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一种抗静电ABS改性材料及其制备方法 出售状态:未出售

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专利号 2014108479442 专利类型 发明专利
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专利详细内容

专利名: 一种抗静电ABS改性材料及其制备方法 出售状态: 未出售
专利号: 2014108479442 专利类型: 发明专利 专利分类: 五金工具
专利权人: 联系人 出售价格: 面议
详细介绍:

技术领域 本发明涉及ABS材料技术领域,具体涉及一种抗静电ABS改性材料及其制备方法。 背景技术 ABS是有丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物,是一种综合性能较好的工程塑料,具有良好尺寸稳定性,突出的耐冲击性、耐热性、介电性、耐磨性,表面光泽性好,易涂装和着色等优点。ABS树脂已被广泛应用于家电、建筑、汽车、办公用品等行业。但ABS的抗静电性能较差,如果可以提高ABS的抗静电性能,将会进一步开拓ABS树脂在汽车、航空、办公机器、电子等领域的应用。 市场上的一些ABS抗静电产品,抗静电上限只有9-10个数量级;也有厂家通过加入抗静电剂来提高ABS的抗静电性能,但抗静电上限也只有9-10个数量级,且添加抗静电剂,树脂的加工性能变差。另外市场上的抗静电ABS的冲击强度一般在3-4KJ/m2左右,也在很大程度上限制了ABS树脂的应用范围。 发明内容 为了克服现有技术中存在的缺点和不足,本发明的目的在于提供一种抗静电ABS改性材料,该改性材料在保持材料抗冲击性能的基础上,能显著提高材料的抗静电性能,且加工性能较好,综合性能优异。 本发明的另一目的在于提供一种抗静电ABS改性材料的制备方法,该制备方法工艺简单,操作控制方便,质量稳定,生产效率高,可大规模工业化生产。 本发明的目的通过下述技术方案实现:一种抗静电ABS改性材料,包括如下重量份的原料: ABS树脂     62-94份 抗静电剂    8-12份 增韧剂      8-12份 硬脂酸锌    0.8-1.6份 PETS        0.05-0.15份 PMI         0.3-0.7份 扩散剂      0.3-0.7份 抗氧剂      0.1-0.6份; 所述抗静电剂是由炭黑和碳纤维以重量比1:0.8-1.2组成的混合物。 本发明通过采用炭黑和碳纤维作为抗静电剂复配使用,并控制其重量比为1:0.8-1.2,使得改性材料的表面电阻率达到5-7个数量级,在保持材料抗冲击性能的基础上,能显著提高材料的抗静电性能。 本发明通过添加抗静电剂、增韧剂、PETS和PMI进行共混改性来提高改性材料的抗静电、加工性能以及抗冲击性能,使得改性材料的表面电阻率达到5-7个数量级,与现有抗静电ABS材料相比显著提高。 优选的,所述ABS树脂为密度在1.26-1.28、熔点在260-280℃、分子量为10-30万、粒径在5-15μm的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中,丙烯腈单体的重量百分比为20%-30%,丁二烯单体的重量百分比为20%-30%,苯乙烯单体的重量百分比为40%-60%。 本发明通过采用密度在1.26-1.28、熔点在260-280℃、分子量为10-30万、粒径在5-15μm的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物作为ABS树脂,且控制丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中,各单体的重量比为1:1:2,使得改性材料具有优良的耐冲击性、耐热性、介电性和耐磨性,以及良好的尺寸稳定性。 优选的,所述炭黑为比表面积在80-140m3/g、粒径在8-12nm的炭黑。 本发明通过采用比表面积在80-140m3/g、粒径在8-12nm的炭黑,能显著提高材料的抗静电性能。 所述碳纤维为长径比在400-600的碳纤维。 本发明通过采用长径比在400-600的碳纤维,能显著提高材料的抗静电性能。 优选的,所述增韧剂为橡胶含量在50%-70%的ABS高胶粉。 