專利名稱：一種永久抗靜電尼龍彈性體材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于功能高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種永久抗靜電尼龍彈性體材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
永久抗靜電材料的制備一般是在聚合物基體中加入導(dǎo)電填料或高分子型永久抗靜電劑進(jìn)行復(fù)合。常用導(dǎo)電填料有導(dǎo)電炭黑、碳纖、石墨、晶須、金屬纖維等。添加導(dǎo)電填料制備抗靜電材料常遇到的問題是填料分散不均和易造成表面缺陷。隨著高分子永久抗靜電劑的開發(fā)及在市場(chǎng)上的推廣，添加高分子型永久抗靜電劑已成為制備永久抗靜電材料的 重要方法之一。其導(dǎo)電機(jī)理可歸納為高分子型永久抗靜電劑中的含氧官能團(tuán)與游離離子相結(jié)合，通過柔性鏈分子大規(guī)模的分子移動(dòng)使電荷沿離子網(wǎng)絡(luò)傳遞，從而起到靜電釋放的作用。尼龍彈性體屬于分段型嵌段共聚物，是由多個(gè)聚酰胺硬段和聚酯或聚醚軟段交替組成。具有優(yōu)良的耐磨損性、耐溶劑腐蝕性、低溫下良好的沖擊韌性、高溫下優(yōu)異的拉伸性能等，在電子電器、車身裝置、機(jī)械工程、衛(wèi)生設(shè)備等方面都有廣泛應(yīng)用。近年來，隨著電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，精密儀器的普及，對(duì)材料抗靜電功能的要求更高，抗靜電尼龍彈性體材料的開發(fā)具有非常重要的意義。中國(guó)專利CN201110112102. 9公開了一種永久抗靜電的熱塑性彈性體材料，由苯乙烯類彈性體、填充油、聚烯烴樹脂、離子型聚合物抗靜電劑、相容劑、耐磨添加劑、無機(jī)填料、潤(rùn)滑劑、抗氧劑組成，所得材料具有永久抗靜電性、耐水洗、耐磨等優(yōu)點(diǎn)，但是苯乙烯類熱塑性彈性體是由苯乙烯、聚烯烴組成的嵌段共聚物，與離子型共聚物抗靜電劑相容性差，因而專利報(bào)道的體系中引入了較多的相容劑，成本較高，限制了材料的應(yīng)用領(lǐng)域。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的首要目的在于提供一種永久抗靜電尼龍彈性體材料，該材料具有優(yōu)異的沖擊性能，表面電阻為107-101CIW。本發(fā)明的另一目的在于提供上述永久抗靜電尼龍彈性體材料的制備方法。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種永久抗靜電尼龍彈性體材料，以重量份數(shù)計(jì)，包括如下組分
尼龍彈性體50-90份 永久抗靜電劑10-30份 加工助劑O. 3-2份。所述尼龍彈性體結(jié)構(gòu)含有聚酯或聚醚結(jié)構(gòu)，包括但不限于聚酯酰胺、聚醚酯酰胺、聚碳酸酯-酯酰胺和聚醚_b-酰胺中的一種或多種的混合物。聚酯酰胺、聚醚酯酰胺、聚碳酸酯-酯酰胺是由芳香族二異氰酸酯與脂肪族二元酸反應(yīng)生成聚酰胺嵌段，以端羧基聚酯或聚醚作為軟段。而聚醚_b-酰胺由端羧基脂肪族聚酰胺嵌段與端羥基聚醚二元醇通過酯化反應(yīng)制備。優(yōu)選邵氏硬度為25-7 的聚醚-b-酰胺。
所述永久抗靜電劑包含但不限于聚醚酰胺類共聚物、金屬鹽類離聚物、金屬離子絡(luò)合物、季銨鹽型聚合物、磺酸鹽型聚合物中的一種或多種的混合物。優(yōu)選地，永久抗靜電劑為聚醚酰胺類共聚物或金屬鹽類離聚物，聚醚酰胺類抗靜電劑可以為PEBAX MH2030、PEBAX MV2080、PEBAX MV1074中的一種或多種的混合物；金屬鹽類離聚物抗靜電劑可以為PELESTAT 230、PELESTAT 6500、PELESTAT 6321 中的一種或多種的混合物。所述加工助劑包括抗氧劑和潤(rùn)滑劑。所述抗氧劑是受阻酚類、亞磷酸酯類抗氧劑中的一種或多種的混合物。優(yōu)選地，受阻酹類抗氧劑可以是IrganoxlOlO、Irganoxl076、Chinox245、Chinox246中的一種或多種的混合物；亞磷酸類抗氧劑可以是Iragnoxl68、Chinox626中的一種或兩種的混合物。所述潤(rùn)滑劑包含但不限于油酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂酸、乙撐雙硬脂酰胺、聚乙烯蠟、硅油、硅酮類、四氟乙烯類中的一種或多種的混合物。本發(fā)明還可以包括抗靜電協(xié)效劑，所述的抗靜電協(xié)效劑可以是無機(jī)填料，包含但不限于硫酸鋇、滑石粉、硅灰石、云母粉、高嶺土中的一種或多種的混合物；也可以是聚烯 烴，包含但不限于聚丙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、線形低密度聚乙烯中的一種或多種的混合物?？轨o電協(xié)效劑能有效降低復(fù)合材料表面電阻，改善加工性能，降低成本。本發(fā)明所述的永久抗靜電尼龍彈性體材料的制備方法，包括如下步驟
a、按上述重量份數(shù)稱取各物料，將稱好的各物料于65°C_95°C烘干3_6小時(shí)；
