本发明涉及合金材料技术领域，尤其是涉及一种防静电高强度abs改性材料及其制备方法。
背景技术：
塑料产品对于金属产品来说，具有比重轻、可回收利用、绿色环保、强度优良等优点，但导电性能相比较金属而言较差，因此容易产品静电吸附，会吸附一些小分子污染物、灰尘等，影响产品的使用和品质，严重的可能引起火灾等灾害。因此，对于塑料材料的防静电改性就成为了行业的需求。目前市面上一般添加剂为抗静电剂，分为长效和短效，根据不同的实际需求进行改性，但是抗静电剂的效果一般只能达到材料表面电阻率108～109左右，而若需要达到更高要求的需要添加其他改性助剂来改善，比如使用较普遍的是导电炭黑，一般材料表面电阻率可以达到102～104左右，接近铜材质。但是导电炭黑为无机填料，当添加量增加后，其强度下降明显，材料显现出明显的脆性，同时应为炭黑吸油值很高，很难在材料中分散，导致加工困难，很难生产制得效果理想的改性导电材料，且表面电阻率不稳定，无法在产业化产品中实际生产采用。
技术实现要素：
本发明是为了克服以上技术问题，提供一种防静电高强度abs改性材料，本发明制备的abs改性材料在保持材料的导电性的前提下通过减少导电炭黑的用量，添加玻璃纤维增强材料的强度制备得到抗静电能力好强度高的abs改性材料。
本发明还提供了一种防静电高强度abs改性材料的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种防静电高强度abs改性材料，包括按重量份计的下述组分：
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物30～70份，聚碳酸酯20～40份，甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物5～20份，改性玻璃纤维2～5份，碳纳米管6～10份，导电炭黑2～6份，分散剂3～6份，抗氧剂1～2份。
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物具有较好的力学强度、耐化学性、耐腐蚀、抗冲击性能优良，且尺寸稳定性好。导电炭黑电阻率可以达到102～104左右，接近铜材质，能够改善材料的抗静电性能。本发明人研究发现导电炭黑由于为无机填料，随着添加量增加，材料的强度下降明显，材料显现出明显的脆性。本发明使用碳纳米管和导电炭黑来提高材料的表面电阻率，减少导电炭黑的用量，同时采用聚碳酸酯、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物和改性玻璃纤维来改善其抗冲性能低的问题，提高其抗冲击强度，从而得到具有高强度防静电的abs改性材料。添加高效分散剂、抗氧剂来提高其加工性能，延长材料的使用寿命。
作为优选，所述改性玻璃纤维的制备方法包括以下步骤：
将玻璃纤维超声分散在去离子水中，水浴加热至45-50℃，在搅拌的条件下滴加钛酸四正丁酯的乙醇溶液，反应4-8h，离心分离，洗涤，干燥得复合纤维；将复合纤维加入去离子水中超声分散均匀，升温至60-70℃，在搅拌条件下滴加四氯化锡和三氯化锑的盐酸混合液，调节ph至2-3，反应2-3h，离心分离，洗涤，干燥，置于马弗炉中在350-400℃下煅烧3-5h，得改性玻璃纤维。
由于导电炭黑会导致abs材料的抗冲击强度下降，本发明通过减少导电炭黑的用量和添加改性玻璃纤维来增强abs材料的抗冲击性能。利用溶胶-凝胶法钛酸四正丁酯水解后生成二氧化钛纳米颗粒沉积在玻璃纤维表面，玻璃纤维表面形成点状凸起结构，从而增加玻璃纤维表面的粗糙度，进而使树脂与玻璃纤维结合更加紧密，显著增强抗静电abs材料的抗冲击性能。发明人研究中发现，虽然玻璃纤维能够提高abs材料的强度，但是玻璃纤维影响abs材料的电阻率，降低抗静电性能，针对此问题，本发明团队在玻璃纤维表面沉积一层导电性能好的氧化锡薄层，氧化锡中掺杂氧化锑，从而使避免玻璃纤维对abs材料抗静电性能造成的负面影响。
作为优选，所述四氯化锡与复合纤维的质量比为1:10-15。
