本发明实施例涉及防静电材料
技术领域：
，具体涉及一种用于手柄外壳的防静电材料及其制备方法。
背景技术：
：目前，游戏手柄外壳主要采用PC原材料直接生产。PC原材料本身是没有抗静电功能，因此外界静电会影响到手柄正常游戏的干扰，直接导致手柄使用寿命缩短。为了增加手柄外壳防静电性能，最直接的方法是在普通的PC外壳表面通过镀膜(Coating)，即形成一层防静电的硬膜，在完美地保留基材固有的物理特性的基础上，使其同时具有消除静电的功能，表面电阻值在106－108欧姆时为防静电功能的最佳状态，能有效防止灰尘的积聚，避免静电可能导致的危害，达到提高防静电的效果。但是此方式仅仅解决了在一段时内防静电，并未对外壳防静电寿命有任何提升，防静电的失效影响游戏手柄防静电稳定性，导致手柄防静电功能质量下降。技术实现要素：针对现有技术的上述缺陷，本发明的目的是提供一种用于手柄外壳的防静电材料及其制备方法，旨在解决手柄外壳在防静电永久性方面不足的缺陷。本发明的目的是通过以下技术方案实现的：第一方面，本发明实施例提供一种用于手柄外壳的防静电材料，包括如下重量含量的各原料：优选地，用于手柄外壳的防静电材料包括如下重量含量的各原料：优选地，用于手柄外壳的防静电材料包括如下重量含量的各原料：优选地，所述相容剂为马来酸酐接枝相容剂。优选地，所述抗氧剂为1010、168中的一种或两种。优选地，所述短切碳纤维的平均长度为1－3mm。优选地，所述短切纤维的平均纤维直径为7um；所述短切纤维的截面形状为圆形。第二方面，本发明提供一种所述用于手柄外壳的防静电材料的制备方法，包括如下步骤：将所述PC或ABS、相容剂、永久型抗静电母粒、抗氧剂混合，待所得混合物冷却后加入短切碳纤维，再次混合后熔融造粒，即得所述用于手柄外壳的防静电材料。优选地，所述混合是在1500－1800转/分钟的条件下实现的；所述再次混合是在100－200转/分钟的条件下实现的。优选地，所述熔融造粒是在60－100℃的条件下实现的。与现有技术相比较，本发明实施例具备如下有益效果：本发明实施例通过组分种类及含量的优化，提升了了手柄外壳材料在防静电永久性方面的性能，同时也增强了手柄壳料对外所受的压力。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。本发明实施例涉及防静电材料
技术领域：
，特别应用于游戏手柄外壳材料中。为了便于本领域技术人员对本发明实施例的理解，发明人对永久型抗静电母粒作用机理进行阐述如下：永久型抗静电母粒是种结构型导电高分子材料，其分子结构中含有共轭双键，π电子可以在分子链上自由运动，载流子迁移很大。不仅如此，永久型抗静电母粒还是一类摩尔质量的亲水性高聚物，与基体树脂有较好的相容性，因而效果稳定、持久，性能较好。它在基体树脂中的分散程度和分散状态对基体树脂的抗静电性能有显著影响。亲水性聚合物在特殊相容剂存在下，经较低的剪切力拉伸作用后，在基体高分子表面呈微细的筋状，层状分散结构，中心部分呈球分布，这种“蕊壳”结构中亲水性聚合物的层状分散态能有效地降低共混物表面电阻，并且具有永久性抗静电性能。下述实施例涉及的原料包括但不限于如下具体种类：PC：S－3001R，三菱日本株式会社；ABS：LI－941，韩国LG化学公司；相容剂：马来酸酐接枝相容剂，选“佳易容”系列；永久型抗静电母粒：NC6321，三洋化学有限公司；抗氧剂：1010、168，瑞士汽巴精化有限公司；短切碳纤维：平均纤维直径为7um，截面形状为圆形，平均长度为1－3mm，东丽日本株式会社。本发明的技术方案在单独只用ABS或者PC就能达到防静电要求，没有必要增加工序(增加工序就是增加成本)，而且又没有增加其他特殊性能。