一种ABS导电塑料及其制备方法与流程

本发明属于塑料改性，具体为一种abs导电塑料及其制备方法。

背景技术：

1、塑料一直被人们作为绝缘材料使用，因其高绝缘性，带来加工和应用的一些问题，最突出的是静电现象，它将导致感光胶片的性能下降及高分子制品在易燃、易爆场合引起灾难性事故。随着现代电子工业和信息产业的发展，各种工业自动化设备、徽电脑、家用电器及电子产品进入国民经济各个领域和人们工作生活环境之中。静电消除、电磁屏蔽、微渡吸收等技术已引起人们的关注。因此。应用领域对塑料提出了导电性能的要求.近十几年来，世界各国对具开展了广泛的研究，力求推出新一代的塑料材料、使之既保持塑料固有的优点又赋予新的导电性能。

2、abs塑料是由丙烯腈和丁二烯以及苯乙烯所组合在一起而形成的一种原料，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程塑料。

3、导电塑料的用途大致包括如下几方面：1)在电子、电器领域中作集成电路、晶片、传感器护套等精密电子元件生产过程中使用的防静电周转箱、ic及lcd托盘、ic封装、晶片载体、薄膜袋等；2)防爆产品的外壳及结构件，如:煤矿、油船、油田、粉尘及可燃气体等场合中使用的电器产品外壳及结构件；3)中、高压电缆中使用的半导电屏蔽料；4)电讯、电脑，自动化系统、工业用电子产品、消费用电子产品、汽车用电子产品等领域中的电器产品emi屏蔽外壳。

4、本发明进一步将abs材料进行改性，使其既可以导电又保留了abs材料固有的优点，和金属材料相比，本发明的优势有：可根据产品要求设计abs材料屏蔽效能；使用寿命长；可加工结构较复杂的产品；无需二次加工，浪费少，生产周期短；生产损耗小，降低生产成本；接缝不需要屏蔽衬垫，减少安装时间及成本；密度低，减少运输成本。

技术实现思路

1、本发明提供一种abs导电塑料，将abs作为基材和导电添加剂混合，用塑料的加工成型方式进行加工，本发明实现了从绝缘体到半导体再到导体的变化，与传统的abs材料相比，具有重量轻、易成型、电阻率可调节等特点，并可以方便地通过分子设计合成或复合成多种多样结构的材料。

2、为达以上目的，具体方案如下：

3、一种abs导电塑料，原料包括：abs料72-90重量份，炭黑5-20重量份，金属短纤维5-8重量份。

4、作为本发明的进一步阐述：

5、优选地，所述abs料中丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的各组分占比为：1:0.32～0.54:2.35～2.40。

6、优选地，所述炭黑的粒径为12-20nm，电阻率为0.8-1.0ω·m，筛余物≤0.02％。

7、优选地，所述金属短纤维选用铜纤维、银纤维、镍纤维或不锈钢纤维的一种或多种，其电阻率为10-3-100ω.cm，长径比为80-120。

8、优选地，所述金属短纤维选用铜纤维和不锈钢纤维的混合物，且重量份数比为：0.01-0.69:0.31-0.99。

9、一种上述abs导电塑料的制备方法，包括如下步骤：a、将abs料在120℃-130℃温度下通风干燥2-3小时，收得干燥abs料；b、启动捏合刀片的速度比为2:1的捏合机空转10-15min，按重量配比称取干燥abs料和炭黑；c、将称取好的干燥abs料和炭黑加入捏合机中，抽真空至-0.05mpa，升温至220-230℃，充分捏合30～50min；d、将捏合温度升温至230-240℃，将金属短纤维注射至捏合机内，捏合2min-6min，得到聚合物混合料；e、将步骤d得到的混合料加入螺杆挤出机中，在185-200℃下经熔融混炼挤出，经过冷却造粒，得到abs导电塑料。

10、优选地，所述炭黑由乙炔裂热解制得，包括如下步骤：a、在反应炉内产生高温燃烧气流，温度维持1600-1700℃，将压力为600-700毫米水柱的乙炔气,经反应炉顶部进入炉内；b、乙炔气裂解后,生成的炭黑悬浮在高温气流中，用夹套水间接换热冷却；c、分离收集炭黑，然后使收集的炭黑再次悬浮在气流中通过粉碎机，以除去其中细微块状物；d、炭黑经研磨机研磨至粒径为12-20nm。

