本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种高强度抗静电聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料及其制备方法。
背景技术
聚对苯二甲酸乙二醇酯，由对苯二甲酸二甲酯与乙二醇酯交换或以对苯二甲酸与乙二醇酯化先合成对苯二甲酸双羟乙酯，然后再进行缩聚反应制得，化学式为[coc6h4cooch2ch2o]n，简称pet，是一种高度结晶的芳香族聚酯，表面平滑有光泽；具有良好的抗蠕变性、耐疲劳、耐摩擦性、尺寸稳定、耐化学药品性，在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能，电绝缘性优良，甚至在高温高频下，其电性能仍较好，可完全回收利用，价格低廉等优点。因此被应用在电子电器、容器、包装材料、薄膜、胶片、机械制造、建筑、工程塑料等领域。
但pet在纤维领域中的应用受到了限制，究其原因，是因为pet的吸水性差，在与其它物体接触或磨攘后产生的静电难以逸散，容易带静电。现有技术中，一般采用混入金属或碳粉的方式改善pet的抗静电性，但添加金属或碳粉后，容易降低材料pet的机械强度，导致纤维易断裂。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供一种高强度抗静电聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料及其制备方法，在保证聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料强度的基础上，提高其抗静电性。
本发明解决上述技术问题采取的技术方案如下。
本发明提供一种高强度抗静电聚对苯二甲酸乙二醇酯，组成及重量份为：
防纤维外露剂0.5-1重量份；
热稳定剂0.5-1重量份。
优选的是，所述聚对苯二甲酸乙二醇酯的相对密度为1.35-1.38g/cm3，熔点为250-260℃，熔融状态下的动力粘度为0.65-1.1pa·s。
优选的是，所述成核剂为活化硅镁酸盐或纳米碳酸钙。
优选的是，所述聚苯胺纤维的直径为5-10μm。
优选的是，所述所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1098、抗氧剂168中一种或多种。
优选的是，所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂中的一种或多种。
优选的是，所述增容剂为马来酸酐接枝线性低密度聚乙烯、马来酸酐接枝苯二烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、脂肪酸、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硅酮粉中的一种或几种。
优选的是，所述热稳定剂为3,5-二叔丁基-4-羟基苄基磷酸二乙酯、β-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)丙酸正十八酯或亚磷酸三苯酯。
本发明还提供上述高强度抗静电聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的制备方法，步骤如下：
步骤一、按照组成及重量份，将烘干的聚对苯二甲酸乙二醇酯和偶联剂在高混机中混合，得到第一混合物；
步骤二、按组成及重量份将成核剂、十二烷基苯磺酸钠、乙二醇乙醚、抗氧剂、增容剂、防纤维外露剂、热稳定剂和第一混合物混合均匀，得到第二混合物；
步骤三、将得到的第二混合物与聚苯胺纤维和碳纤维熔融挤出造粒，得到高强度抗静电聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料。
优选的是，所述挤出温度为220-260℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料在保证材料具备高强度的同时，赋予材料优异的抗静电性，经试验检测：该复合材料的拉伸强度为79-88mpa，断裂伸长率达到19-25％，弯曲强度达到96-105mpa，弯曲模量达到3200-3440mpa，缺口冲击强度为5.9-6.3kj/m2，体积电阻率达到109-1010ω/cm，表面电阻率达到1010-1011ω。
本发明提供的聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的制备方法工艺简单，易于操作。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合具体实施方式对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本发明提供的高强度抗静电聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，由70-90重量份聚对苯二甲酸乙二醇酯、5-7重量份成核剂、10-20重量份聚苯胺纤维、1-2重量份碳纤维、2-2.5重量份十二烷基苯磺酸钠、1.5-2重量份乙二醇乙醚、1-2重量份抗氧剂、2-2.5重量份偶联剂、2-4重量份增容剂、0.5-1重量份防纤维外露剂和0.5-1重量份热稳定剂组成。
上述技术方案中，聚对苯二甲酸乙二醇酯的相对密度为1.35-1.38g/cm3，熔点为250-260℃，熔融状态下的动力粘度为0.65-1.1pa·s。
上述技术方案中，成核剂为活化硅镁酸盐或纳米碳酸钙。
上述技术方案中，聚苯胺纤维的直径为5-10μm。
上述技术方案中，防纤维外露剂可以为taf。
上述技术方案中，抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1098、抗氧剂168中一种或多种。
