本发明属于高分子材料技术领域，特别是指一种抗静电耐磨聚丙烯-聚苯乙烯复合材料及其制备方法。
背景技术：
聚丙烯(PP)是重要的热塑性聚合物，广泛应用于家用电器、机械配件、办公用品和通讯器材等领域。PP具有质轻、无毒、无臭，化学稳定性好，电性能优异(一般情况下，其表面电阻率在1016-1018Ω)，且在常温下不溶于一般溶剂，吸水性小等优点。
聚苯乙烯(PS)具有热力学性能优异、韧性好、耐化学品性好，还有良好的自润滑性以及优异的电性能(一般情况下，其表面电阻率在1016-1018Ω)等优点。
近年来，将PP与PS进行共混制备复合材料的研究屡见不鲜，但存在以下缺陷：
1、由于PP与PS都具有良好的电绝缘性，这样在与外界接触时易产生静电作用，最终可能导致灰尘及其它小颗粒吸附于制品表面，严重时可能会发生火灾。
2、由于PP和PS的耐磨性一般，故它们在医疗、军工等某些对制品的耐磨性有特定要求的技术领域具有一定的限制。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种抗静电耐磨聚丙烯-聚苯乙烯复合材料及其制备方法，以解决PP-PS复合材料易产生静电及耐磨性不高的问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种抗静电耐磨聚丙烯-聚苯乙烯复合材料，由以下重量份的组分制成：
其中所述相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐与聚苯乙烯接枝马来酸酐的混合物，其质量比为1：1。
所述抗静电剂为抗静电剂Atmer 163或抗静电剂Atmer 190。
所述耐摩擦剂为氮化硼粉末，其粒径为1500目-3000目。
所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1,3,5-三甲基-2,4,6-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯中的一种或多种。
所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙或硬脂酸钾中的一种或多种。
一种上述任一项的抗静电耐磨聚丙烯-聚苯乙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按材料配比称取PP、PS、相容剂、抗静电剂、耐摩擦剂、抗氧剂、润滑剂；
(2)将物料一起通过高速混合机搅拌10～12分钟，形成混合物料；其中所述高速搅拌机温度为70～120℃，转速120～240r/min；
(3)将混合好的混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融、挤出造粒、水冷、切粒及干燥既得产品。
所述双螺杆挤出机包含六个区，其中各区温度及螺杆转速分别为：一区温
度150～180℃，二区温度170～200℃，三区温度170～200℃，四区温度170～200℃，五区温度170～200℃，六区温度170～200℃，机头温度170～200℃；螺杆转速180～240r/min。
本发明的有益效果是：
1、本技术方案首次将聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)和聚苯乙烯接枝马来酸酐(PS-g-MAH)的混合物作为PP与PS的相容剂，使得PP与PS的相容性得到很好地改善，这点可从PP/PS复合材料的机械性能表现出来。
2、抗静电剂的加入使PP/PS合金的抗静电性能得到了很大的提高，其表面电阻率降到108Ω左右。
3、本技术方案的耐磨剂氮化硼，是一种有很高硬度的硼化物，用于塑料基中作为耐磨填料，能很好的发挥其硬度高的特性，使得塑料复合材料的耐磨性能提高。
具体实施方式
以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。
本申请提供一种抗静电耐磨聚丙烯-聚苯乙烯复合材料及其制备方法，由以下重量份的组分制成：
其中所述相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)与聚苯乙烯接枝马来酸酐(PS-g-MAH)的混合物，其质量比为1：1。
所述抗静电剂为抗静电剂Atmer 163或抗静电剂Atmer 190。
所述耐摩擦剂为氮化硼粉末，其粒径为1500目-3000目。
所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯(简称Irganox168)、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(简称Irganox1010)和1,3,5-三甲基-2,4,6-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯(简称Irganox1330)中的一种或多种。
所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙或硬脂酸钾中的一种或多种。
本申请还提供上述的抗静电耐磨聚丙烯-聚苯乙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按材料配比称取PP、PS、相容剂、抗静电剂、耐摩擦剂、抗氧剂、润滑剂。
(2)将物料一起通过高速混合机搅拌10～12分钟，形成混合物料；其中所述的高速搅拌机温度为70～120℃，转速120～240r/min。
(3)将混合好的混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融、挤出造粒、水冷、切粒及干燥既得产品。
所述双螺杆挤出机包含六个区，其中各区温度及螺杆转速分别为：一区温
度150～180℃，二区温度170～200℃，三区温度170～200℃，四区温度170～200℃，五区温度170～200℃，六区温度170～200℃，机头温度170～200℃；螺杆转速180～240r/min。
本发明的各实施例中所用的原料如下：
PP(型号K7926)，上海赛科；PS(型号350)，台湾国乔；PP-g-MAH，南京塑泰；PS-g-MAH，南京德巴化工；抗静电剂(型号Atmer163)，英国禾大；抗静电剂(型号Atmer190)，英国禾大；抗氧剂(型号Irganox168、Irganox1010、Irganox1330)，瑞士汽巴精化；硬脂酸锌，汉维新材料；硬脂酸钙，武汉万荣科技；硬脂酸钾，邦诺化工；氮化硼，淄博沛达。
本发明实施例所用的仪器如下：
ZSK30型双螺杆挤出机，德国W&P公司；JL-1000型拉力试验机，广州市广才实验仪器公司生产；HTL900-T-5B型注射成型机，海太塑料机械有限公司生产；XCJ-500型冲击测试机，承德试验机厂生产；QT-1196型拉伸测试仪，东莞市高泰检测仪器有限公司；QD-GJS-B12K型高速搅拌机，北京恒奥德仪器仪表有限公司。