本发明通过采用橡胶含量在50%-70%的ABS高胶粉作为增韧剂,能提高材料的韧性和抗冲击性能,还能提高材料的热变形温度。 优选的,所述PETS是由羟值在55-65mgKOH/g、熔点在50-60℃的PETS-3和羟值在25-35mgKOH/g、熔点在55-65℃的PETS-4以重量比2-3:1组成的混合物。 PETS为季戊四醇硬脂酸酯,本发明通过采用羟值在55-65mgKOH/g、熔点在50-60℃的PETS-3和羟值在25-35mgKOH/g、熔点在55-65℃的PETS-4作为PETS复配使用,并控制其重量比为2-3:1,具有良好的热稳定性和低挥发性,良好的脱模和流动性能,能显著改善材料在高温时的加工性能,提高制品的透明度及表面光洁度。 优选的,所述PMI为熔点在86-90℃、表面张力在55-60dyne/cm的N-苯基马来酰亚胺。 本发明通过采用熔点在86-90℃、表面张力在55-60dyne/cm的N-苯基马来酰亚胺作为耐热改性剂,可显著提高材料的耐热性、耐冲击性、热熔性和加工性。 优选的,所述扩散剂的分子式为RO(CH2CH2O)nH,其中,R为C12-18的饱和烷基或不饱和烷基,n=15-20。更为优选的,所述扩散剂为月桂酸C12:0、豆蔻酸C14:0、棕榈酸C16:0、棕榈一烯酸C16:1、十七烷酸C17:0、十七碳一烯酸C17:1、硬脂酸C18:0、油酸C18:1、亚油酸C18:2和亚麻酸C18:3中的任意一种与环氧乙烷的聚合物。 本发明通过采用RO(CH2CH2O)nH作为扩散剂,并控制R为C12-18的饱和烷基或不饱和烷基,n=15-20,具有较好的扩散和乳化作用,能显著提高材料的加工性能。 优选的,所述抗氧剂是由抗氧剂1010和抗氧剂168以重量比1:1-2组成的混合物。 本发明通过采用抗氧剂1010和抗氧剂168作为抗氧剂复配使用,并控制其重量比为1:1-2,两种抗氧剂均为环保抗氧剂且具有一定的协同作用,可以延缓或抑制材料氧化过程的进行,从而阻止材料的老化并延长其使用寿命。 本发明的另一目的通过下述技术方案实现:一种抗静电ABS改性材料的制备方法,包括如下步骤: (1)将ABS树脂于90-100℃温度下烘烤1–2h,备用; (2)按重量配比称取烘烤后的ABS树脂和其余原料,放入高速混合机中共混10–20min,得到混合物; (3)将混合物投入双螺杆挤出机经熔融挤出、造粒; (4)将生产出的粒子110-130℃温度下烘烤1–2h,制得抗静电ABS改性材料。 优选的,所述步骤(3)中,双螺杆挤出机的具体工艺参数为:一区温度190–210℃,二区温度210–220℃,三区温度210–220℃,四区温度210–230℃,五区温度215–220℃,六区温度215–220℃,七区温度215–220℃,八区温度215–225℃,九区温度220–225℃,模头温度220-240℃,压力12–18MPa,螺杆转速280-350r/min,停留时间2–3min。 本发明的有益效果在于:本发明通过采用炭黑和碳纤维作为抗静电剂复配使用,并控制其重量比为1:0.8-1.2,使得改性材料的表面电阻率达到5-7个数量级,在保持材料抗冲击性能的基础上,能显著提高材料的抗静电性能。 本发明通过采用密度在1.26-1.28、熔点在260-280℃、分子量为10-30万、粒径在5-15μm的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物作为ABS树脂,且控制丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中,各单体的重量比为1:1:2,使得改性材料具有优良的耐冲击性、耐热性、介电性和耐磨性,以及良好的尺寸稳定性。 本发明通过采用比表面积在80-140m3/g、粒径在8-12nm的炭黑,能显著提高材料的抗静电性能。本发明通过采用长径比在400-600的碳纤维,能显著提高材料的抗静电性能。 本发明通过采用橡胶含量在50%-70%的ABS高胶粉作为增韧剂,能提高材料的韧性和抗冲击性能,还能提高材料的热变形温度。 本发明通过采用羟值在55-65mgKOH/g、熔点在50-60℃的PETS-3和羟值在25-35mgKOH/g、熔点在55-65℃的PETS-4作为PETS复配使用,并控制其重量比为2-3:1,具有良好的热稳定性和低挥发性,良好的脱模和流动性能,能显著改善材料在高温时的加工性能,提高制品的透明度及表面光洁度。 本发明通过采用点在86-90℃、表面张力在55-60dyne/cm的N-苯基马来酰亚胺作为耐热改性剂,可显著提高材料的耐热性、耐冲击性、热熔性和加工性。 