实验过程中研究发现四氯化锡与复合纤维的质量比例对高abs材料的抗冲击性能和抗静电性能有重要影响。当四氯化锡与复合纤维的质量比低于1:15，四氯化锡的量不足，沉积在复合纤维表面的氧化锡不足以形成薄层覆盖复合纤维，影响复合纤维的导电性能，进而对abs材料的抗静电性能造成影响；当四氯化锡与复合纤维的质量比高于1:15，四氯化锡过量，沉积在复合纤维表面的氧化锡层过厚，完全覆盖玻璃纤维表面的二氧化钛凸起结构，造成玻璃纤维表面的凸起结构消失，玻璃纤维表面的粗糙度下降，降低玻璃纤维与树脂结合的强度，造成abs材料的抗冲击性能下降。本发明控制四氯化锡与复合纤维的质量比为1:10-15，既保持玻璃纤维对abs材料的增强作用又改善了玻璃纤维的电阻率，避免玻璃纤维引起的abs材料的抗静电效果减弱。
作为优选，所述碳纳米管的管径为10-20nm，长度为3-15nm。
作为优选，所述导电炭黑的dbp吸收值为380-460ml/100g。
作为优选，所述散剂为聚硅氧烷分散剂、n,n'乙烯双硬脂酰铵中的至少一种。
作为优选，所述抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂1010、抗氧剂168中的至少一种。
防静电高强度abs改性材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将聚碳酸酯、碳纳米管、导电炭黑和分散剂加入密炼机中进行混合，混合均匀后送入双螺杆挤出机中进行造粒，干燥，得pc母粒；
2)将pc母粒与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、抗氧剂、改性玻璃纤维加入搅拌机中混合均匀，再将混合物料送入双螺杆挤出机中进行熔融混合、挤出、风干、切粒得防静电高强度abs改性材料。
作为优选，所述步骤1)中物料在密炼机中的混合温度为260-270℃，混合时间为20-30min。
因此，本发明具有如下有益效果：1)用碳纳米管和导电炭黑来提高材料的表面电阻率，减少导电炭黑的用量，同时采用聚碳酸酯、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物和改性玻璃纤维来改善其抗冲性能低的问题，提高其抗冲击强度，从而得到具有高强度防静电的abs改性材料；2)利用溶胶-凝胶法钛酸四正丁酯水解后生成二氧化钛纳米颗粒沉积在玻璃纤维表面，玻璃纤维形成点状凸起结构，从而增加玻璃纤维表面的粗糙度，进而增加树脂与玻璃纤维结合更加紧密，显著增强玻璃abs材料的抗冲击性能；3)在玻璃纤维表面沉积一层导电性能好的氧化锡薄层，氧化锡中掺杂氧化锑，从而使避免玻璃纤维对abs材料抗静电性能造成的负面影响。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案做进一步说明。
本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的，实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
实施例1
改性玻璃纤维的制备方法包括以下步骤：
将5g玻璃纤维超声分散在100ml去离子水中，水浴加热至50℃，在搅拌的条件下滴加10ml质量浓度为10％钛酸四正丁酯的乙醇溶液，反应6h，离心分离，洗涤，干燥得复合纤维；将4g复合纤维加入150ml去离子水中超声分散均匀；将0.3g四氯化锡和0.1g三氯化锑加入30ml盐酸中得四氯化锡和三氯化锑的盐酸混合液；将复合纤维分散液升温至65℃，在搅拌条件下向复合纤维分散液中滴加四氯化锡和三氯化锑的盐酸混合液，调节ph至2.5，反应3h，离心分离，洗涤，干燥；置于马弗炉中在380℃下煅烧4h，得改性玻璃纤维。
防静电高强度abs改性材料，包括按重量份计的下述组分：
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物50份，聚碳酸酯30份，甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物15份，改性玻璃纤维3份，碳纳米管7份，导电炭黑4份，聚硅氧烷分散剂5份，抗氧剂10761.5份；其中碳纳米管的管径为15nm，长度为10nm；导电炭黑的dbp吸收值为400ml/100g；防静电高强度abs改性材料的制备方法，，包括以下步骤：
