一种应用于周转箱的abs组合物材料及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及高分子复合材料技术领域，具体涉及一种应用于周转箱的abs组合物材料及其制备方法，该abs组合物应用于周转箱。
背景技术：
2.丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，又称abs树脂，是丙烯腈、1,3-丁二烯、苯乙烯的三元共聚物，是一种易于加工成型的无定形高分子聚合物。abs树脂是无定形高分子聚合物，其具有低收缩、低翘曲变形及尺寸稳定性好的特点，这一特点特别适合注塑成型周转箱。但是由于abs树脂的电性能特别好，是非常理想的绝缘材料，这又大大地限制其注塑成型的周转箱在电子电器行业的应用。因此对abs树脂进行抗静电的改性是非常之有必要的。
3.在中国专利cn102634160a中，通过使用聚醚聚酰胺嵌段共聚物作为永久抗静电剂，而聚醚聚酰胺嵌段共聚物是一种非常软的弹性体，大量的添加会使材料的刚性下降明显，进一步制成的周转箱就无法承受外界的压力；甚至由于材料过于偏软，注塑出来的周转箱已经是翘曲变形，这种情形的出现会使abs抗静电改性失去意义。
4.在中国专利cn114933774a中，通过使用聚醚酰胺嵌段共聚物作为永久抗静电剂，同时以交联san的聚苯乙烯树脂为哑光剂，聚苯乙烯的加入会大大地影响材料的刚性和韧性，性能的变差也会影响抗静电abs材料的应用范围。
5.因此，有必要开发一种应用于周转箱的abs组合物材料及其制备方法。
技术实现要素：
6.为解决永久抗静电性能与材料的力学性能（刚性及韧性）相冲突技术问题，在保证永久抗静电效果的前提下同时实现材料的刚韧平行，本发明提供一种应用于周转箱的abs组合物材料及其制备方法，以使材料刚性、韧性平衡的同时抗静电性能优异。
7.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一方面，本发明提供一种应用于周转箱的abs组合物材料，以重量份计，是由如下原料制得：abs树脂：19-54份，相容剂：5-10份，复合永久抗静电母粒：15-30份，有机增刚剂：10-15份，无机增刚剂：10-15份，增韧剂：5-10份，抗氧剂：0.1-0.5份，润滑剂：0.1-0.5份。
8.进一步地，所述复合永久抗静电母粒，以重量份计，是由如下原料制得：永久抗静电剂一：40-55份，永久抗静电剂二：30-40份，接枝物：15-18份，催化剂：0.1-0.5份，反应促进剂：0.1-0.5份。
9.进一步地，所述永久抗静电剂一优选为聚醚酯嵌段聚酰胺树脂、聚氧化乙烯、聚乙烯醇、分子量大于10000的聚乙二醇及其衍生物中一种或者几种。
10.进一步地，所述永久抗静电剂二优选为聚氧化乙烯、聚乙烯醇、聚乙二醇系-聚酰胺共聚体、分子量大于10000的聚乙二醇及其衍生物当中的一种或几种。
11.进一步地，所述接枝物优选为马来酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯当中的一种或几种。导电促进剂优选为马来酸酐。
12.进一步地，所述催化剂优选二叔丁基过氧化物、过氧化二碳酸双十六酯、过氧化二异丙苯、过氧化氢、过氧化钠当中的一种或几种。催化剂优选过氧化二异丙苯。
13.进一步地，所述反应促进剂优选二甲基甲酰胺（dmf）、二甲基乙酰胺（dmac）当中的一种或两种。反应促进剂优选二甲基甲酰胺。
14.进一步地，所述复合永久抗静电母粒，以重量份计，是由如下原料制得：聚醚酯嵌段聚酰胺树脂：41.3-54.3份、聚氧化乙烯：30-40份、马来酸酐：15-18份、催化剂：0.5份、反应促进剂：0.2份。
15.进一步地，所述复合永久抗静电母粒，以重量份计，是由如下原料制得：聚醚酯嵌段聚酰胺树脂：41.3份、聚氧化乙烯：40份、马来酸酐：18份、过氧化二异丙苯：0.5份、二甲基甲酰胺：0.2份。
16.进一步地，所述复合永久抗静电母粒的制备过程如下：步骤一：将永久抗静电剂一、永久抗静电剂二、接枝物、催化剂和反应促进剂加入高混机中高速混合；步骤二：将步骤一混合后的混合物加入双螺杆挤出机进行反应性挤出生产得到复合永久抗静电母粒。
17.进一步地，步骤二所述双螺杆挤出机的长径比52：1，共十三个区的温度，其温度设定从第一区到第十三区分别是：150℃-195℃-195℃-190℃-190℃-190℃-185℃-185℃-185℃-180℃-180℃-180℃-195℃，主机转速：30-40r/min。
18.进一步地，步骤二所述双螺杆挤出机的第十一区进行抽真空处理。进一步地，所述抽真空处理的真空度≤-0.06mpa。通过在第十一区进行抽真空处理，将没有反应完的催化剂和反应促进剂将其抽走，从而达到提纯的目的。
