本发明属于陶瓷材料领域，特别涉及一种防静电陶瓷材料及其制备方法。
背景技术：
在我们日常生活中静电现象是普遍存在的，虽然静电可以用作静电复印、静电纺丝、静电喷涂等工艺中，但是在石油化工、纺织、研磨粉碎、电子元器件等领域内却有潜在的危害。例如静电聚集极易导致元器件损毁或爆炸等严重后果。在电子行业，美国每年因因静电危害造成的损失高达100多亿美元；英国多达20亿英镑；日本不合格电子器件中有45%是由静电引起。在近年来快速发展的航空航天事业中，由于其处在高温、高频摩擦等苛刻环境中，就需要兼具优异力学性能和防静电性能的材料。
氧化铝、氧化锆等传统结构陶瓷材料有比金属更优异的耐磨损、耐腐蚀和高温稳定性，但在常温下都是绝缘体，无法起到防静电效果。另一些结构陶瓷如SiC、ZrC、TiN、ZrN等虽然具有良好的导电性能，但是价格昂贵，制备工艺也比较复杂，产业化存在困难。樊东辉等用离子注入技术使ZrO2陶瓷体积电阻率降低至2.14W·cm，但是离子注入使陶瓷基体破坏，且其成本较高。半导体TiO2瓷具有静电耗散功能，广泛应用于纺织行业，但其抗弯强度低，且其耐磨性较差。
技术实现要素：
针对上述缺陷，本发明的目的是提供一种防静电陶瓷材料及其制备方法，通过添加多种化学成分在陶瓷工艺过程中，制备出耐磨性高、抗弯强度高且防静电性能好的陶瓷材料。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种防静电陶瓷材料，包含如下重量组份的各物质：氧化锆40-60份、氧化铝2-5份、氧化铜3-6份、石英砂2-6份、聚丙烯10-25份、聚乙烯亚胺4-8份、5-羧基吡咯烷酮1-4份、二丁醚12-15份、烯丙苯噻唑4-7份、酞酸二乙酯10-20份。
进一步的，所述氧化锆45-52份、氧化铝3-4份、氧化铜3-5份、石英砂2-4份、聚丙烯15-20份、聚乙烯亚胺5-7份、5-羧基吡咯烷酮2-4份、二丁醚13-15份、烯丙苯噻唑4-6份、酞酸二乙酯15-20份。
进一步的，所述氧化锆48份、氧化铝3.5份、氧化铜4份、石英砂3份、聚丙烯18份、聚乙烯亚胺6份、5-羧基吡咯烷酮3份、二丁醚14份、烯丙苯噻唑5份、酞酸二乙酯18份。
一种防静电陶瓷材料的制备方法，步骤如下：
（1）将氧化锆40-60份和石英砂2-6份粉碎至100-150目，充分混合后加入5-羧基吡咯烷酮1-4份和二丁醚12-15份，在温度50-70℃下，以速率250-350r/min搅拌反应20-30min；
（2）随后加入聚乙烯亚胺4-8份和酞酸二乙酯10-20份，升高温度至100-130℃，保温反应30-50min；
（3）随后加入粉碎至80-100目的氧化铝2-5份和氧化铜3-6份混合物、聚丙烯7-12份、烯丙苯噻唑4-7份，在温度140-150℃，以速率600-800r/min搅拌反应25-35min，得到混合物；将混合物干燥后在氮气保护下，以速率10-20℃/min升高温度至1200-1300℃，反应0.5-1.5h；待反应冷却后即可得到所述防静电陶瓷材料。
进一步的，步骤（1）中温度为65℃，以速率300r/min搅拌反应25min。
进一步的，步骤（2）中温度为120℃，保温反应40min。
进一步的，步骤（3）中在温度145℃以速率650r/min搅拌反应30min；在氮气保护下，以速率15℃/min升高温度至1250℃，反应1h。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
本发明所述一种防静电陶瓷材料的制备方法，通过加酞酸二乙酯、烯丙苯噻唑提高陶瓷材料的综合性能，且利用氧化铝、氧化铜和聚丙烯将制备碳纳米管和陶瓷材料成型过程在一步反应中同时进行，简化工艺步骤、节约能源，并和聚乙烯亚胺共同提高陶瓷材料的防静电性能，最终获得机械性能和防静电性能均优良的新型陶瓷材料。该陶瓷材料的表面电阻率为0.9-1.2×103Ω/cm，抗弯强度为1100-1300N/mm2。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
（1）将氧化锆40份和石英砂2份粉碎至100目，充分混合后加入5-羧基吡咯烷酮1份和二丁醚12份，在温度50℃下，以速率250r/min搅拌反应20min；
（2）随后加入聚乙烯亚胺4份和酞酸二乙酯10份，升高温度至100℃，保温反应30min；
