本发明属于高分子改性领域，具体涉及一种长久抗静电聚甲醛组合物材料及其制备方法。
背景技术：
矿井专用设备多用于地下采矿作业，或矿产输送，在整个过程中经常粉尘飞扬，极易产生爆炸、火灾的隐患，因此对于矿井专用设备使用的塑胶材料需要具备抗静电要求。但目前现有的抗静电塑胶材料多采用表面活性剂型抗静电剂，其为非长久性抗静电，并且需要在高湿度的环境下才能获得更好的抗静电效果。这种材料一般在1-2年之后抗静电效果会消失，在抗静电效果消失后材料表面极易吸附粉尘，大大增加了粉尘爆炸的风险。
目前常用的长久型抗静电剂为聚醚型抗静电剂、导电炭黑或导电碳纳米管，虽然可以达到长久抗静电要求，但严重影响了材料的性能，大大增加了设备损坏的风险。而本专利提供的长久抗静电型长久抗静电聚甲醛组合物材料，很好解决了材料物理性能以及长久抗静电性能的矛盾，为矿井设备材料选择提供了一种新的方案。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种聚甲醛组合物及其制备方法，使其具有长久抗静电的特性，适用于矿井专用设备，特别适合于井下设备外壳、内部制件、传送带及其附件等制件。
为了达到上述目的，本发明是通过下列技术方案来实现的：
一种长久抗静电聚甲醛组合物材料，其由以下组分按其重量份数组成：
聚甲醛：1000份
乙炔碳黑：1-5份
丙胺酸钠：1-5份
抗氧剂：2-5份
热稳定剂：20-30份
润滑剂：10-20份。
进一步方案，所述聚甲醛为共聚聚甲醛，其数均分子量为5万-6万、结晶度70％、含水率低于0.5％。
所述乙炔碳黑的粒径为300目。
所述热稳定剂是由有机锡类稳定剂、硬脂酸锌和硬脂酸钙按质量比为60：25：15组成的混合物。
所述润滑剂为聚乙烯蜡或氧化聚乙烯蜡。
所述抗氧剂选自β-(3,5-二叔丁基羟基苯基)丙烯酸十八碳酸酯(抗氧剂1076)、三-(2,4-叔丁基苯基)亚磷酸酯(抗氧剂168)、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、硫代二丙酸双十二醇酯(抗氧剂dltdp)中的至少一种。
本发明的另一个发明目的是提供一种长久抗静电聚甲醛组合物材料的制备方法，将聚甲醛、热稳定剂、抗氧剂和润滑剂加入高混机中进行混合，在70-90℃下混合5-10min后，再加入丙胺酸钠、乙炔碳黑继续混合5-10min；然后将混合均匀的物料通过送料装置送入双螺杆挤出机中挤出造粒，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后制成产品，挤出机各区段温度设定为一区160-170℃，二区180-190℃，三区190-220℃，四区220-270℃。
本发明中乙炔碳黑为主抗静电剂，丙胺酸钠为辅助抗静电剂，二者通过复配能够很好的解决本发明组合物长久抗静电的问题。而选择粒径为300目的乙炔碳黑可大大减少其填充量，而较少的乙炔碳黑，就能使材料获得优异的抗静电效果。
所以本发明具有以下有益效果：
1、本发明制备的长久抗静电聚甲醛组合物材料，具有优异的力学性能和加工性能。
2、本领域所用的抗静电剂常用表面活性剂型抗静电剂，其抗静电原理是析出表面后吸附空气中的水汽，再靠表面的水层带走电荷；当基体内的表面活性剂全部迁移至表面后将不再有抗静电效果，因此属于非长久型抗静电。而本发明采用丙胺酸钠与乙炔碳黑复配作为复配抗静电剂，加入树脂基体内其分散性好，并可以形成丝状或网状形态，因而添加量很少，不影响原有材料的机械、热学性能。所以制备的合金材料具有长久抗静电的特性，且不随使用时间的增加而衰减，也不存在析出等问题。
3、本发明中的热稳定剂是由有机锡60％、硬脂酸锌25％和硬脂酸钙15％组成的，该特种的热稳定剂解决了在加工过程中，原料会发生部分降解的问题。
4、本发明制备的聚甲醛材料非常适合用于采矿设备、井下设备等对抗静电等级要求高的产品，也适合于其他需要长久抗静电的产品。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明，其目的仅在于更好理解本发明目的，而非限制本发明的保护范围。
本发明实施例中所有物质均是已知的市售产品，其单位为重量份，其中所用聚甲醛为共聚聚甲醛，数均分子量5万-6万，结晶度70％，含水率低于0.5％；
乙炔碳黑的粒径为300目；
热稳定剂是由有机锡60％、硬脂酸锌25％和硬脂酸钙15％(质量百分比)组成。
实施例1
聚甲醛：1000份
丙胺酸钠：1份
乙炔碳黑：5份
热稳定剂：20份
聚乙烯蜡：10份
抗氧剂1076：1份
抗氧剂168：1份
将称量好的聚甲醛、热稳定剂、聚乙烯蜡与抗氧剂1076、168一起加入高混机中在80℃下混合7min，然后继续加入丙胺酸钠、乙炔碳黑再混合5min，最后将混合均匀的物料通过精密计量的送料装置送入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机各区段温度设定为一区160℃，二区180℃，三区190℃，四区230℃。物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后制成产品。