19.在复合永久抗静电母粒的制备过程中由于永久抗静电剂一（例如聚醚酯嵌段聚酰胺树脂）、永久抗静电剂二（例如聚氧化乙烯）两者的相容性差，选择采用接枝物（例如马来酸酐）进行连接，使两者的相容性得到改善，相互熔融，变成的单一的结构，为复合永久抗静电母粒与abs熔融和抗静电性做准备，同时使得最终产品避免出现界面不相容的情况。聚氧化乙烯的抗静电性能要好于聚醚酯嵌段聚酰胺树脂，聚氧化乙烯的加入可以减小抗静电剂的添加量，从而可以减小抗静电剂因为添加量过大对材料性能的影响。
20.反应原理示例：进一步地，所述abs优选为高刚性的abs树脂，熔融指数在1-30g/10min。
21.进一步地，所述相容剂优选为马来酸酐接枝abs、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝苯乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯中一种或几种。
22.进一步地，所述有机增刚剂优选为聚苯醚、聚碳酸酯、聚酰胺、液晶聚合物中的一种或者几种。
23.进一步地，所述无机增刚剂优选为滑石粉、硅灰石、玻璃纤维、碱式硫酸镁晶须、云
母粉、陶瓷粉中的一种或者几种。所述无机增刚剂优选碱式硫酸镁晶须，其具有高模量、高强度的特性，加入到abs当中可以极大地提高材料的刚性，选用长径比为50:1，长径比越大，增强增刚的效果越好。
24.进一步地，所述增韧剂优选高胶粉、干胶sbs、干胶sebs、充油sbs、充油sebs中的一种或者几种。
25.进一步地，所述抗氧剂优选为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和 β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的一种或两种。
[0026]
进一步地，所述润滑剂优选为n,n-乙撑双硬酯酸酰胺、硬酯酸钙、硬酯酸锌、季戊四醇硬脂酸酯当中的一种或几种。
[0027]
进一步地，所述应用于周转箱的abs组合物材料的制备步骤如下：步骤a） 将复合永久抗静电母粒放在烘箱中，用70-90℃烘干3~5h，水份含量《0.2%；通过将复合永久抗静电母粒放入烘箱中烘烤，目的是除去材料上的水份；防止因为复合永久抗静电母粒含水率高，造成材料在加工过程中分解，以得到最佳的加工性和产品的各项性能指标达到最佳状态；步骤b） 按照abs、相容剂、永久抗静电母粒、有机增刚剂、无机增刚剂、增韧剂、抗氧化剂、润滑剂的投料顺序，将所述材料加入低速混料机中，均匀混合；步骤c） 将搅拌均匀的材料加入长径比为40：1双螺杆挤出机中，进行熔融造粒，得到组合物。
[0028]
进一步地，步骤c）所述双螺杆挤出机在第一区至第十区的温度分别为：180℃-220℃-220℃-210℃-210℃-200℃-200℃-190℃-190℃-210℃，主机转速为40-45r/min。
[0029]
一方面，本发明提供一种应用于周转箱的abs组合物材料的制备方法，包括如下步骤：1）按照重量份配比，将永久抗静电剂一、永久抗静电剂二、接枝物、催化剂和反应促进剂加入高混机中高速混合；2）将步骤1）混合后的混合物加入双螺杆挤出机进行反应性挤出生产得到复合永久抗静电母粒； 3）将复合永久抗静电母粒放在烘箱中，用70-90℃烘干3~5h，水份含量《0.2%；4）按照abs、相容剂、永久抗静电母粒、有机增刚剂、无机增刚剂、增韧剂、抗氧化剂、润滑剂的投料顺序，将所述材料加入低速混料机中，均匀混合；5）步骤4）中搅拌均匀的材料加入长径比为40：1双螺杆挤出机中，进行熔融造粒，得到复合物。
[0030]
另一方面，本发明提供一种abs组合物在制备周转箱中的应用。
[0031]
相对于现有技术，本发明提供的技术方案具备如下有益效果：(1)本发明通过采用枝接物（马来酸酐）将永久抗静电剂一（例如聚醚酯嵌段聚酰胺树脂）和永久抗静电剂二（例如聚氧化乙烯）连接起来形成单一的结构，形成聚醚酯嵌段聚酰胺接枝聚氧化乙烯。通过接枝后抗静电剂可以解决两种材料之间的相容性问题。进一步添加马来酸酐接枝abs，可改善复合永久抗静电剂母粒与abs熔融在一起的问题，不会出现界面不相容的情况，abs组合物材料的性能就会得到极大提高，材料不会出现分层情况。
通过两次相容性加工处理，以达到最佳的相容效果，保证abs组合物材料的性能。同时聚氧化乙烯和聚醚酯嵌段聚酰胺树脂组合制备的复合永久抗静电剂中两者的结合，充分借助聚氧化乙烯的抗静电效果，且由于聚氧化乙烯的加入可以减小抗静电剂的添加量，从而可以减小抗静电剂因为添加量过大对abs组合物材料性能的影响。
