技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及聚合物加工領(lǐng)域，具體的涉及一種碳纖維增強(qiáng)的導(dǎo)電ABS材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物（ABS）是一種常見的通用樹脂，ABS綜合性能良好、高尺寸穩(wěn)定性、易電鍍著色，而且易加工，被廣泛的應(yīng)用于汽車、家用電器、電子產(chǎn)品、軍工、機(jī)械等行業(yè)。并且隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展ABS的需求也在快速的增長，目前的產(chǎn)量排在全球塑料產(chǎn)量的第五位。ABS還具有優(yōu)異的耐化學(xué)品性能、良好的加工性能和低廉的成本；另外還是優(yōu)異的絕緣材料，其具有很高的表面電阻率和體積電阻率。在許多領(lǐng)域內(nèi)都已經(jīng)替代金屬材料，但正因為絕緣的特點，ABS無法在一些需要導(dǎo)電的情況下替代金屬應(yīng)用于電子元器件、通信電纜原件、LED照明元件、屏蔽罩等領(lǐng)域。目前這些領(lǐng)域多用導(dǎo)電的PPS、PPO、PA等材料及其合金產(chǎn)品作為金屬的替代品，相對于這些材料，ABS具有價格便宜，密度低，易加工的特點，導(dǎo)電ABS材料也具有很好的應(yīng)用前景。目前的導(dǎo)電ABS材料主要由金屬纖維或者導(dǎo)電炭黑填充ABS來實現(xiàn)，添加量一般超過30%才會有較好的導(dǎo)電效果，但由于金屬纖維或者導(dǎo)電炭黑與ABS的相容性都較差，大量的添加填充會嚴(yán)重影響ABS材料本身性能，限制了材料的應(yīng)用。碳纖維是一種含碳量在95%以上的高強(qiáng)度、高模量纖維的新型纖維材料，具有低密度、低蠕低，耐高溫、耐疲勞、耐腐蝕，熱膨脹系數(shù)小且具有良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能、電磁屏蔽性好等特點。由碳纖維替代金屬纖維或者導(dǎo)電炭黑填充ABS制備成導(dǎo)電ABS材料，不僅提高其導(dǎo)電性能，還能起到很好增強(qiáng)的作用，提高ABS的尺寸穩(wěn)定性，完全可以替代金屬作為導(dǎo)電材料的應(yīng)用。技術(shù)實現(xiàn)要素：：本發(fā)明針對現(xiàn)有的導(dǎo)電ABS材料的技術(shù)缺陷，提供了一種碳纖維增強(qiáng)的導(dǎo)電ABS材料及其制備方法，該材料具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能，并具有高強(qiáng)度、高模量、高尺寸穩(wěn)定性的特點，還有一定的電磁屏蔽作用和導(dǎo)熱性。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明使用的技術(shù)方案如下：一種碳纖維增強(qiáng)的導(dǎo)電ABS材料，由以下組分按重量份制備而成：ABS樹脂550-750份，碳纖維200-400份，相容劑10-50份，導(dǎo)電炭黑10-40份，抗氧劑2-5份潤滑劑1-3份。進(jìn)一步方案，所述ABS樹脂為本體法ABS或者乳液法ABS中的一種。所述碳纖維為瀝青基短切碳纖維，其纖維長度為1mm-10mm。所述相容劑為ABS接枝馬來酸酐（ABS-MAH）、ABS接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯（ABS-GMA）或者苯乙烯馬來酸酐共聚物（SMA）。