本发明属于座椅材料制备技术领域，具体涉及一种抗静电色料座椅材料及其制备方法。
背景技术：
现有技术中，座椅的加工用量最多的是通用改性塑料，如pp、pe、pvc、abs及pa等，随着座椅材料工业的发展，这些塑料的性能将不断得到发展，发展的同时必定带领复合材料的进一步发展。现有技术中的体育场塑料座椅加工用复合材料的配方和加工工艺均较为复杂，不利于实际操作或进一步推广使用。因此，开发一种配方和加工工艺设计较为合理的体育场塑料座椅材料是本领域技术人员要研究的技术问题。
中国专利文献“一种用于注塑有优良耐候性的体育场阻燃塑料座椅的材料(授权公告号：cn102775676b)”公开了一种用于注塑有优良耐候性的体育场阻燃塑料座椅的材料，座椅通过将原料置于注塑模具中，控制注塑的料温为180-230℃、注塑压力为40-70mpa、注塑速度为40-60％，进行注塑成型得到；原料包括以下组分及重量份含量：聚丙烯100、阻燃母粒2-8、抗氧剂0.3-1.0、光稳定剂0-1.0。与现有技术相比，该发明不仅没有阻燃剂与光稳定剂之间的对抗作用，采用通用的光稳定剂即可达到优良的耐候效果，而且无析出、价格低、易注塑成型，容易实现工业化。但该材料存在着抗拉强度、悬臂梁缺口冲击强度较低的问题，采用该材料制成的座椅易变形。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种抗静电色料座椅材料及其制备方法，以解决在中国专利文献“一种用于注塑有优良耐候性的体育场阻燃塑料座椅的材料(授权公告号：cn102775676b)”公开的材料配方基础上，如何优化组分、用量等，提高材料的抗拉强度、悬臂梁缺口冲击强度，解决座椅易变形的问题。
为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种抗静电色料座椅材料，包括如下原料：pa、玻璃纤维、硅酸盐晶须、偶联剂、导电炭黑、抗氧剂、硅酮粉、分散剂、纳米碳化钛、纳米碳化钨、硅化钨％、钨粉；
所述纳米碳化钛、纳米碳化钨、硅化钨、钨粉的质量比为(1-1.8):(0.6-1):(0.5-0.8):(0.2-0.4)。
优选地，所述纳米碳化钛、纳米碳化钨、硅化钨、钨粉的质量比为1.5:0.9:0.7:0.3。
优选地，所述的抗静电色料座椅材料，包括如下质量百分比的原料：pa50-70％、玻璃纤维14.5-20％、硅酸盐晶须10-15％、偶联剂0.1-0.5％、导电炭黑1-3％、抗氧剂0.1-0.5％、硅酮粉1-2％、分散剂1-5％、纳米碳化钛1-1.8％、纳米碳化钨0.6-1％、硅化钨0.5-0.8％、钨粉0.2-0.4％。
优选地，所述的抗静电色料座椅材料，包括如下质量百分比的原料：pa60％、玻璃纤维16％、硅酸盐晶须13.5％、偶联剂0.3％、导电炭黑2％、抗氧剂0.2％、硅酮粉1.6％、分散剂3％、纳米碳化钛1.5％、纳米碳化钨0.9％、硅化钨0.7％、钨粉0.3％。
优选地，所述硅酸盐晶须为硅酸钙晶须。
优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂kh-570。
优选地，所述抗氧剂为抗氧剂1010。
优选地，所述分散剂为硬脂酸钡。
本发明还提供一种抗静电色料座椅材料的制备方法，包括以下步骤：
s1：烘干后的硅酸盐晶须加入到高速混合机中，接着加入硅酮粉搅拌4-6min，条件为搅拌速度1000-2000r/min，搅拌温度65-68℃；
s2：接着向高速混合机中加入质量百分比的pa、玻璃纤维、偶联剂、导电炭黑、抗氧剂、分散剂、纳米碳化钛、纳米碳化钨、硅化钨、钨粉，搅拌机混合均匀，制得混合料，所述玻璃纤维从加纤口加入；
s3：将步骤s2制得的混合料送入双螺杆造粒机组进行挤出，加工温度为220-245℃，挤出后拉条切粒烘干，制得抗静电色料座椅材料。
优选地，步骤s2中搅拌混合均匀的条件为搅拌速度1000-2000r/min，搅拌温度65-68℃，搅拌时间0.2-0.3h。
本发明具有以下有益效果：
(1)由实施例1-3和对比例6的数据可见，实施例1-3制得的材料的抗拉强度、悬臂梁缺口冲击强度显著高于对比例6制得的材料的抗拉强度、悬臂梁缺口冲击强度，且否适用于摩擦产生静电的设备脚垫中；同时由实施例1-3的数据可见，实施例2为最优实施例。