[0032]
(2)本发明通过马来酸酐将永久抗静电剂一（例如聚醚酯嵌段聚酰胺树脂）和永久抗静电剂二（例如聚氧化乙烯）连接起来，实现抗静电效果同时可减少静电剂的添加量，实现制备的组合物材料仍具有很好的抗静电效果。
[0033]
（3）本发明选用新型碱式硫酸镁晶须作为无机增刚剂，由于其可以制作成高长径比，长径比越大，其在组合物中的骨骼支架的作用就越大，材料刚性增加越明显；聚苯醚作为有机增刚剂，与abs树脂复配，不仅利于abs组合物材料的刚性，而且有机增刚剂的流动性好，高的流动性配合刚性材料，利于abs组合物材料的加工和分散，利于降低材料的加工温度以及各组分在abs树脂中的分散，进一步减少抗静电剂加入对材料的刚性影响。
[0034]
（4）本发明选用熔指为1g/10min以下的干胶sbs作为增韧剂，在小份量添加的情况下，既能提高材料的韧性，又不会对材料的刚性造成影响。
[0035]
（5）本发明通过制备的复合永久抗静电母粒、有机增刚剂、无机增刚剂、增韧剂等添加至abs材料中，使得abs材料与各组分复合后协同制得具有平衡的高刚性、高韧性以及永久抗静电的abs组合物材料。
具体实施方式
[0036]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
[0037]
制备实施例一种应用于周转箱的abs组合物材料的制备方法，包括如下步骤：1）按照重量份配比，将聚醚酯嵌段聚酰胺树脂：41.3份、聚氧化乙烯：40份、马来酸酐：18份、过氧化二异丙苯：0.5份、二甲基甲酰胺：0.2份加入高混机中高速混合；2）将步骤1）混合后的混合物加入双螺杆挤出机进行反应性挤出生产得到复合永久抗静电母粒；所述双螺杆挤出机的长径比52：1，共十三个区的温度，其温度设定从第一区到第十三区分别是：150℃-195℃-195℃-190℃-190℃-190℃-185℃-185℃-185℃-180℃-180℃-180℃-195℃，主机转速：35r/min，在第十一区抽真空，真空度要≤-0.06mpa； 3）将复合永久抗静电母粒放在烘箱中，用80℃烘干3.5h，水份含量《0.2%；4）按照abs、相容剂、永久抗静电母粒、有机增刚剂、无机增刚剂、增韧剂、抗氧化剂、润滑剂的投料顺序，将所述材料加入低速混料机中，均匀混合；所述abs优选高刚性的abs树脂，熔融指数在3g/10min，为lg的abs121；所述相容剂优选马来酸酐接枝abs，为沈阳科通的kt-3；所述有机增刚剂优选聚苯醚（ppe），选择材料流动性相对较好的，高的流动性有利于降低材料的加工温度及ppe在abs的分散，为中国蓝星化工ppelxn040；所述无机增刚剂优选碱式硫酸镁晶须，其具有高模量、高强度的特性，加入到abs当中可以极大地提高材料的刚性，选用长径比为50:1，长径比越大，增强增刚的效果越好，为江西峰竺np-yw2；所述增韧剂优选干胶sbs，熔指为1g/10min以下的干胶sbs，在小量的添加份数下，提高材料的韧
性，同时保持材料的刚性没有太大的下降，为李长荣的sbs3546；所述抗氧剂优选四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯，为巴斯夫的1010和168按1：1重量比例复配；所述润滑剂优选n,n-乙撑双硬酯酸酰胺，为发基的ebs；5）步骤4）中搅拌均匀的材料加入长径比为40：1双螺杆挤出机中，进行熔融造粒，得到复合物。所述双螺杆挤出机在第一区至第十区的温度分别为：180℃-220℃-220℃-210℃-210℃-200℃-200℃-190℃-190℃-210℃，主机转速为45r/min。
[0038]
按照制备实施例的各组分选择和制备过程，制备以下实施例实施例1应用于周转箱的abs组合物材料，以重量份计，是由如下原料制得：abs树脂：54份，马来酸酐接枝abs：5份，复合永久抗静电母粒：15份，聚苯醚：10份，碱式硫酸镁晶须：10份，1g/10min以下的干胶sbs：5份，抗氧剂：0.5份，润滑剂：0.5份。所述抗氧剂优选四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯，为巴斯夫的1010和168按1：1重量比例复配。
[0039]
实施例2应用于周转箱的abs组合物材料，以重量份计，是由如下原料制得：abs树脂：44份，马来酸酐接枝abs：5份，复合永久抗静电母粒：20份，聚苯醚：15份，碱式硫酸镁晶须：10份，1g/10min以下的干胶sbs：5份，抗氧剂：0.5份，润滑剂：0.5份。所述抗氧剂优选四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯，为巴斯夫的1010和168按1：1重量比例复配。
