聯(lián)劑0.01% 1%熱穩(wěn)定劑0. 1 % 0. 5 %潤滑劑0.1% 0.4%所述的ABS樹脂為丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三者的共聚物，其密度為1.0 1. Ig/ cm3，丙烯腈含量約為15% 35%，丁二烯含量約為5% 30%、苯乙烯含量約為40% 60%。上述聚醚酯酰胺是為己內酰胺水解后的產物，數(shù)均分子量為1000 5000的聚酰 胺與擴鏈劑、聚乙二醇的共聚物。其中聚乙二醇的數(shù)均分子量是2000 10000，擴鏈劑是 己二酸、癸二酸、己二胺、異氰酸酯(TDI、MDI等)、6_氨基己酸、乳酸(或者分子量為400 3000的聚乳酸)中的一種或幾種。上述相容劑為馬來酸酐接枝ABS樹脂(ABS-g-MAH)(寧波能之光新材料科技有限 公司提供)、苯乙烯馬來酸酐共聚物(SMA)(荷蘭Polyscope公司提供)。上述氧化鋅晶須(由成都晶宇科技有限公司提供)為白色疏松狀粉末，顯微形 貌(電鏡觀察)四針狀，納米針尖晶體結構(XRD)單晶結構，鉛鋅礦晶型針狀體長度10 50 μ m，針狀體根部直徑0. 5 5 μ m，表觀密度0. 2 士 0. lg/cm3,真實密度5. 3 士 0. 2g/cm3,粉 體電阻105 IO8 Ω · cm熱膨脹系數(shù)4.0 X 10_6，耐熱性能大于IOOO0C0上述熱穩(wěn)定劑為磷酸三苯酯、亞磷酸三苯酯，酚類抗氧劑(如由Ciba生產的抗氧 劑1010、抗氧劑2246)中的一種。上述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑(如KH-550、KH-560)、鈦酸酯偶聯(lián)劑(KR_38S、KR_138S) 中的一種。所述潤滑劑為為12 18個C原子的高級脂肪酸或脂肪酸醇酯。上述改性的ABS抗靜電材料的制備方法為將ABS樹脂、聚醚酯酰胺、相容劑、氧化鋅晶須、偶聯(lián)劑、熱穩(wěn)定劑和潤滑劑按照所 述比例混合，在80°C下干燥2 4小時后，于高速混合機中混合3 10分鐘，加入擠出機中 造粒，將粒料通過注射機成型即制得改性的ABS抗靜電材料。有益效果本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明所采用的主要原料相容劑、ABS樹脂等均為價格適中的市售產品，原料易 得，材料的生產成本適中。而本發(fā)明采用的工藝條件簡單，易操作，對設備要求不高，易實 現(xiàn)。且原料基本上為無毒或低毒，使用安全，環(huán)境污染小，便于大規(guī)模產業(yè)化。本發(fā)明所用的聚醚酯酰胺、氧化鋅晶須和其它添加劑加入ABS樹脂制成的抗靜電 材料表面電阻較低，達到了抗靜電材料的基本要求，由于抗靜電劑的分子量較大，與樹脂基 體相容性較好，長期放置使用，抗靜電劑不會從制品表面析出，而產生白霧，而且耐水洗性 好，隨相對濕度變化較小，具有永久抗靜電性，克服了小分子抗靜電劑的缺點。該抗靜電劑顏色較淺，能夠保持樹脂的原色，可以用于非炭黑抗靜電的領域。另外，氧化鋅晶須為四針 狀單晶體鉛鋅礦結構，幾乎沒有結構缺陷，屬于理想的結晶體，具有極高的力學強度和彈性 模量，同時具有優(yōu)異的耐熱性能和電學性能。在起抗靜電作用的同時提高了材料和制品在 力學性能、耐熱性、尺寸均勻性。因此，本發(fā)明所制備的抗靜電材料由于其優(yōu)異的性能，有著廣泛的應用前景，特別 是在電子電器方面、汽車等領域有著廣闊的市場。
具體實施例方式下面結合實例對本發(fā)明做進一步的說明。實施例1將聚醚酯酰胺和相容劑MAH-g-ABS (或者SMA)、氧化鋅晶須、ABS樹脂及相容劑、 偶聯(lián)劑、熱穩(wěn)定劑和潤滑劑在80°C左右干燥2 4小時后，按照比例加入高速混合機中混 合3 10分，然后將混合料加入擠出機中造粒，再將粒料加入已預先設定好溫度的注射機 中，機筒溫度為一區(qū)160°C 170°C，二區(qū)180°C 190°C，三區(qū)200°C 210°C，四區(qū)220°C 230 V，模具溫度50 V -60 °C,充填時間8. Os,熔料時間5. Os,冷卻時間8. Os,射料時間 8.08，注射成型周期為30-608。注射得樣品。 各組分的含量如下(按重量分數(shù)計)ABS 樹月旨88%聚醚酯酰胺5%相容劑MAH-g-ABS2%氧化鋅晶須4.66%偶聯(lián)劑KH-5600. 04%抗氧劑10100. 1%潤滑劑(硬脂酸)0.2%實施例2原料預處理以及成型加工方法同實施例1.各組分的含量如下(按重量分數(shù)計)ABS 樹月旨85%聚醚酯酰胺8%相容劑MAH-g-ABS 2%氧化鋅晶須4.66%偶聯(lián)劑KH-5600. 04%抗氧劑10100. 1%潤滑劑(硬脂酸)0.2%實施例3原料預處理以及成型加工方法同實施例1.各組分的含量如下(按重量分數(shù)計)ABS 樹月旨85%聚醚酯酰胺5%