(2)由实施例2和对比例1-5的数据可见，纳米碳化钛、纳米碳化钨、硅化钨和钨粉在制备材料中起到了协同作用，协同提高了材料的抗拉强度、悬臂梁缺口冲击强度，这可能是：将材料进行纳米碳化和纳米碳化钨的变质处理，以纳米尺寸与高表面活性颗粒在材料中形成的纳米形核以及纳米碳化钛和纳米碳化钨颗粒弥散均匀分布在基体上，它具有高抗拉强度、悬臂梁缺口冲击强度的特点，在制备材料过程中增加形核的核心数量，细化了晶粒，纳米碳化钛、纳米碳化钨、硅化钨和钨粉的高表面活性及细化晶粒过程中弥散硬化，有效的提高了材料的韧性，从而提高了材料的抗拉强度、悬臂梁缺口冲击强度。
(3)纳米碳化钛、纳米碳化钨、硅化钨和钨粉作为补强体系，通过控制纳米碳化钛、纳米碳化钨、硅化钨、钨粉的质量比为(1-1.8):(0.6-1):(0.5-0.8):(0.2-0.4)，实现在补强体系中以纳米碳化钛作为体系的主导作用原料，同时利用纳米碳化钨、硅化钨和钨粉的高表面活性及细化晶粒过程中弥散硬化的性能，使得补强体系运用到本发明的抗静电色料座椅材料中能够有效提高材料的抗拉强度、悬臂梁缺口冲击强度。
(4)本发明的材料不仅可解决塑料座椅易变形的问题，同时也可解决摩擦起静电，吸尘，易刮花等问题。
具体实施方式
为便于更好地理解本发明，通过以下实例加以说明，这些实例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
在实施例中，所述抗静电色料座椅材料，包括如下质量百分比的原料：pa50-70％、玻璃纤维14.5-20％、硅酸盐晶须10-15％、偶联剂0.1-0.5％、导电炭黑1-3％、抗氧剂0.1-0.5％、硅酮粉1-2％、分散剂1-5％、纳米碳化钛1-1.8％、纳米碳化钨0.6-1％、硅化钨0.5-0.8％、钨粉0.2-0.4％；
所述pa为尼龙；
所述硅酸盐晶须为硅酸钙晶须；
所述偶联剂为硅烷偶联剂kh-570；
所述抗氧剂为抗氧剂1010；
所述分散剂为硬脂酸钡；
所述抗静电色料座椅材料的制备方法，包括以下步骤：
s1：烘干后的硅酸盐晶须加入到高速混合机中，接着加入硅酮粉搅拌4-6min，条件为搅拌速度1000-2000r/min，搅拌温度65-68℃；
s2：接着向高速混合机中加入质量百分比的pa、玻璃纤维、偶联剂、导电炭黑、抗氧剂、分散剂、纳米碳化钛、纳米碳化钨、硅化钨、钨粉，搅拌机混合均匀，制得混合料，条件为搅拌速度1000-2000r/min，搅拌温度65-68℃，搅拌时间0.2-0.3h，所述玻璃纤维从加纤口加入；
s3：将步骤s2制得的混合料送入双螺杆造粒机组进行挤出，加工温度为220-245℃，挤出后拉条切粒烘干，制得抗静电色料座椅材料。
下面通过更具体实施例对本发明进行说明。
实施例1
一种抗静电色料座椅材料，包括如下质量百分比的原料：pa52％、玻璃纤维18％、硅酸盐晶须15％、偶联剂0.5％、导电炭黑3％、抗氧剂0.5％、硅酮粉2％、分散剂5％、纳米碳化钛1.8％、纳米碳化钨1％、硅化钨0.8％、钨粉0.4％；
所述pa为尼龙；
所述硅酸盐晶须为硅酸钙晶须；
所述偶联剂为硅烷偶联剂kh-570；
所述抗氧剂为抗氧剂1010；
所述分散剂为硬脂酸钡；
所述抗静电色料座椅材料的制备方法，包括以下步骤：
s1：烘干后的硅酸盐晶须加入到高速混合机中，接着加入硅酮粉搅拌6min，条件为搅拌速度1000r/min，搅拌温度65℃；
s2：接着向高速混合机中加入质量百分比的pa、玻璃纤维、偶联剂、导电炭黑、抗氧剂、分散剂、纳米碳化钛、纳米碳化钨、硅化钨、钨粉，搅拌机混合均匀，制得混合料，条件为搅拌速度1000r/min，搅拌温度65℃，搅拌时间0.3h，所述玻璃纤维从加纤口加入；
s3：将步骤s2制得的混合料送入双螺杆造粒机组进行挤出，加工温度为220℃，挤出后拉条切粒烘干，制得抗静电色料座椅材料。
实施例2
一种抗静电色料座椅材料，包括如下质量百分比的原料：pa60％、玻璃纤维16％、硅酸盐晶须13.5％、偶联剂0.3％、导电炭黑2％、抗氧剂0.2％、硅酮粉1.6％、分散剂3％、纳米碳化钛1.5％、纳米碳化钨0.9％、硅化钨0.7％、钨粉0.3％；
所述pa为尼龙；
所述硅酸盐晶须为硅酸钙晶须；
所述偶联剂为硅烷偶联剂kh-570；