所述抗氧劑為N,N'-雙-(3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰基)己二胺（抗氧劑1098）、β-（3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸正十八碳醇酯（抗氧劑1076）、三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯（抗氧劑168）中的兩種。所述潤滑劑為N,N’-乙撐雙硬脂酰胺（EBS）或硬脂酸鈣。本發(fā)明的另一個發(fā)明目的是提供上述碳纖維增強(qiáng)的導(dǎo)電ABS材料的制備方法，按配比，先將碳纖維和導(dǎo)電炭黑在高速混合機(jī)中充分混合，然后再將ABS樹脂、相容劑、抗氧劑和潤滑劑加入前述高速攪拌機(jī)中繼續(xù)混合；混合均勻后，將混合物料送入雙螺桿擠出機(jī)中，物料在螺桿的剪切、混煉和輸送下充分的熔合，最后通過模口擠出拉絲后造粒。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：1、本發(fā)明加入的碳纖維在ABS樹脂基體中能形成連續(xù)的骨架結(jié)構(gòu)，從而形成了良好的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，提高材料的導(dǎo)電性能；碳纖維還可以起到增強(qiáng)的作用，提高ABS材料的機(jī)械性能與尺寸穩(wěn)定性。2、本發(fā)明中加入少量的導(dǎo)電炭黑可以強(qiáng)化材料的導(dǎo)電效果。3、本發(fā)明制備的碳纖維增強(qiáng)的導(dǎo)電ABS具有高強(qiáng)高模的特點，降低ABS材料的熱線性膨脹系數(shù)、提高制件的材料穩(wěn)定性，有利于和其他低膨脹的材料配合使用，如陶瓷、玻璃元器件等。4、本發(fā)明的制備方法是先將碳纖維和導(dǎo)電炭黑在高速混合機(jī)中充分混合后，再加入其他組份，從而使導(dǎo)電炭黑分布均勻，提高材料的導(dǎo)電性能。具體實施方式：以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，其目的僅在于更好理解本發(fā)明目的，而非限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。下面實施例中ABS樹脂選用鎮(zhèn)江奇美公司生產(chǎn)的ABS757。碳纖維選擇纖維長度為1mm-10mm的瀝青基短切碳纖維。實施例1：ABS757750份碳纖維200份SMA10份導(dǎo)電炭黑40份抗氧劑10761份抗氧劑1681份EBS1份將以上質(zhì)量份的導(dǎo)電炭黑和短切碳纖維加入高混機(jī)混合均與，然后加入ABS樹脂、相容劑和抗氧劑、潤滑劑充分混合。然后通過精密計量的送料裝置，將混合均勻的物料送入雙螺桿擠出機(jī)中，物料在螺桿的剪切、混煉和輸送下充分的熔合，最后經(jīng)過擠出、拉條、冷卻后，制成粒料。實施例2：ABS757690份碳纖維250份ABS-GMA30份導(dǎo)電炭黑30份抗氧劑10981份抗氧劑1682份EBS1份將以上質(zhì)量份導(dǎo)電炭黑和短切碳纖維加入高混機(jī)混合均與，然后加入ABS樹脂、相容劑和抗氧劑、潤滑劑充分混合。然后通過精密計量的送料裝置，將混合均勻的物料送入雙螺桿擠出機(jī)中，物料在螺桿的剪切、混煉和輸送下充分的熔合，最后經(jīng)過擠出、拉條、冷卻后，制成粒料。實施例3：ABS757650份碳纖維300份SMA25份導(dǎo)電炭黑25份抗氧劑10981份抗氧劑1682份硬脂酸鈣2份將以上質(zhì)量份導(dǎo)電炭黑和短切碳纖維加入高混機(jī)混合均與，然后加入ABS樹脂、相容劑和抗氧劑、潤滑劑充分混合。然后通過精密計量的送料裝置，將混合均勻的物料送入雙螺桿擠出機(jī)中，物料在螺桿的剪切、混煉和輸送下充分的熔合，最后經(jīng)過擠出、拉條、冷卻后，制成粒料。