相容劑MAH-g-ABS2%氧化鋅晶須7.62%KH-5600. 08%抗氧劑10100. 1%潤滑劑(硬脂酸)0.2%實施例4原料預處理以及成型加工方法同實施例1.各組分的含量如下(按重量分數(shù)計)ABS 樹月旨80%聚醚酯酰胺7%相容劑MAH-g-ABS2%氧化鋅晶須10.7%KH-5600. 1 %抗氧劑10100. 1%潤滑劑(硬脂酸)0.1%實施例5原料預處理以及成型加工方法同實施例1.各組分的含量如下(按重量分數(shù)計)ABS 樹月旨75%聚醚酯酰胺7%相容劑MAH-g-ABS3%氧化鋅晶須14.55%KH-5500. 15%抗氧劑10100. 1%潤滑劑(硬脂酸)0.2%實施例6原料預處理以及成型加工方法同實施例1.各組分的含量如下(按重量分數(shù)計)ABS 樹月旨75%聚醚酯酰胺12%相容劑MAH-g-ABS5%氧化鋅晶須7.62%KH-5500. 08%抗氧劑10100. 2%潤滑劑(硬脂酸)0.1%按照上述實施例1 6的配方注射成型樣品，測試注射樣品的抗靜電性能，力學性能等。材料的抗靜電性能采用ZC-36型高阻計按照GB/T 1410-2006測試。拉伸強度測試 按照GB/T1040-1992進行，拉伸速度為50mm/min。簡支梁沖擊強度按照GB1043-1993進行。下表是一些有代表性的數(shù)據(jù)
抗靜電ABS材料性能測試 采用此方法改性后的抗靜電ABS材料，抗靜電性能優(yōu)異，抗靜電效果持久，表面光 滑平整，力學性能得到提高，成型收縮率小，熱變形溫度提高，且成本相對適中，因而有很大 的實際應用價值。
權利要求
一種改性的ABS抗靜電材料，其特征在于，所述抗靜電材料的組份按照重量配比為ABS樹脂 70％～90％聚醚酯酰胺5％～15％相容劑1％～5％氧化鋅晶須1％～15％偶聯(lián)劑0.01％～1％熱穩(wěn)定劑 0.1％～0.5％潤滑劑0.1％～0.4％所述的ABS樹脂為丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三者的共聚物，密度為1.0～1.1g/cm3，丙烯腈含量為15％～35％，丁二烯含量為5％～30％、苯乙烯含量為40％～60％，所述的聚醚酯酰胺是聚酰胺與擴鏈劑、聚乙二醇的共聚物，其中聚酰胺為己內酰胺水解后的產物，數(shù)均分子量為1000～5000，聚乙二醇的數(shù)均分子量為2000～10000，擴鏈劑為選自己二酸、癸二酸、己二胺、異氰酸酯、6-氨基己酸、乳酸中的一種或幾種，所述的相容劑為馬來酸酐接枝ABS樹脂或苯乙烯馬來酸酐共聚物，所述的偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑，所述的熱穩(wěn)定劑為選自磷酸三苯酯、亞磷酸三苯酯或酚類抗氧劑中的一種，所述的潤滑劑C原子數(shù)為12～18個的高級脂肪酸或脂肪酸醇酯。
2.如權利要求1所述的改性的ABS抗靜電材料，其特征在于，所說的氧化鋅晶須為四 針狀結構，針狀體長度10 50 ii m,針狀體根部直徑0. 5 5 ii m，表觀密度0. 2 士0. lg/cm3, 真實密度5. 3 士0. 2g/cm3，粉體電阻105 108Q cm熱膨脹系數(shù)4. 0 X 10_6，耐熱性能大于 1000°C。
3.—種如權利要求1所述的改性的ABS抗靜電材料的制備方法，其特征在于，將所說 的ABS樹脂、聚醚酯酰胺、相容劑、氧化鋅晶須、偶聯(lián)劑、熱穩(wěn)定劑和潤滑劑按照所述比例混 合，在80°C下干燥2 4小時后，于高速混合機中混合3 10分鐘，加入擠出機中造粒，將 粒料通過注射機成型即制得所需的改性ABS抗靜電材料。ABS樹脂聚醚酯酰胺 相容劑 氧化鋅晶須(70% 90% 5% 15% 5% 15%偶聯(lián)劑 熱穩(wěn)定劑 潤滑劑(0. 01% 0. 0. 5% 0. 0. 4%
全文摘要
本發(fā)明公開了一種改性的ABS抗靜電材料的及其制備方法。所述的抗靜電材料是將聚醚酯酰胺、馬來酸酐接枝ABS樹脂(或者苯乙烯馬來酸酐共聚物SMA)、ABS樹脂、氧化鋅晶須、偶聯(lián)劑及其它添加劑按照一定比例混合后，在注射機中熔融，注射成產品。本發(fā)明所制備的抗靜電ABS材料具有低表面電阻、永久抗靜電、顏色淺和力學性能佳的優(yōu)點，且成本適中、無毒無污染、成型加工工藝簡單，易于實現(xiàn)，有廣泛的應用前景。
文檔編號C08L55/02GK101864141SQ201010202218
公開日2010年10月20日 申請日期2010年6月13日 優(yōu)先權日2010年6月13日
發(fā)明者付義術, 朱旭東, 汪濟奎, 蔡國峰, 趙光, 郭衛(wèi)紅 申請人:華東理工大學