本发明通过采用RO(CH2CH2O)nH作为扩散剂,并控制R为C12-18的饱和烷基或不饱和烷基,n=15-20,具有较好的扩散和乳化作用,能显著提高材料的加工性能。 本发明通过采用抗氧剂1010和抗氧剂168作为抗氧剂复配使用,并控制其重量比为1:1-2,两种抗氧剂均为环保抗氧剂且具有一定的协同作用,可以延缓或抑制材料氧化过程的进行,从而阻止材料的老化并延长其使用寿命。 本发明通过添加抗静电剂、增韧剂、PETS和PMI进行共混改性来提高改性材料的抗静电、加工性能以及抗冲击性能,使得改性材料的表面电阻率达到5-7个数量级,与现有抗静电ABS材料相比显著提高。 本发明的改性材料在保持材料抗冲击性能的基础上,能显著提高材料的抗静电性能,且热变形温度高,拉伸强度和温度强度高,加工性能较好,综合性能优异。 本发明的制备方法工艺简单,操作控制方便,质量稳定,生产效率高,可大规模工业化生产。 具体实施方式 为了便于本领域技术人员的理解,下面结合实施例对本发明作进一步的说明,实施方式提及的内容并非对本发明的限定。 实施例1 一种抗静电ABS改性材料,包括如下重量份的原料: ABS树脂     62份 抗静电剂    8份 增韧剂      8份 硬脂酸锌    0.8份 PETS        0.05份 PMI         0.3份 扩散剂      0.3份 抗氧剂      0.1份; 所述抗静电剂是由炭黑和碳纤维以重量比1:0.8组成的混合物。 所述ABS树脂为密度在1.26、熔点在260℃、分子量为10万、粒径在5μm的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中,丙烯腈单体的重量百分比为20%,丁二烯单体的重量百分比为20%,苯乙烯单体的重量百分比为60%。 所述炭黑为比表面积在80m3/g、粒径在8nm的炭黑;所述碳纤维为长径比在400的碳纤维。 所述增韧剂为橡胶含量在50%的ABS高胶粉。 所述PETS是由羟值在55mgKOH/g、熔点在50℃的PETS-3和羟值在25mgKOH/g、熔点在55℃的PETS-4以重量比2:1组成的混合物。 所述PMI为熔点在86℃、表面张力在55dyne/cm的N-苯基马来酰亚胺。 所述扩散剂的分子式为RO(CH2CH2O)nH,其中,R为C12的饱和烷基,n=15。 所述抗氧剂是由抗氧剂1010和抗氧剂168以重量比1:1组成的混合物。 一种抗静电ABS改性材料的制备方法,包括如下步骤: (1)将ABS树脂于90℃温度下烘烤1h,备用; (2)按重量配比称取烘烤后的ABS树脂和其余原料,放入高速混合机中共混10min,得到混合物; (3)将混合物投入双螺杆挤出机经熔融挤出、造粒; (4)将生产出的粒子110℃温度下烘烤1h,制得抗静电ABS改性材料。 所述步骤(3)中,双螺杆挤出机的具体工艺参数为:一区温度190℃,二区温度210℃,三区温度210℃,四区温度210℃,五区温度215℃,六区温度215℃,七区温度215℃,八区温度215℃,九区温度220℃,模头温度220℃,压力12MPa,螺杆转速280r/min,停留时间2min。 实施例2 一种抗静电ABS改性材料,包括如下重量份的原料: ABS树脂     70份 抗静电剂    9份 增韧剂      9份 硬脂酸锌    1份 PETS        0.07份 PMI         0.4份 扩散剂      0.4份 抗氧剂      0.2份; 所述抗静电剂是由炭黑和碳纤维以重量比1:0.9组成的混合物。 所述ABS树脂为密度在1.26、熔点在265℃、分子量为15万、粒径在7μm的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中,丙烯腈单体的重量百分比为22%,丁二烯单体的重量百分比为22%,苯乙烯单体的重量百分比为56%。 所述炭黑为比表面积在95m3/g、粒径在9nm的炭黑;所述碳纤维为长径比在450的碳纤维。 所述增韧剂为橡胶含量在55%的ABS高胶粉。 所述PETS是由羟值在57mgKOH/g、熔点在52℃的PETS-3和羟值在27mgKOH/g、熔点在57℃的PETS-4以重量比2.2:1组成的混合物。 所述PMI为熔点在87℃、表面张力在56dyne/cm的N-苯基马来酰亚胺。 所述扩散剂的分子式为RO(CH2CH2O)nH,其中,R为C13的饱和烷基,n=16。 