本发明涉及功能材料,具体涉及一种抗静电pc材料及其制备方法。
背景技术:
1、聚碳酸酯(是指分子主链上含有碳酸酯基团的一类聚合物的总称,根据主链结构的不同,可以分为脂肪族、酯环族和芳香族聚碳酸酯。聚碳酸酯作为一种用途广泛的工程塑料具有以下几个优点:光学透明性好,玻璃化转变温度髙,常温韧性好,尺寸稳定性好,吸水率低,阻燃性和电绝缘性好,被广泛的应用于电子电器、医疗器械、运动装备、汽车部件和建筑材料等领域。尽管pc有着广泛的应用,但无论在学术上还是在应用领域,对于pc的研究一直都没有停止。对于pc的抗静电性能,常规的改性方法为直接添加导电成分,但是直接添加导电成分与pc的相容性差,若添加的颗粒过小,还具有分散不均匀的缺点,因此,对其进行进一步研究,如何在提高抗静电效果的基础上,还能提高其力学性能,是本发明研究的重点。
技术实现思路
1、要解决的技术问题:本发明的目的是提供一种抗静电pc材料及其制备方法,采用抗静电微粒作为导电填料,抗静电微粒为具有三维网络结构的颗粒,以偶氮二异丁腈和椰油酰胺丙基甜菜碱为引发剂和分散剂,通过乙烯基苯甲基肉桂酸酯共聚物和苯乙烯的聚合制备了聚合物微粒,并添加导电成分聚苯胺纤维和纳米石墨粉,微粒在聚合过程中通过乙烯基苯甲基肉桂酸酯共聚物中的不饱和烃获得交联结构,同时,聚苯胺纤维能进一步增强交联结构的密度,高度的交联结构和与pc良好的相容性能显著提高pc的拉伸性能和抗冲性能。
2、技术方案:一种抗静电pc材料,以重量份计,包括以下成分:pc颗粒100份、抗静电微粒5-20份、增韧剂1-5份。
3、进一步的,所述抗静电微粒的粒径为0.1-1mm。
4、进一步的,所述增韧剂包括kane ace m-577、kane ace fm-40、kaneace m-722和kane ace m-732中的一种或多种。
5、上述抗静电pc材料的制备方法,制备方法如下:
6、s1:取pc颗粒,置于烘箱中,110℃下干燥4h;
7、s2:取出,与抗静电微粒、增韧剂预混后共混挤出造粒,获得粒料;
8、s3:将粒料进行干燥,采用注塑机进行注塑,即得抗静电pc材料。
9、进一步的,所述s2中挤出温度为200-250℃,螺杆转速为300-350rpm。
10、进一步的,所述s3中注塑温度为260-280℃,注塑压力为50-70mpa,模具温度为80-120℃。进一步的,所述抗静电微粒的制备方法如下,以重量份计:
11、s21:取10份乙烯基苯甲基肉桂酸酯共聚物和苯乙烯的混合物,加入0.5份偶氮二异丁腈,溶解于20份二氯甲烷;
12、s22:加入500份浓度为1wt.%的椰油酰胺丙基甜菜碱的水溶液、0.5-1.5份聚苯胺纤维和0.2-0.8份纳米石墨粉,搅拌10-15min,获得混合物;
13、s23:将混合物再n2气氛下搅拌30-40min;
14、s24:脱气30min后,在n2气氛、温度70℃、转速300rpm下搅拌18h,进行聚合;
15、s25:离心,去除多余的偶氮二异丁腈和椰油酰胺丙基甜菜碱,用去离子水洗涤;
16、s26:冷冻干燥,即得抗静电微粒。
17、进一步的,所述s21中乙烯基苯甲基肉桂酸酯共聚物和苯乙烯的混合物中乙烯基苯甲基肉桂酸酯共聚物和苯乙烯的质量比为1:(1-2)。
18、进一步的,所述s22中聚苯胺纤维直径为1-10μm。
19、有益效果:
20、1.本发明采用抗静电微粒作为导电填料,抗静电微粒为具有三维网络结构的颗粒,以偶氮二异丁腈和椰油酰胺丙基甜菜碱为引发剂和分散剂,通过乙烯基苯甲基肉桂酸酯共聚物和苯乙烯的聚合制备了聚合物微粒,并添加导电成分聚苯胺纤维和纳米石墨粉,微粒在聚合过程中通过乙烯基苯甲基肉桂酸酯共聚物中的不饱和烃获得交联结构,同时,聚苯胺纤维能进一步增强交联结构的密度,高度的交联结构和与pc良好的相容性能显著提高pc的拉伸性能和抗冲性能。
21、2.本发明材料在受力时,首先由pc基材传递至抗静电微粒,再抗静电微粒通过内部的网络结构传递至纳米石墨粉颗粒,将受力一步步分散,从而提高力学性能。
22、3.本发明中抗静电微粒内部添加了聚苯胺纤维和纳米石墨粉,聚苯胺形成导电网络,纳米石墨粉与聚苯胺大分子可发生插入反应,形成石墨插入化合物,两者发生协同作用可进一步提高抗静电微粒的导电性。
1.一种抗静电pc材料,其特征在于:以重量份计,包括以下成分:pc颗粒100份、抗静电微粒5-20份、增韧剂1-5份。
2.根据权利要求1所述的一种抗静电pc材料,其特征在于:所述抗静电微粒的粒径为0.1-1mm。
3.根据权利要求1所述的一种抗静电pc材料,其特征在于:所述增韧剂包括kane acem-577、kane ace fm-40、kaneace m-722和kane ace m-732中的一种或多种。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种抗静电pc材料的制备方法,其特征在于:制备方法如下:
5.根据权利要求3所述的一种抗静电pc材料的制备方法,其特征在于:所述s2中挤出温度为200-250℃,螺杆转速为300-350rpm。
6.根据权利要求3所述的一种抗静电pc材料的制备方法,其特征在于:所述s3中注塑温度为260-280℃,注塑压力为50-70mpa,模具温度为80-120℃。
7.根据权利要求3所述的一种抗静电pc材料的制备方法,其特征在于:所述抗静电微粒的制备方法如下,以重量份计:
8.根据权利要求7所述的一种抗静电pc材料的制备方法,其特征在于:所述s21中乙烯基苯甲基肉桂酸酯共聚物和苯乙烯的混合物中乙烯基苯甲基肉桂酸酯共聚物和苯乙烯的质量比为1:(1-2)。
9.根据权利要求7所述的一种抗静电pc材料的制备方法,其特征在于:所述s22中聚苯胺纤维直径为1-10μm。