1)将聚碳酸酯、碳纳米管、导电炭黑和分散剂加入密炼机中在265℃下进行混合25min，混合均匀后送入双螺杆挤出机中进行造粒，在120℃下干燥4h，得pc母粒；
2)将pc母粒与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、抗氧剂、改性玻璃纤维加入搅拌机中混合均匀，再将混合物料送入双螺杆挤出机中进行熔融混合、挤出造粒、风干、切粒得防静电高强度abs改性材料；其中挤出造粒的工艺参数设置如下：
实施例2
改性玻璃纤维的制备方法包括以下步骤：
将5g玻璃纤维超声分散在100ml去离子水中，水浴加热至50℃，在搅拌的条件下滴加10ml质量浓度为10％钛酸四正丁酯的乙醇溶液，反应7h，离心分离，洗涤，干燥得复合纤维；将4g复合纤维加入150ml去离子水中超声分散均匀；将0.4g四氯化锡和0.1g三氯化锑加入30ml盐酸中得四氯化锡和三氯化锑的盐酸混合液；将复合纤维分散液升温至65℃，在搅拌条件下向复合纤维分散液中滴加四氯化锡和三氯化锑的盐酸混合液，调节ph至2.5，反应3h，离心分离，洗涤，干燥；置于马弗炉中在400℃下煅烧3h，得改性玻璃纤维。
防静电高强度abs改性材料，包括按重量份计的下述组分：
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物65份，聚碳酸酯30份，甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物18份，改性玻璃纤维4份，碳纳米管9份，导电炭黑5份，n,n'乙烯双硬脂酰铵分散剂5份，抗氧剂10102份；其中碳纳米管的管径为20nm，长度为10nm；导电炭黑的dbp吸收值为420ml/100g；
防静电高强度abs改性材料的制备方法，，包括以下步骤：
1)将聚碳酸酯、碳纳米管、导电炭黑和分散剂加入密炼机中在270℃下进行混合20min，混合均匀后送入双螺杆挤出机中进行造粒，在120℃下干燥4h，得pc母粒；
2)将pc母粒与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、抗氧剂、改性玻璃纤维加入搅拌机中混合均匀，再将混合物料送入双螺杆挤出机中进行熔融混合、挤出造粒、风干、切粒得防静电高强度abs改性材料；其中挤出造粒的工艺参数设置如下：
实施例3
改性玻璃纤维的制备方法包括以下步骤：
将5g玻璃纤维超声分散在100ml去离子水中，水浴加热至45℃，在搅拌的条件下滴加10ml质量浓度为10％钛酸四正丁酯的乙醇溶液，反应5h，离心分离，洗涤，干燥得复合纤维；将4g复合纤维加入150ml去离子水中超声分散均匀；将0.2g四氯化锡和0.1g三氯化锑加入30ml盐酸中得四氯化锡和三氯化锑的盐酸混合液；将复合纤维分散液升温至65℃，在搅拌条件下向复合纤维分散液中滴加四氯化锡和三氯化锑的盐酸混合液，调节ph至2，反应2.5h，离心分离，洗涤，干燥；置于马弗炉中在350℃下煅烧5h，得改性玻璃纤维。
防静电高强度abs改性材料，包括按重量份计的下述组分：
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物40份，聚碳酸酯25份，甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物10份，改性玻璃纤维3份，碳纳米管7份，导电炭黑3份，聚硅氧烷分散剂4，抗氧剂1681份；其中碳纳米管的管径为15nm，长度为5nm；导电炭黑的dbp吸收值为400ml/100g；防静电高强度abs改性材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将聚碳酸酯、碳纳米管、导电炭黑和分散剂加入密炼机中在260℃下进行混合30min，混合均匀后送入双螺杆挤出机中进行造粒，在120℃下干燥4h，得pc母粒；