所述抗氧剂是由抗氧剂1010和抗氧剂168以重量比1:1.2组成的混合物。 一种抗静电ABS改性材料的制备方法,包括如下步骤: (1)将ABS树脂于92℃温度下烘烤1.2h,备用; (2)按重量配比称取烘烤后的ABS树脂和其余原料,放入高速混合机中共混12min,得到混合物; (3)将混合物投入双螺杆挤出机经熔融挤出、造粒; (4)将生产出的粒子115℃温度下烘烤1.2h,制得抗静电ABS改性材料。 所述步骤(3)中,双螺杆挤出机的具体工艺参数为:一区温度195℃,二区温度212℃,三区温度212℃,四区温度215℃,五区温度216℃,六区温度216℃,七区温度216℃,八区温度217℃,九区温度221℃,模头温度225℃,压力13MPa,螺杆转速295r/min,停留时间2min。 实施例3 一种抗静电ABS改性材料,包括如下重量份的原料: ABS树脂     78份 抗静电剂    10份 增韧剂      10份 硬脂酸锌    1.2份 PETS        0.1份 PMI         0.5份 扩散剂      0.5份 抗氧剂      0.3份; 所述抗静电剂是由炭黑和碳纤维以重量比1:1组成的混合物。 所述ABS树脂为密度在1.27、熔点在270℃、分子量为20万、粒径在10μm的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中,丙烯腈单体的重量百分比为25%,丁二烯单体的重量百分比为25%,苯乙烯单体的重量百分比为50%。 所述炭黑为比表面积在110m3/g、粒径在10nm的炭黑;所述碳纤维为长径比在500的碳纤维。 所述增韧剂为橡胶含量在60%的ABS高胶粉。 所述PETS是由羟值在60mgKOH/g、熔点在55℃的PETS-3和羟值在30mgKOH/g、熔点在60℃的PETS-4以重量比2.5:1组成的混合物。 所述PMI为熔点在88℃、表面张力在57dyne/cm的N-苯基马来酰亚胺。 所述扩散剂的分子式为RO(CH2CH2O)nH,其中,R为C16的饱和烷基,n=17。 所述抗氧剂是由抗氧剂1010和抗氧剂168以重量比1:1.5组成的混合物。 一种抗静电ABS改性材料的制备方法,包括如下步骤: (1)将ABS树脂于95℃温度下烘烤1.5h,备用; (2)按重量配比称取烘烤后的ABS树脂和其余原料,放入高速混合机中共混15min,得到混合物; (3)将混合物投入双螺杆挤出机经熔融挤出、造粒; (4)将生产出的粒子120℃温度下烘烤1.5h,制得抗静电ABS改性材料。 所述步骤(3)中,双螺杆挤出机的具体工艺参数为:一区温度200℃,二区温度215℃,三区温度215℃,四区温度220℃,五区温度217℃,六区温度217℃,七区温度217℃,八区温度220℃,九区温度222℃,模头温度230℃,压力15MPa,螺杆转速315r/min,停留时间3min。 实施例4 一种抗静电ABS改性材料,包括如下重量份的原料: ABS树脂     86份 抗静电剂    11份 增韧剂      11份 硬脂酸锌    0.14份 PETS        0.12份 PMI         0.6份 扩散剂      0.6份 抗氧剂      0.4份; 所述抗静电剂是由炭黑和碳纤维以重量比1:1.1组成的混合物。 所述ABS树脂为密度在1.27、熔点在275℃、分子量为25万、粒径在12μm的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中,丙烯腈单体的重量百分比为27%,丁二烯单体的重量百分比为27%,苯乙烯单体的重量百分比为46%。 所述炭黑为比表面积在125m3/g、粒径在11nm的炭黑;所述碳纤维为长径比在550的碳纤维。 所述增韧剂为橡胶含量在65%的ABS高胶粉。 所述PETS是由羟值在62mgKOH/g、熔点在58℃的PETS-3和羟值在32mgKOH/g、熔点在62℃的PETS-4以重量比2.7:1组成的混合物。 所述PMI为熔点在89℃、表面张力在58dyne/cm的N-苯基马来酰亚胺。 所述扩散剂的分子式为RO(CH2CH2O)nH,其中,R为C18的饱和烷基,n=18。 所述抗氧剂是由抗氧剂1010和抗氧剂168以重量比1:1.8组成的混合物。 一种抗静电ABS改性材料的制备方法,包括如下步骤: (1)将ABS树脂于98℃温度下烘烤2h,备用; (2)按重量配比称取烘烤后的ABS树脂和其余原料,放入高速混合机中共混18min,得到混合物; (3)将混合物投入双螺杆挤出机经熔融挤出、造粒; (4)将生产出的粒子125℃温度下烘烤2h,制得抗静电ABS改性材料。 