[发明专利]抗静电的聚苯乙烯高分子复合材料及其制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及高分子材料，特别是涉及一种整体性能及抗静电性能好且绿色环保的抗静电的聚苯乙烯高分子复合材料及其制备方法。

【背景技术】

目前，常用的聚苯乙烯分为通用级聚苯乙烯和耐冲击性聚苯乙烯。其中，通用级聚苯乙烯是透明的颗粒，具有很高的强度和模量，而耐冲击性聚苯乙烯是乳白色不透明珠粒，具有较高的冲击强度和具一定的韧性。通用级聚苯乙烯和耐冲击性聚苯乙烯都可任意着色，成型加工性、抗化学腐蚀性、电性能也好，可注塑、吸塑或挤塑成各种制品，适合家电产品外壳、仪器仪表配件、冰箱内衬、板材、家具、餐具、托盘等，用途非常广泛。

基于聚苯乙烯优异的性能，将聚苯乙烯用于特种产品是当前研发的重点。当前新开发的聚苯乙烯产品在某些应用领域可与工程树脂竞争，有的比现有的产品质量要高得多，特别是耐冲击性聚苯乙烯，它具有高的冲击强度和高的模量，目前用在托盘市场也越来越大。然而，耐冲击性聚苯乙烯材料本身是一种绝缘材料，由于其表面电阻率高的缘故，其产品多用于要求绝缘场所，但在另一些应用领域，如在使用、周转或是运输的过程中，因摩擦等多种原因而使表面产生及积累静电荷，当积累达到一定程度会产生放电现象，从而损坏所要运送产品，严重的会产生火灾，对人员造成生命安全问题，对社会也造成不必要的经济损失。为避免发生这类危险问题，如何有效地对聚苯乙烯材料进行抗静电处理是亟需解决的问题。

传统的抗静电材料是通过添加具有抗静电性能的填料或抗静电剂等助剂，把耐冲击性聚苯乙烯改性成具有抗静电性能的材料。目前能起到抗静电效果的有炭黑、石墨、碳纤维、金属粉末和有抗静电效果的表面活性剂。其中添加有抗静电效果的表面活性剂的材料优点是着色不用限制，对材料性能影响不大，其电阻率在10⁸-10¹⁰Ω·cm，但无法再降低其电阻率，同时抗静电效果会随着时间的延长而逐渐消失，不具备有永久性的，只能用在一些要求低的低端领域；而添加炭黑、石墨、碳纤维和金属粉末的材料抗静电虽是永久性的，其电阻率在10⁴-10⁹Ω·cm，但它们的添加量较大，要添加10％-50％才能达到所需的抗静电效果，这不但严重影响了材料性能，同时其在材料上分散也不均匀，特别是加炭黑的产品，表面容易析出炭粉，污染其包装的产品和周围环境。因此，如何提供一种抗静电填料，使他们在不影响材料性能的情况下，不仅具有优良的抗静电效果、用量少且绿色环保就成为一种客观需求。

【发明内容】

本发明旨在解决上述问题，而提供一种整体性能及抗静电性能好且绿色环保的抗静电的聚苯乙烯高分子复合材料。

本发明还提供一种所述抗静电的聚苯乙烯高分子复合材料的制备方法。

为实现本发明的目的，一种抗静电的聚苯乙烯高分子复合材料，该高分子复合材料包含以重量份数计的如下组分：

优选地，该高分子材料包含以重量份数计的如下组分：

所述碳纳米管为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管或多壁碳纳米管中的一种或多种的混合物，所述碳纳米管的直径为5～15纳米，长度为5～15微米，纯度大于95％。

所述增韧剂为马来酸酐接枝苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，以及氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、聚烯烃弹性体、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚烯烃热塑性弹性体、热塑性橡胶中的一种或多种的混合物。

所述偶联剂为双亲抑水偶联剂，以及硅烷偶联剂、钛酸酯类偶联剂、铝酸酯类偶联剂或锆酸酯偶联剂中的一种或多种的混合物。

所述润滑剂为双子星型烯烃共聚物，以及聚乙烯蜡、N，N'-乙撑双油酸酰胺、N，N'-乙撑双硬脂酸酰胺、有机硅润滑剂、芥酸酰胺和油酸酰胺中的一种或多种的混合物。

所述分散剂包括粉体分散剂和液体分散剂，所述粉体分散剂为具有高活性锚固基团的多官能团鳌合物，以及含胺锚固基团的聚合物、含酸锚固基团的聚合物中的一种或多种的混合物，所述液体分散剂为高分子量烷基铵盐共聚物。

所述填充剂为硅灰石，以及滑石粉、碳酸钙、硫酸钡、高岭土中的一种或多种的混合物。

所述相容剂为马来酸酐接枝聚苯乙烯，以及马来酸酐接枝苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯中的一种或多种的混合物。

本发明还提供了所述抗静电的聚苯乙烯高分子复合材料的制备方法，该方法包括如下步骤：