2)将pc母粒与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、抗氧剂、改性玻璃纤维加入搅拌机中混合均匀，再将混合物料送入双螺杆挤出机中进行熔融混合、挤出造粒、风干、切粒得防静电高强度abs改性材料；其中挤出造粒的工艺参数设置如下：
实施例4
改性玻璃纤维的制备方法包括以下步骤：
将5g玻璃纤维超声分散在100ml去离子水中，水浴加热至50℃，在搅拌的条件下滴加10ml质量浓度为10％钛酸四正丁酯的乙醇溶液，反应8h，离心分离，洗涤，干燥得复合纤维；将4g复合纤维加入150ml去离子水中超声分散均匀；将0.4g四氯化锡和0.1g三氯化锑加入30ml盐酸中得四氯化锡和三氯化锑的盐酸混合液；将复合纤维分散液升温至70℃，在搅拌条件下向复合纤维分散液中滴加四氯化锡和三氯化锑的盐酸混合液，调节ph至3，反应3h，离心分离，洗涤，干燥；置于马弗炉中在400℃下煅烧3h，得改性玻璃纤维。
防静电高强度abs改性材料，包括按重量份计的下述组分：
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物70份，聚碳酸酯40份，甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物20份，改性玻璃纤维5份，碳纳米管10份，导电炭黑6份，n,n'乙烯双硬脂酰铵分散剂6份，抗氧剂10762份；其中碳纳米管的管径为20nm，长度为15nm；导电炭黑的dbp吸收值为460ml/100g；
防静电高强度abs改性材料的制备方法，，包括以下步骤：
1)将聚碳酸酯、碳纳米管、导电炭黑和分散剂加入密炼机中在270℃下进行混合20min，混合均匀后送入双螺杆挤出机中进行造粒，在120℃下干燥4h，得pc母粒；
2)将pc母粒与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、抗氧剂、改性玻璃纤维加入搅拌机中混合均匀，再将混合物料送入双螺杆挤出机中进行熔融混合、挤出造粒、风干、切粒得防静电高强度abs改性材料；其中挤出造粒的工艺参数设置如下：
实施例5
改性玻璃纤维的制备方法包括以下步骤：
将5g玻璃纤维超声分散在100ml去离子水中，水浴加热至45℃，在搅拌的条件下滴加10ml质量浓度为10％钛酸四正丁酯的乙醇溶液，反应4h，离心分离，洗涤，干燥得复合纤维；将4g复合纤维加入150ml去离子水中超声分散均匀；将0.2g四氯化锡和0.1g三氯化锑加入30ml盐酸中得四氯化锡和三氯化锑的盐酸混合液；将复合纤维分散液升温至60℃，在搅拌条件下向复合纤维分散液中滴加四氯化锡和三氯化锑的盐酸混合液，调节ph至2，反应2h，离心分离，洗涤，干燥；置于马弗炉中在350℃下煅烧5h，得改性玻璃纤维。
防静电高强度abs改性材料，包括按重量份计的下述组分：
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物30份，聚碳酸酯20份，甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物5份，改性玻璃纤维2份，碳纳米管6份，导电炭黑2份，聚硅氧烷分散剂3份，抗氧剂10101份；其中碳纳米管的管径为10nm，长度为3nm；导电炭黑的dbp吸收值为380ml/100g；防静电高强度abs改性材料的制备方法，，包括以下步骤：
将聚碳酸酯、碳纳米管、导电炭黑和分散剂加入密炼机中在260℃下进行混合30min，混合均匀后送入双螺杆挤出机中进行造粒，在120℃下干燥4h，得pc母粒；
2)将pc母粒与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、抗氧剂、改性玻璃纤维加入搅拌机中混合均匀，再将混合物料送入双螺杆挤出机中进行熔融混合、挤出造粒、风干、切粒得防静电高强度abs改性材料；其中挤出造粒的工艺参数设置如下：
实施例样品性能测试：
由测试数据可得：本发明abs改性材料具有优良的电阻率和抗冲击强度，具有较好的抗静电性能。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。