实施例1
(1)称取50份PP,20份PS,1份PP-g-MAH，1份PS-g-MAH，10份抗静电剂Atmer163，8份氮化硼，0.15份Irganox168，0.15份Irganox1010，0.1份硬脂酸锌在高速搅拌机里混合并搅拌10分钟，得到混合料；其中高速搅拌机温度为70℃，转速120r/min。
(2)将混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，然后挤出、造粒，得到PP-PS复合材料，其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：第一温度区120℃，第二温度区180℃，第三温度区180℃，第四温度区200℃，第五温度区200℃，第六温度区200℃，机头温度180℃，螺杆转速120r/min。
实施例2
(1)称取70份PP,30份PS,2份PP-g-MAH，2份PS-g-MAH，16份抗静电剂Atmer190，12份氮化硼，0.35份Irganox1330，0.35份Irganox1010，0.3份硬脂酸钠在高速搅拌机里混合并搅拌12分钟，得到混合料。
其中所述高速搅拌机温度为120℃，转速240r/min。
(2)将混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，然后挤出、造粒，得到PP-PS复合材料，其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：第一温度区150℃，第二温度区230℃，第三温度区230℃，第四温度区230℃，第五温度区230℃，第六温度区230℃，机头温度230℃，螺杆转速300r/min。
实施例3
(1)称取60份PP,25份PS,1.5份PP-g-MAH，1.5份PS-g-MAH，13份抗静电剂Atmer190，10份氮化硼，0.5份Irganox1330，0.1份硬脂酸钾，0.1份硬脂酸锌在高速搅拌机里混合并搅拌11分钟，得到混合料。
其中所述高速搅拌机温度为95℃，转速180r/min。
(2)将混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，然后挤出、造粒，得到PP-PS复合材料，其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：第一温度区135℃，第二温度区210℃，第三温度区220℃，第四温度区230℃，第五温度区200℃，第六温度区200℃，机头温度210℃，螺杆转速210r/min。
实施例4
(1)称取60份PP,25份PS,1份PP-g-MAH，1份PS-g-MAH，10份抗静电剂Atmer190，6份抗静电剂Atmer163,12份氮化硼，0.35份Irganox168，0.35份Irganox1010，0.1份硬脂酸钾在高速搅拌机里混合并搅拌10分钟，得到混合料。
其中高速搅拌机温度为80℃，转速180r/min。
(2)将混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，然后挤出、造粒，得到PP-PS复合材料，其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：第一温度区140℃，第二温度区220℃，第三温度区230℃，第四温度区230℃，第五温度区230℃，第六温度区230℃，机头温度210℃，螺杆转速250r/min。
实施例5
(1)称取65份PP,20份PS,2份PP-g-MAH，2份PS-g-MAH，7份抗静电剂Atmer190，7份抗静电剂Atmer163,12份氮化硼，0.35份Irganox1330，0.35份Irganox1010，0.1份硬脂酸钾在高速搅拌机里混合并搅拌10分钟，得到混合料。
其中高速搅拌机温度为80℃，转速180r/min。
(2)将混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，然后挤出、造粒，得到PP-PS复合材料，其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：第一温度区150℃，第二温度区220℃，第三温度区230℃，第四温度区230℃，第五温度区230℃，第六温度区230℃，机头温度210℃，螺杆转速230r/min。
对比例1
(1)称取65份PP,20份PS,2份PP-g-MAH，0.35份Irganox1330，0.35份Irganox1010，0.1份硬脂酸钾在高速搅拌机里混合并搅拌10分钟，得到混合料。
其中高速搅拌机温度为80℃，转速180r/min。
(2)将混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，然后挤出、造粒，得到PP-PS复合材料，其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：第一温度区150℃，第二温度区220℃，第三温度区230℃，第四温度区230℃，第五温度区230℃，第六温度区230℃，机头温度210℃，螺杆转速230r/min。
对比例2
(1)称取65份PP,20份PS,2份PS-g-MAH，0.35份Irganox1330，0.35份Irganox1010，0.1份硬脂酸钾在高速搅拌机里混合并搅拌10分钟，得到混合料。
其中高速搅拌机温度为80℃，转速180r/min。
(2)将混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，然后挤出、造粒，得到PP-PS复合材料，其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：第一温度区150℃，第二温度区220℃，第三温度区230℃，第四温度区230℃，第五温度区230℃，第六温度区230℃，机头温度210℃，螺杆转速230r/min。
将上述实施例1-5及对比例1-2制备的PP-PS复合材料用注塑机制成样条,其产品性能数据如下表所示：
从上表可以看出，针对PP/PS体系：
(1)本发明的相容剂PP-g-MAH和PS-g-MAH混用时，比单一使用PP-g-MAH或PS-g-MAH时效果更好，材料的物理性能更好。
(2)摩擦系数小，磨耗也偏小，这说明实施例1-5的耐磨性得到了很大的改善。
(3)表面电阻率大大降低，这说明实施例1-5的导电性得到了不少程度的提高；
本篇专利扩展了PP-PS复合材料的用途，且制得的聚烯烃合金材料在物理性能方面也有一定程度的提高，能够满足IT、通讯、电子、汽车等领域对工程件的要求。
以上仅是本发明的优选实施方式的描述，应当指出，由于文字表达的有限性，而在客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。