实施例1－5实施例1－5分别提供了防静电材料及其制备方法、所述防静电材料材质的手柄外壳。防静电材料包括原料及各原料的重量含量见表1：表1实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5PC或者ABSPC：85％PC：60％ABS：85％ABS：60％75％相容剂3％8％3％8％5％永久型抗静电母粒7％19％7％19％12％抗氧剂1010：3％1010：8％1010：3％1010：8％168：5％短切碳纤维2％5％2％5％3％上述防静电材料均是通过如下制备方法制备得到：根据表1所示原料及重量含量，将所述PC或ABS、相容剂、永久型抗静电母粒、抗氧剂在1600转/分钟的条件下混合，待所得混合物冷却后加入短切碳纤维，于150转/分钟的条件下再次混合后熔融造粒，熔融造粒的温度为80℃，即得所述用于手柄外壳的防静电材料。需要说明的是，上述实施例如下制备参数下均能实现：所述混合的条件为1500－1800转/分钟；为了使各材料达到混合均匀，双螺杆挤出机转速：1500－1800转/分钟。低于此转速度，在批量产生时某一局部永久型抗静电母粒可能会发生一定的团聚，团聚导致粒径增大，使得永久型抗静电母粒和PC混合不均匀，由此混合材料的机械性能降低。所述再次混合的条件为100－200转/分钟；所述熔融造粒的条件为60－100℃；若温度超越到120℃，PC或者ABS材料就会转变物理性能。将所得用于手柄外壳的防静电材料干燥注成游戏手柄外壳，即可得具有防静电功能的游戏手柄外壳。为了突出本发明实施例的优势效果，发明人对上述实施例提供产品的防静电性能进行了检测，并通过电阻率的形式体现出来，具体检测方法如下：(1)电阻率的测试方法：将上述防静电材料做成手柄外壳，组装成一个手柄，连接电脑使手柄处于工作状态，放置于打静电测试台。手柄打空气静电正负8千伏。手柄会出现三种状态：手柄还在工作状态，手柄有复位出现，手柄无法识别连接电脑。用同样的方法，手柄用单一PC材料做成的手柄外壳，再次测试，测试出的两次数据来比较。在第三方深圳或者广州大型综合性检测机构SGS认证公司测试手柄静电测试室做测试。(2)拉伸强度率的测试方法：将防静电材料做成厚度为3mm的板材，试件为扁平状哑铃形，长68mm，宽14mm。用两根带有插口的金属短杆与试件连接，用MTS809材料试验机夹持和加载两端，在短杆上加工凹槽来卡放引伸仪。准静态拉伸试验在MTS809材料试验机上进行。用同样的方法，同样的形状大小的单一PC材料进行测试。测试出的两次数作比较。为了便于测试结果描述，对测试中的参照材料进行列表说明，参照材料的组分种类及含量见表2：表2基于上述检测方法，对上述实施例产品的性能测定结果如下所示：(1)实施例1所示原料做成的手柄外壳的表面电阻率为107欧姆，对照1原料做成的手柄外壳的表面电阻率为104欧姆，可见，在表面电阻率性能改善上，相容剂、永久型抗静电母粒、抗氧剂、短切碳纤维协同对PC性能进行改善，而且改善效果显著。尽管永久型抗静电母粒能够改善树脂表面电阻率的作用是本领技术人员公知的，但是改善程度能够达到本发明的改善程度的效果是本领域技术人员所不能预料的。另外，实施例1产品的拉伸强度也较对照1发生了显著改变，这说明相容剂、永久型抗静电母粒、抗氧剂、短切碳纤维的加入对PC的拉伸强度也起到了积极促进作用，尽管短切碳纤维对树脂机械性能具有调节作用是现有技术常识，但是实施例1所能达到的改善程度是本领域技术人员所不能想到的。(2)实施例1与对照2的区别仅在于，对照2中PC的含量超出了本发明限定的范围同时不含有短切碳纤维。