上述技术方案中，偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂中的一种或多种，如偶联剂kh-550、偶联剂kh560或偶联剂kh792中的一种或多种。
上述技术方案中，增容剂为马来酸酐接枝线性低密度聚乙烯、马来酸酐接枝苯二烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、脂肪酸、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硅酮粉中的一种或几种。
上述技术方案中，热稳定剂为3,5-二叔丁基-4-羟基苄基磷酸二乙酯、β-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)丙酸正十八酯或亚磷酸三苯酯。
本发明还提供上述高强度抗静电聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的制备方法，步骤如下：
步骤一、按照组成及重量份，将烘干的聚对苯二甲酸乙二醇酯和偶联剂在高混机中混合，得到第一混合物；
步骤二、按组成及重量份将成核剂、十二烷基苯磺酸钠、乙二醇乙醚、抗氧剂、增容剂、防纤维外露剂、热稳定剂和第一混合物混合均匀，得到第二混合物；
步骤三、将得到的第二混合物与聚苯胺纤维和碳纤维熔融挤出造粒，得到高强度抗静电聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，挤出温度优选为220-260℃。
以下结合实施例进一步说明本发明。
实施例1
高强度抗静电聚对苯二甲酸乙二醇酯，由70重量份聚对苯二甲酸乙二醇酯、5重量份成核剂纳米碳酸钙、10重量份聚苯胺纤维(8μm)、1重量份碳纤维、2重量份十二烷基苯磺酸钠、1.5重量份乙二醇乙醚、1重量份抗氧剂、2重量份偶联剂kh550、2重量份增容剂马来酸酐接枝线性低密度聚乙烯、0.5重量份防纤维外露剂taf和0.5重量份热稳定剂亚磷酸三苯酯组成。
上述高强度抗静电聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的制备：
步骤一、按照组成及重量份，将烘干的聚对苯二甲酸乙二醇酯和偶联剂在高混机中混合，得到第一混合物；
步骤二、按组成及重量份将成核剂、十二烷基苯磺酸钠、乙二醇乙醚、抗氧剂、增容剂、防纤维外露剂、热稳定剂和第一混合物混合均匀，得到第二混合物；
步骤三、将得到的第二混合物与聚苯胺纤维和碳纤维熔融挤出造粒，得到高强度抗静电聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，挤出温度为220-260℃。
实施例2
高强度抗静电聚对苯二甲酸乙二醇酯，由90重量份聚对苯二甲酸乙二醇酯、7重量份成核剂纳米碳酸钙、20重量份聚苯胺纤维(10μm)、2重量份碳纤维、2.5重量份十二烷基苯磺酸钠、2重量份乙二醇乙醚、2重量份抗氧剂、2.5重量份偶联剂kh550、4重量份增容剂马来酸酐接枝线性低密度聚乙烯、1重量份防纤维外露剂taf和1重量份热稳定剂亚磷酸三苯酯组成。
上述高强度抗静电聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的制备：
步骤一、按照组成及重量份，将烘干的聚对苯二甲酸乙二醇酯和偶联剂在高混机中混合，得到第一混合物；
步骤二、按组成及重量份将成核剂、十二烷基苯磺酸钠、乙二醇乙醚、抗氧剂、增容剂、防纤维外露剂、热稳定剂和第一混合物混合均匀，得到第二混合物；
步骤三、将得到的第二混合物与聚苯胺纤维和碳纤维熔融挤出造粒，得到高强度抗静电聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，挤出温度为220-260℃。
实施例3
高强度抗静电聚对苯二甲酸乙二醇酯，由80重量份聚对苯二甲酸乙二醇酯、6重量份成核剂纳米碳酸钙、15重量份聚苯胺纤维(5μm)、1.5重量份碳纤维、2重量份十二烷基苯磺酸钠、1.5重量份乙二醇乙醚、1.5重量份抗氧剂、2重量份偶联剂kh550、3重量份增容剂马来酸酐接枝线性低密度聚乙烯、1重量份防纤维外露剂taf和0.8重量份热稳定剂亚磷酸三苯酯组成。
上述高强度抗静电聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的制备：
步骤一、按照组成及重量份，将烘干的聚对苯二甲酸乙二醇酯和偶联剂在高混机中混合，得到第一混合物；
步骤二、按组成及重量份将成核剂、十二烷基苯磺酸钠、乙二醇乙醚、抗氧剂、增容剂、防纤维外露剂、热稳定剂和第一混合物混合均匀，得到第二混合物；
步骤三、将得到的第二混合物与聚苯胺纤维和碳纤维熔融挤出造粒，得到高强度抗静电聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，挤出温度为220-260℃。
对实施例1-3的聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的机械强度和抗静电性进行检测，其中，拉伸、弯曲、悬臂梁缺口冲击强度按相应iso527-93、iso178-93及iso180-93标准测试，拉伸试验和弯曲试验的速度分别为50mm/min和2mm/min；抗静电性能的测试按照国家标准gb/t1410-2006《固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法》进行。
表1实施例1-3的聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的机械强度和抗静电性
本发明提供的聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料在保证材料具备高强度的同时，赋予材料优异的抗静电性。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。