所述抗氧剂为抗氧剂1010；
所述分散剂为硬脂酸钡；
所述抗静电色料座椅材料的制备方法，包括以下步骤：
s1：烘干后的硅酸盐晶须加入到高速混合机中，接着加入硅酮粉搅拌5min，条件为搅拌速度1800r/min，搅拌温度66℃；
s2：接着向高速混合机中加入质量百分比的pa、玻璃纤维、偶联剂、导电炭黑、抗氧剂、分散剂、纳米碳化钛、纳米碳化钨、硅化钨、钨粉，搅拌机混合均匀，制得混合料，条件为搅拌速度1500r/min，搅拌温度67℃，搅拌时间0.3h，所述玻璃纤维从加纤口加入；
s3：将步骤s2制得的混合料送入双螺杆造粒机组进行挤出，加工温度为240℃，挤出后拉条切粒烘干，制得抗静电色料座椅材料。
实施例3
一种抗静电色料座椅材料，包括如下质量百分比的原料：pa68％、玻璃纤维16.5％、硅酸盐晶须10％、偶联剂0.1％、导电炭黑1％、抗氧剂0.1％、硅酮粉1％、分散剂1％、纳米碳化钛1％、纳米碳化钨0.6％、硅化钨0.5％、钨粉0.2％；
所述pa为尼龙；
所述硅酸盐晶须为硅酸钙晶须；
所述偶联剂为硅烷偶联剂kh-570；
所述抗氧剂为抗氧剂1010；
所述分散剂为硬脂酸钡；
所述抗静电色料座椅材料的制备方法，包括以下步骤：
s1：烘干后的硅酸盐晶须加入到高速混合机中，接着加入硅酮粉搅拌6min，条件为搅拌速度2000r/min，搅拌温度65℃；
s2：接着向高速混合机中加入质量百分比的pa、玻璃纤维、偶联剂、导电炭黑、抗氧剂、分散剂、纳米碳化钛、纳米碳化钨、硅化钨、钨粉，搅拌机混合均匀，制得混合料，条件为搅拌速度2000r/min，搅拌温度68℃，搅拌时间0.2h，所述玻璃纤维从加纤口加入；
s3：将步骤s2制得的混合料送入双螺杆造粒机组进行挤出，加工温度为245℃，挤出后拉条切粒烘干，制得抗静电色料座椅材料。
对比例1
与实施例2的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备抗静电色料座椅材料的原料中缺少纳米碳化钛、纳米碳化钨、硅化钨、钨粉。
对比例2
与实施例2的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备抗静电色料座椅材料的原料中缺少纳米碳化钛。
对比例3
与实施例2的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备抗静电色料座椅材料的原料中缺少纳米碳化钨。
对比例4
与实施例2的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备抗静电色料座椅材料的原料中缺少硅化钨。
对比例5
与实施例2的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备抗静电色料座椅材料的原料中缺少钨粉。
对比例6
采用中国专利文献“一种用于注塑有优良耐候性的体育场阻燃塑料座椅的材料(授权公告号：cn102775676b)”效果实施例1-5的工艺制备材料。
将实施例1-3和对比例1-6制备的材料进行性能测试，结果如下表所示。其中，抗拉强度按标准iso527进行性能测试，悬臂梁缺口冲击强度按标准iso180进行性能测试。
由上表可知：(1)由实施例1-3和对比例6的数据可见，实施例1-3制得的材料的抗拉强度、悬臂梁缺口冲击强度显著高于对比例6制得的材料的抗拉强度、悬臂梁缺口冲击强度；同时由实施例1-3的数据可见，实施例2为最优实施例。
(2)由实施例2和对比例1-5的数据可见，纳米碳化钛、纳米碳化钨、硅化钨和钨粉在制备材料中起到了协同作用，协同提高了材料的抗拉强度、悬臂梁缺口冲击强度，这可能是：将材料进行纳米碳化和纳米碳化钨的变质处理，以纳米尺寸与高表面活性颗粒在材料中形成的纳米形核以及纳米碳化钛和纳米碳化钨颗粒弥散均匀分布在基体上，它具有高抗拉强度、悬臂梁缺口冲击强度的特点，在制备材料过程中增加形核的核心数量，细化了晶粒，纳米碳化钛、纳米碳化钨、硅化钨和钨粉的高表面活性及细化晶粒过程中弥散硬化，有效的提高了材料的韧性，从而提高了材料的抗拉强度、悬臂梁缺口冲击强度。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。