（3）随后加入粉碎至80目的氧化铝2份和氧化铜3份混合物、聚丙烯7份、烯丙苯噻唑4份，在温度140℃，以速率600r/min搅拌反应25min，得到混合物；将混合物干燥后在氮气保护下，以速率10℃/min升高温度至1200℃，反应0.5h；待反应冷却后即可得到所述防静电陶瓷材料。
该陶瓷材料的表面电阻率为1.2×103Ω/cm，抗弯强度为1100N/mm2。
对比例1
（1）将氧化锆40份粉碎至100目，充分混合后加入5-羧基吡咯烷酮1份和二丁醚12份，在温度50℃下，以速率250r/min搅拌反应20min；
（2）随后加入粉碎至80目的氧化铝2份和氧化铜3份混合物；将混合物干燥后在氮气保护下，以速率10℃/min升高温度至1200℃，反应0.5h；待反应冷却后即可得到所述陶瓷材料。
该陶瓷材料的表面电阻率为3×108Ω/cm，抗弯强度为950N/mm2。
实施例2
（1）将氧化锆60份和石英砂6份粉碎至150目，充分混合后加入5-羧基吡咯烷酮4份和二丁醚15份，在温度70℃下，以速率350r/min搅拌反应30min；
（2）随后加入聚乙烯亚胺8份和酞酸二乙酯20份，升高温度至130℃，保温反应50min；
（3）随后加入粉碎至100目的氧化铝5份和氧化铜6份混合物、聚丙烯12份、烯丙苯噻唑7份，在温度150℃，以速率800r/min搅拌反应35min，得到混合物；将混合物干燥后在氮气保护下，以速率20℃/min升高温度至1300℃，反应1.5h；待反应冷却后即可得到所述防静电陶瓷材料。
该陶瓷材料的表面电阻率为1.15×103Ω/cm，抗弯强度为1150N/mm2。
对比例2
（1）将氧化锆60份和石英砂6份粉碎至150目，充分混合后加入5-羧基吡咯烷酮4份和二丁醚15份，在温度70℃下，以速率350r/min搅拌反应30min；
（2）随后加入粉碎至100目的氧化铝5份和氧化铜6份混合物；将混合物干燥后在氮气保护下，以速率20℃/min升高温度至1300℃，反应1.5h；待反应冷却后即可得到所述陶瓷材料。
该陶瓷材料的表面电阻率为8×108Ω/cm，抗弯强度为890N/mm2。
实施例3
（1）将氧化锆45份和石英砂2份粉碎至100目，充分混合后加入5-羧基吡咯烷酮4份和二丁醚13份，在温度50℃下，以速率250r/min搅拌反应20min；
（2）随后加入聚乙烯亚胺5份和酞酸二乙酯15份，升高温度至100℃，保温反应30min；
（3）随后加入粉碎至80目的氧化铝3份和氧化铜3份混合物、聚丙烯15份、烯丙苯噻唑4份，在温度140℃，以速率600r/min搅拌反应25min，得到混合物；将混合物干燥后在氮气保护下，以速率10℃/min升高温度至1200℃，反应0.5h；待反应冷却后即可得到所述防静电陶瓷材料。
该陶瓷材料的表面电阻率为1.10×103Ω/cm，抗弯强度为1200N/mm2。
实施例4
（1）将氧化锆52份和石英砂4份粉碎至150目，充分混合后加入5-羧基吡咯烷酮2份和二丁醚15份，在温度70℃下，以速率350r/min搅拌反应30min；
（2）随后加入聚乙烯亚胺7份和酞酸二乙酯20份，升高温度至130℃，保温反应50min；
（3）随后加入粉碎至100目的氧化铝4份和氧化铜5份混合物、聚丙烯20份、烯丙苯噻唑6份，在温度150℃，以速率800r/min搅拌反应35min，得到混合物；将混合物干燥后在氮气保护下，以速率20℃/min升高温度至1300℃，反应1.5h；待反应冷却后即可得到所述防静电陶瓷材料。
该陶瓷材料的表面电阻率为1.0×103Ω/cm，抗弯强度为1250N/mm2。
实施例5
（1）将氧化锆48份和石英砂3份粉碎至150目，充分混合后加入5-羧基吡咯烷酮3份和二丁醚14份，在温度65℃下，以速率300r/min搅拌反应25min；
（2）随后加入聚乙烯亚胺6份和酞酸二乙酯18份，升高温度至120℃，保温反应40min；
（3）随后加入粉碎至90目的氧化铝3.5份和氧化铜4份混合物、聚丙烯18份、烯丙苯噻唑5份，在温度145℃，以速率650r/min搅拌反应30min，得到混合物；将混合物干燥后在氮气保护下，以速率15℃/min升高温度至1250℃，反应1h；待反应冷却后即可得到所述防静电陶瓷材料。
该陶瓷材料的表面电阻率为0.9×103Ω/cm，抗弯强度为1300N/mm2。
本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。