b、將上述烘干后的各物料加入高速攪拌混合機(jī)混合均勻，得到混合好的物料；
C、將上述混合好的物料喂入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)過混煉、擠出、拉條、冷卻、切粒即得永久抗靜電尼龍彈性體材料。所述高速攪拌混合機(jī)的轉(zhuǎn)速設(shè)置在1000-2000轉(zhuǎn)/分鐘，混合的時(shí)間10_30分鐘。所述雙螺桿擠出機(jī)的長(zhǎng)徑比不小于32 :1，螺筒溫度控制在160-220°C，螺桿轉(zhuǎn)速在250-500轉(zhuǎn)/分鐘。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果
本發(fā)明選用性能優(yōu)異的尼龍彈性體作為基體材料，拓寬了熱塑性彈性體材料的應(yīng)用領(lǐng)域；由于尼龍彈性體材料特殊的分子結(jié)構(gòu)，通過簡(jiǎn)單的熔融捏合法在不加入相容劑的條件下即能實(shí)現(xiàn)材料抗靜電的改性；抗靜電協(xié)效劑的加入能有效降低復(fù)合材料表面電阻，改善加工成型性，大幅降低成本；制備的抗靜電尼龍彈性體材料具優(yōu)異的沖擊性能，表面電阻IO7-IOkiW,在在電子電器、車身裝置、機(jī)械工程、衛(wèi)生設(shè)備等領(lǐng)域有抗靜電或防塵要求的器件上均可使用。
具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)施方式
來進(jìn)一步說明本發(fā)明，以下實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受下述實(shí)施例的限制。表I所示實(shí)施例1-4及對(duì)比例1-2中所選用的尼龍彈性體為法國(guó)阿科瑪公司生產(chǎn)的PEBAX 6533SA01 ;永久抗靜電劑為日本三洋化成生產(chǎn)的PELESTAT 230 ;抗靜電協(xié)效劑為廣州鏵駿化工有限公司生產(chǎn)的3000目滑石粉；抗氧劑為汽巴公司生產(chǎn)的受阻酚抗氧劑Irganox 1010和有機(jī)亞磷酸酯Irganox 168的復(fù)配物，比例為1:2 ;潤(rùn)滑劑為長(zhǎng)春助劑有限公司生產(chǎn)的硬脂酸鈣和硬脂酸鋅。實(shí)施例5中所選用的尼龍彈性體為法國(guó)阿科瑪公司生產(chǎn)的PEBAX 5533SP01，永久抗靜電劑為法國(guó)阿科瑪公司生產(chǎn)的PEBAX MV2080，其余組分同實(shí)施例I。實(shí)施例6中所選用的尼龍彈性體為法國(guó)阿科瑪公司生產(chǎn)的PEBAX 5533SP01，永久抗靜電劑為法國(guó)阿科瑪公司生產(chǎn)的PEBAX MH2030，其余組分同實(shí)施例I。其制備方法按重量份數(shù)計(jì)，稱取各原料于65°C _95°C烘干3-6小時(shí)，加入高速攪拌機(jī)中混合20分鐘后，于雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒即得，雙螺桿擠出機(jī)的長(zhǎng)徑比40 :1，螺筒溫度控制在160-220°C，螺桿轉(zhuǎn)速在250-500轉(zhuǎn)/分鐘。擠出粒子在80度烘干12h后注塑成GB樣條，力學(xué)性能按照相應(yīng)GB標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試，材料表面電阻按ASTM257 2007測(cè)量。
表I :實(shí)施例和對(duì)比例的具體配方表和相關(guān)表征
舖側(cè)對(duì)比例
mm ------
I 2 345βI 2
M 龍彈性體 90 85 7570TO50100 80
永久抗靜輔 10 15 1520253020
1010520
03 03 03 03 03 03 03 03加工肋劑-------
海滑荊 0-5 OJS O-S I I I O-S 0_5
12 32 34 M 33 35 34 %2 斷裂伸長(zhǎng)％>600 >600 >6 冊(cè) >600 >6 冊(cè) >600 > 00 >600
缺口沖擊 Kl/m3 52 54 54 52 49 43 66 52
OTmwJES. JE 猿疋 JE JE 猿范 JE
定
表而電 anl*10l° 5*iOs 2*10 6*107 4*107 1*107 1*101 2*10s
從實(shí)施例和對(duì)比例中可以看出，通過簡(jiǎn)單的熔融捏合法即能實(shí)現(xiàn)尼龍彈性體抗靜電性的改性，且無需加入相容劑，制備的抗靜電尼龍彈性體材料具優(yōu)異的沖擊性能，表面電阻Kf-liTW。在表面電阻要求IO9W以上時(shí)，直接添加永久抗靜電劑即能實(shí)現(xiàn)尼龍彈性體的功能化；在表面電阻要求IO9W以下時(shí)，直接加入永久抗靜電劑會(huì)造成擠出不穩(wěn)定，體系中加入抗靜電協(xié)效劑可有效解決該問題。
權(quán)利要求