11、优选地，所述金属短纤维的制备方法包括如下步骤：a、将选用的金属纤维预处理：用清水漂去表面的灰尘和杂质；b、表面活性处理：增强纤维与聚合物混合料的相容性和结合程度，提高导电性能；c、挤出：利用转速调至420-430r/min的双螺杆挤出机分散均匀挤出，制得金属短纤维。

12、优选地，步骤b中，表面活性剂选用有机硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。

13、本发明与现有技术不同之处在于本发明取得了如下技术效果：

14、其一、本发明原料包括：abs料72-90重量份，炭黑5-20重量份，金属短纤维5-8重量份，abs料中丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的各组分占比为：1:0.32～0.54:2.35～2.40，经与炭黑、金属短纤维捏合制得abs导电塑料，其工艺步骤简单，生产成本低，具有重量轻、易成型、电阻率可调节等特点。

15、其二、本发明添加碳黑导电填料，炭黑由乙炔裂热解制得，使得abs导电塑料的电阻率可通过选择合适的炭黑填加量予以调节，加入少量碳黑电阻率不会有明显变化，填加量提高到一定比例之后，电阻率可下降几个数量级，但下降到低限之后，再增加填加量,电阻率变化就很不明显，结合加入金属短纤维，通过金属短纤维的制备方法，金属短纤维的制备方法，能提高金属短纤维长径比，使得金属短纤维电阻率和长径比适宜，控制金属短纤维用量和捏合时间，有助于提高导电性能，可以方便地通过分子设计合成或复合成多种多样结构的材料。

16、其三、本发明将abs材料进行改性，使其既可以导电又保留了abs材料固有的优点，实现了从绝缘体到半导体再到导体的变化，和金属材料相比，可根据产品要求设计abs材料屏蔽效能；使用寿命长；可加工结构较复杂的产品；无需二次加工，浪费少，生产周期短；生产损耗小，降低生产成本；接缝不需要屏蔽衬垫，减少安装时间及成本；密度低，减少运输成本。

技术特征：

1.一种abs导电塑料，其特征在于：原料包括：abs料72-90重量份，炭黑5-20重量份，金属短纤维5-8重量份。

2.根据权利要求1所述的abs导电塑料，其特征在于：所述abs料中丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的各组分占比为：1:0.32～0.54:2.35～2.40。

3.根据权利要求2所述的abs导电塑料，其特征在于：所述炭黑的粒径为12-20nm，电阻率为0.8-1.0ω·m，筛余物≤0.02％。

4.根据权利要求3所述的abs导电塑料，其特征在于：所述金属短纤维选用铜纤维、银纤维、镍纤维或不锈钢纤维的一种或多种，其电阻率为10-3-100ω.cm，长径比为80-120。

5.根据权利要求4所述的abs导电塑料，其特征在于：所述金属短纤维选用铜纤维和不锈钢纤维的混合物，且重量份数比为：0.01-0.69:0.31-0.99。

6.一种根据权利要求5所述的abs导电塑料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

7.根据权利要求3所述的abs导电塑料，其特征在于：所述炭黑由乙炔裂热解制得，包括如下步骤：a、在反应炉内产生高温燃烧气流，温度维持1600-1700℃，将压力为600-700毫米水柱的乙炔气,经反应炉顶部进入炉内；b、乙炔气裂解后,生成的炭黑悬浮在高温气流中，用夹套水间接换热冷却；c、分离收集炭黑，然后使收集的炭黑再次悬浮在气流中通过粉碎机，以除去其中细微块状物；d、炭黑经研磨机研磨至粒径为12-20nm。

8.根据权利要求6所述的abs导电塑料，其特征在于：所述金属短纤维的制备方法包括如下步骤：a、将选用的金属纤维预处理：用清水漂去表面的灰尘和杂质；b、表面活性处理：增强纤维与聚合物混合料的相容性和结合程度，提高导电性能；c、挤出：利用转速调至420-430r/min的双螺杆挤出机分散均匀挤出，制得金属短纤维。

9.根据权利要求8所述的abs导电塑料，其特征在于：步骤b中，表面活性剂选用有机硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。

技术总结
本发明提供一种ABS导电塑料，原料包括：ABS料72‑90重量份，炭黑5‑20重量份，金属短纤维5‑8重量份。本发明将ABS作为基材和导电添加剂混合，用塑料的加工成型方式进行加工，本发明实现了从绝缘体到半导体再到导体的变化，与传统的ABS材料相比，具有重量轻、易成型、电阻率可调节等特点，并可以方便地通过分子设计合成或复合成多种多样结构的材料。

技术研发人员：孙小波,汪德瑜
受保护的技术使用者：广东粤化新材料技术开发有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13