實施例4：ABS757600份碳纖維330份ABS-GMA50份導(dǎo)電炭黑20份抗氧劑10762份抗氧劑1682份硬脂酸鈣3份將以上質(zhì)量份導(dǎo)電炭黑和短切碳纖維加入高混機(jī)混合均與，然后加入ABS樹脂、相容劑和抗氧劑、潤滑劑充分混合。然后通過精密計量的送料裝置，將混合均勻的物料送入雙螺桿擠出機(jī)中，物料在螺桿的剪切、混煉和輸送下充分的熔合，最后經(jīng)過擠出、拉條、冷卻后，制成粒料。實施例5：ABS757550份碳纖維400份ABS-MAH40份導(dǎo)電炭黑10份抗氧劑10762份抗氧劑1683份EBS3份將以上質(zhì)量份導(dǎo)電炭黑和短切碳纖維加入高混機(jī)混合均與，然后加入ABS樹脂、相容劑和抗氧劑、潤滑劑充分混合。然后通過精密計量的送料裝置，將混合均勻的物料送入雙螺桿擠出機(jī)中，物料在螺桿的剪切、混煉和輸送下充分的熔合，最后經(jīng)過擠出、拉條、冷卻后，制成粒料。對比例1：ABS757800份導(dǎo)電炭黑200份抗氧劑10761份抗氧劑1682份EBS2份將以上質(zhì)量份的ABS樹脂、導(dǎo)電炭黑和抗氧劑、潤滑劑充分混合。然后通過精密計量的送料裝置，將混合均勻的物料送入雙螺桿擠出機(jī)中，物料在螺桿的剪切、混煉和輸送下充分的熔合，最后經(jīng)過擠出、拉條、冷卻后，制成粒料。對比例2：ABS757700份導(dǎo)電炭黑300份抗氧劑10761份抗氧劑1682份EBS3份將以上質(zhì)量份的ABS樹脂、導(dǎo)電炭黑和抗氧劑、潤滑劑充分混合。然后通過精密計量的送料裝置，將混合均勻的物料送入雙螺桿擠出機(jī)中，物料在螺桿的剪切、混煉和輸送下充分的熔合，最后經(jīng)過擠出、拉條、冷卻后，制成粒料。將上述實施例1-5、對比例1-2制備的材料和ABS757材料本身分別制成樣條，然后ASTM標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試其彎曲強(qiáng)度、彎曲模量、體積電阻率和收縮率，具體數(shù)據(jù)見下表1所示。表1實施例測試結(jié)果ABS實施例1實施例2實施例3實施例4實施例5對比例1對比例2彎曲強(qiáng)度MPa751451621831972156462彎曲模量MPa2200123401460016800172001960020101840體積電阻率Ω·m8.0*10169.0*1051.2*1057.5*1044.8*1047.6*1036.2*1074.3*105收縮率%0.670.180.160.150.170.120.620.56從表1結(jié)果可以看出，本發(fā)明制備的ABS材料中由于加入了碳纖維，所以其體積電阻率可以到達(dá)9.0*105，即能達(dá)到導(dǎo)電級別的材料。并且隨著碳纖維含量的增加，ABS材料的體積電阻率逐漸降低、導(dǎo)電能力越來越好，同時材料的拉伸強(qiáng)度和拉伸模量都大幅度的提高。而對比例1—2用導(dǎo)電炭黑填充制備的導(dǎo)電ABS材料，在相同的添加量下，其導(dǎo)電性能比本發(fā)明的差，并且炭黑填充的導(dǎo)電ABS其彎曲強(qiáng)度和彎曲模量明顯低于本發(fā)明制備的ABS材料，甚至低于ABS材料本身的強(qiáng)度，因此限制了材料的應(yīng)用范圍。所以本發(fā)明制備的碳纖維增強(qiáng)的導(dǎo)電ABS材料，具有高模高強(qiáng)、高尺寸穩(wěn)定性的特點，在電子元器件、LED照明器件、屏蔽罩等要求高強(qiáng)度并且需要導(dǎo)電的領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。上述的對實施例的描述是為便于該
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本發(fā)明不限于這里的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3