结果对照2的拉伸强度为51.3Mpa，差于实施例1的85.4Mpa，这说明在本发明产品中，PC含量与短切碳纤维的含量对拉伸强度起到显著作用。(3)实施例2与对照3的区别仅在于，对照3中不含有短切碳纤维。结果，对照3中的拉伸强度为41.7Mpa、弯曲强度为71.2Mpa，劣于实施例2，这说明短切碳纤维对产品的拉伸强度、弯曲强度具有明显的调节作用。(4)实施例1与对照4的区别仅在于，不含有永久型抗静电母粒、短切碳纤维。结果对照4的拉伸强度远远差于实施例1，这也同样说明二者对产品性能的影响。表3实施例1实施例2对照1对照2对照3对照4表面电阻率107欧姆1010欧姆104欧姆107欧姆1010欧姆103欧姆拉伸强度85.4Mpa114.5Mpa53.5Mpa51.3Mpa41.7Mpa40.7Mpa弯曲强度81.3Mpa127.2Mpa82.5Mpa78.1Mpa71.2Mpa70.4Mpa发明人在对防静电材料进行研制过程中发现：(1)永久型抗静电母粒用量为11－19％可使PC或ABS树脂的表面电阻率达到108－1010欧姆，具有永久静电性能，且添加了永久型抗静电母粒的PC或ABS在水洗1000次后，其表面电阻率变化很小，即防静电性能极为稳定。这说明，本发明还进一步存在优选方案。(2)在本发明含量限定范围内，随着永久型抗静电母粒添加量的增加，材料的拉伸强度和弯曲强度均缓慢下降，当永久型抗静电母粒质量分数由7％增加到19％时，PC或ABS的拉伸强度由51.3MPa下降到41.7Mpa，弯曲强度也由78.1MPa下降到71.2Mpa。随着永久型抗静电母粒添加量的增加，PC或ABS的冲击强度也逐渐下降。这是因为永久型抗静电母粒虽为导电高分子，但相对基体树脂PC或ABS而言，仍属于低摩尔质量，将其添加到基体树脂中，会形成应力集中点，当受到一定力的冲击或拉伸时，分布点会成为断裂处，导致了体系的力学性能的下降。随着永久型抗静电母粒的不断增加，体系的整体分子量也在不断的下降，影响了体系的力学性能也不断下降。将永久型抗静电母粒的含量控制在7－19％的材料，特别是永久型抗静电母粒含量为15％的防静电材料，放置了24个月后，材料的表面电阻率增长幅度并不大，仍保持在109这一数量级上，这也说明可将永久型抗静电母粒的含量范围限定在11－15％。发明人在性能测试中还发现，永久型抗静电母粒含量继续增大，表面电阻率会继续增大，但是价格偏高。在混合材料的脆变中增加了短切碳纤维，使产品的拉伸强度与对照1相比有所增强。在本发明限定原料种类、含量限定的范围内均可实现本发明产品防静电性能和机械性能的兼顾，但需要说明的是，上述实施例1、实施例2、实施例3、实施例4属于为发明人在限定范围内优选的方案，优选的原因在于，上述实施例不仅兼顾防静电性能和机械性能，更重要的是，其获得的防静电性能和机械性能是持久、稳定的，不会随着存贮时间的延长而显著减弱。此外，本发明还对短切碳纤维进行了优选，将其平均长度优选为1－3mm，之所进行优选，是因为采用该长度范围内的短切碳纤维不仅可以使本发明产品具备较好的机械性能，更重要的是保持与永久型抗静电母粒的良好的协同效果；为了使得短切碳纤维的上述作用得以优化，发明人还对短切碳纤维的平均纤维直径限定为7um。需要说明的是，本发明的说明书中给出了本发明的较佳的实施例，但是，本发明可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例，这些实施例不作为对本
发明内容的额外限制，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。当前第1页1 2 3