实施例2
聚甲醛：1000份
丙胺酸钠：2份
乙炔碳黑：1份
热稳定剂：30份
聚乙烯蜡：20份
抗氧剂1076：1份
抗氧剂168：2份
将称量好的聚甲醛、热稳定剂、聚乙烯蜡与抗氧剂1076、168一起加入高混机中在80℃下混合7min，然后继续加入丙胺酸钠、乙炔碳黑再混合5min，最后将混合均匀的物料通过精密计量的送料装置送入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机各区段温度设定为一区170℃，二区190℃，三区220℃，四区230℃。物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后制成产品。
实施例3
聚甲醛：1000份
丙胺酸钠：3份
乙炔碳黑：5份
热稳定剂：20份
氧化聚乙烯蜡：10份
抗氧剂1076：1份
抗氧剂168：2份
将称量好的聚甲醛、热稳定剂、氧化聚乙烯蜡与抗氧剂1076、168一起加入高混机中在80℃下混合7min，然后继续加入丙胺酸钠、乙炔碳黑再混合5min，最后将混合均匀的物料通过精密计量的送料装置送入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机各区段温度设定为一区170℃，二区190℃，三区220℃，四区220℃。物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后制成产品。
实施例4
聚甲醛：1000份
丙胺酸钠：4份
乙炔碳黑：1份
热稳定剂：25份
聚乙烯蜡：15份
抗氧剂1076：1份
抗氧剂168：3份
将称量好的聚甲醛、热稳定剂、聚乙烯蜡与抗氧剂1076、168一起加入高混机中在80℃下混合7min，然后继续加入丙胺酸钠、乙炔碳黑再混合5min，最后将混合均匀的物料通过精密计量的送料装置送入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机各区段温度设定为一区160℃，二区190℃，三区220℃，四区230℃。物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后制成产品。
实施例5
聚甲醛：1000份
丙胺酸钠：5份
乙炔碳黑：2份
热稳定剂：25份
氧化聚乙烯蜡：12份
抗氧剂1076：2份
抗氧剂168：3份
将称量好的聚甲醛、热稳定剂、氧化聚乙烯蜡与抗氧剂1076、168一起加入高混机中在80℃下混合7min，然后继续加入丙胺酸钠、乙炔碳黑再混合5min，最后将混合均匀的物料通过精密计量的送料装置送入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机各区段温度设定为一区160℃，二区180℃，三区190℃，四区230℃。。物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后制成产品。
对比例
聚甲醛：1000份
硬脂基三甲基季铵盐酸盐(非长久型抗静电剂)：50份
热稳定剂：20份
聚乙烯蜡：10份
抗氧剂1076：1份
抗氧剂168：3份
将称量好的聚甲醛、热稳定剂、聚乙烯蜡与抗氧剂1076、168一起加入高混机中在80℃下混合7min，然后继续加入非长久型抗静电剂硬脂基三甲基季铵盐酸盐再混合5min，最后将混合均匀的物料通过精密计量的送料装置送入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机各区段温度设定为160℃，二区180℃，三区190℃，四区230℃。物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后制成产品。
表1
上表1的测试结果均是采用astm标准进行测试的，普通聚甲醛的体积电阻率为1016ω，当其体积电阻率低于1012ω，可以认为是抗静电级。从上表1的测试结果可以看到，本发明加入由丙胺酸钠、乙炔碳黑组成的复配抗静电剂后，长久抗静电聚甲醛组合物材料的体积电阻达到109-1010ω之间，同时对材料的弯曲和冲击性能没有明显的影响，使材料具备优异的、长久的抗静电性与机械性能。与对比例对比，本发明实施例1-5制备的长久抗静电聚甲醛组合物材料在2年后的体积电阻率没有明显升高，而对比例制备的长久抗静电聚甲醛组合物材料的体积电阻率已经升高至1015等级，和普通没有区别了。说明本发明制备的长久抗静电聚甲醛组合物材料具有长久抗静电的效果。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，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。