所述步骤(3)中,双螺杆挤出机的具体工艺参数为:一区温度205℃,二区温度218℃,三区温度218℃,四区温度225℃,五区温度218℃,六区温度218℃,七区温度218℃,八区温度222℃,九区温度222℃,模头温度235℃,压力16MPa,螺杆转速325r/min,停留时间2min。 实施例5 一种抗静电ABS改性材料,包括如下重量份的原料: ABS树脂     94份 抗静电剂    12份 增韧剂      12份 硬脂酸锌    1.6份 PETS        0.15份 PMI         0.7份 扩散剂      0.7份 抗氧剂      0.6份; 所述抗静电剂是由炭黑和碳纤维以重量比1:1.2组成的混合物。 所述ABS树脂为密度在1.28、熔点在280℃、分子量为30万、粒径在15μm的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中,丙烯腈单体的重量百分比为30%,丁二烯单体的重量百分比为30%,苯乙烯单体的重量百分比为40%。 所述炭黑为比表面积在140m3/g、粒径在12nm的炭黑;所述碳纤维为长径比在600的碳纤维。 所述增韧剂为橡胶含量在70%的ABS高胶粉。 所述PETS是由羟值在65mgKOH/g、熔点在60℃的PETS-3和羟值在35mgKOH/g、熔点在65℃的PETS-4以重量比3:1组成的混合物。 所述PMI为熔点在90℃、表面张力在60dyne/cm的N-苯基马来酰亚胺。 所述扩散剂的分子式为RO(CH2CH2O)nH,其中,R为C18的不饱和烷基,n=20。 所述抗氧剂是由抗氧剂1010和抗氧剂168以重量比1:2组成的混合物。 一种抗静电ABS改性材料的制备方法,包括如下步骤: (1)将ABS树脂于100℃温度下烘烤2h,备用; (2)按重量配比称取烘烤后的ABS树脂和其余原料,放入高速混合机中共混20min,得到混合物; (3)将混合物投入双螺杆挤出机经熔融挤出、造粒; (4)将生产出的粒子130℃温度下烘烤2h,制得抗静电ABS改性材料。 所述步骤(3)中,双螺杆挤出机的具体工艺参数为:一区温度210℃,二区温度220℃,三区温度220℃,四区温度230℃,五区温度220℃,六区温度220℃,七区温度220℃,八区温度225℃,九区温度225℃,模头温度240℃,压力18MPa,螺杆转速350r/min,停留时间3min。 将实施例1-5制得的抗静电ABS改性材料按照国家标准利用注射成型工艺制备成测试样条,进行样条性能测试,测试方法为:拉伸强度按ISO-527-2进行,试样尺寸150*10*4mm ,拉伸速度为50mm/min;弯曲强度按ISO 178进行,试样尺寸80*10*4mm ,弯曲速度为2mm/min,跨距为64mm;冲击强度按ISO 179进行,试样尺寸80*6*4mm,缺口深度为试样厚度的三分之一;热变形温度按ISO 75进行,试样尺寸120*10*3mm,载荷为1.8MPa。实施例1-5制得的抗静电ABS改性材料的测试结果如表1所示。 表1 测试项目现有的抗静电ABS材料实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5表面电阻率(Ω)5.6×1099.2×1077.4×1062.8×1056.5×1068.3×107缺口冲击强度(KJ/m23.15.15.66.45.85.2热变形温度(℃)647276787573拉伸强度(MPa)364346494744弯曲强度(MPa)72105108112109107UL94阻燃等级V2V0V0V0V0V0
从表1可以看出,本发明的改性材料在保持材料抗冲击性能的基础上,能显著提高材料的抗静电性能,且热变形温度高,拉伸强度和温度强度高,加工性能较好,综合性能优异。 本发明通过添加抗静电剂、增韧剂、PETS和PMI进行共混改性来提高改性材料的抗静电、加工性能以及抗冲击性能,使得改性材料的表面电阻率达到5-7个数量级,与现有抗静电ABS材料相比显著提高。 上述实施例为本发明较佳的实现方案,除此之外,本发明还可以其它方式实现,在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

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