1.一種永久抗靜電尼龍彈性體材料，其特征在于，以重量份數(shù)計(jì)，包括如下組分 尼龍彈性體50-90份 永久抗靜電劑10-30份 加工助劑O. 3-2份。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的永久抗靜電尼龍彈性體材料,其特征在于,所述尼龍彈性體選自聚酯酰胺、聚醚酯酰胺、聚碳酸酯-酯酰胺、聚醚_b-酰胺中的一種或幾種的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的永久抗靜電尼龍彈性體材料，其特征在于，所述尼龍彈性體為邵氏硬度為25-7 的聚醚-b-酰胺。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的永久抗靜電尼龍彈性體材料，其特征在于，所述永久抗靜電劑為聚醚酰胺類共聚物、金屬鹽類離聚物、季銨鹽型聚合物、磺酸鹽型聚合物中的一種或多種的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的永久抗靜電尼龍彈性體材料，其特征在于，所述永久抗靜電劑為聚醚酰胺類共聚物或金屬鹽類離聚物中的一種或多種的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的永久抗靜電尼龍彈性體材料，其特征在于，所述加工助劑包括抗氧劑和潤(rùn)滑劑；所述抗氧劑為受阻酚類、受阻胺類、亞磷酸酯類抗氧劑中的一種或多種的組合物；所述潤(rùn)滑劑為油酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂酸、乙撐雙硬脂酰胺、聚乙烯蠟、硅油、硅酮類、四氟乙烯類中的一種或多種的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的永久抗靜電尼龍彈性體材料,其特征在于,還包括抗靜電協(xié)效劑0-20重量份。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的永久抗靜電尼龍彈性體材料，其特征在于，所述抗靜電協(xié)效劑為無機(jī)填料或聚烯烴中的一種或多種的混合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的永久抗靜電尼龍彈性體材料，其特征在于，所述無機(jī)填料選自硫酸鋇、滑石粉、硅灰石、云母粉、高嶺土中的一種或多種的混合物；所述聚烯烴選自聚丙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、線形低密度聚乙烯中的一種或多種的混合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的永久抗靜電尼龍彈性體材料,其特征在于,所述永久抗靜電尼龍彈性體材料表面電阻在ιο’ιο1、。
11.權(quán)利要求f10任一項(xiàng)所述的永久抗靜電尼龍彈性體材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟 a、按上述的重量份數(shù)稱取各物料,將稱好的各物料于65°C-95°C烘干3_6小時(shí)； b、將上述烘干后的各物料加入高速攪拌混合機(jī)混合均勻，得到混合好的物料； C、將上述混合好的物料喂入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)過混煉、擠出、拉條、冷卻、切粒即得永久抗靜電尼龍彈性體材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的永久抗靜電尼龍彈性體材料的制備方法，其特征在于所述高速混合機(jī)的1000-2000轉(zhuǎn)/分鐘，混合的時(shí)間10-30分鐘。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的永久抗靜電尼龍彈性體材料的制備方法，其特征在于所述雙螺桿擠出機(jī)的長(zhǎng)徑比不小于32 :1，螺筒溫度控制在160-220°C，螺桿轉(zhuǎn)速在250-500轉(zhuǎn)/分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種永久抗靜電尼龍彈性體材料及其制備方法，以重量份數(shù)計(jì)，包括尼龍彈性體50-90份，永久抗靜電劑10-30份，加工助劑0.3-2份。其制備方法是將各組分按配比加入高速混合機(jī)混合均勻，然后將混合物喂入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)過混煉﹑擠出﹑拉條﹑冷卻﹑切粒即得。本發(fā)明所制備的阻燃永久抗靜電尼龍彈性體材料具優(yōu)異的沖擊性能，表面電阻107-1010W，在電子電器、車身裝置、機(jī)械工程、衛(wèi)生設(shè)備等領(lǐng)域有抗靜電或防塵要求的器件上均可使用。
文檔編號(hào)C08K3/30GK102634191SQ201210148719
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月15日
發(fā)明者劉奇祥, 葉南飚, 姜蘇俊, 寧方林, 易慶鋒, 蘇娟霞, 龍杰明 申請(qǐng)人:上海金發(fā)科技發(fā)展有限公司, 金發(fā)科技股份有限公司