[0040]
实施例3应用于周转箱的abs组合物材料，以重量份计，是由如下原料制得：abs树脂：31份，马来酸酐接枝abs：8份，复合永久抗静电母粒：25份，聚苯醚：15份，碱式硫酸镁晶须：15份，1g/10min以下的干胶sbs：5份，抗氧剂：0.5份，润滑剂：0.5份。所述抗氧剂优选四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯，为巴斯夫的1010和168按1：1重量比例复配。
[0041]
实施例4应用于周转箱的abs组合物材料，以重量份计，是由如下原料制得：abs树脂：36份，马来酸酐接枝abs：10份，复合永久抗静电母粒：25份，聚苯醚：10份，碱式硫酸镁晶须：10份，1g/10min以下的干胶sbs：8份，抗氧剂：0.5份，润滑剂：0.5份。所述抗氧剂优选四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯，为巴斯夫的1010和168按1：1重量比例复配。
[0042]
实施例5应用于周转箱的abs组合物材料，以重量份计，是由如下原料制得：abs树脂：31份，马来酸酐接枝abs：10份，复合永久抗静电母粒：30份，聚苯醚：10份，碱式硫酸镁晶须：10份，1g/10min以下的干胶sbs：8份，抗氧剂：0.5份，润滑剂：0.5份。所述抗氧剂优选四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯，为巴斯夫的1010和168按1：1重量比例复配。
[0043]
实施例6应用于周转箱的abs组合物材料，以重量份计，是由如下原料制得：abs树脂：19份，
马来酸酐接枝abs：10份，复合永久抗静电母粒：30份，聚苯醚：15份，碱式硫酸镁晶须：15份，1g/10min以下的干胶sbs：10份，抗氧剂：0.5份，润滑剂：0.5份。所述抗氧剂优选四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯，为巴斯夫的1010和168按1：1重量比例复配。
[0044]
对比例1abs组合物，以重量份计，是由如下原料制得：abs树脂：59份，马来酸酐接枝abs：10份，聚醚聚酰胺嵌段共聚物：30份，抗氧剂：0.5份，润滑剂：0.5份。所述抗氧剂优选四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯，为巴斯夫的1010和168按1：1重量比例复配。所述润滑剂为n,n-乙撑双硬酯酸酰胺，为发基的ebs。
[0045]
对比例2abs组合物，以重量份计，是由如下原料制得：abs树脂：39份，马来酸酐接枝abs：10份，聚醚聚酰胺嵌段共聚物：30份，聚苯乙烯：10份，碱式硫酸镁晶须：10份，抗氧剂：0.5份，润滑剂：0.5份。所述抗氧剂优选四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯，为巴斯夫的1010和168按1：1重量比例复配。所述润滑剂为n,n-乙撑双硬酯酸酰胺，为发基的ebs。
[0046]
对比例3abs组合物，以重量份计，是由如下原料制得：abs树脂：49份，马来酸酐接枝abs：10份，san：5份，聚苯醚：20份，碱式硫酸镁晶须：15份，抗氧剂：0.5份，润滑剂：0.5份。所述抗氧剂优选四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯，为巴斯夫的1010和168按1：1重量比例复配。所述润滑剂为n,n-乙撑双硬酯酸酰胺，为发基的ebs。
[0047]
性能测试标准：力学性能测试按照标准测试方法和条件进行测试，如拉伸强度和伸长率采用gb/t1040，弯曲强度和弯曲模量采用gb/t9341，冲击强度采用gb/t1843，表面电阻率采用astm d25793。对上述实施例的各项参数进行检测，检测结果如下：
检测项目单位实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6对比例1对比例2对比例3拉伸强度mpa454346403538302847伸长率%303429414543202125弯曲强度mpa615865565053454263弯曲模量mpa428038004800329025002650200019004320冲击强度kj/m213.81512.416.5201891014.3表面电阻率ω(mm)2/m8.4*1085.7*1084.7*1081.6*1084.7*1076.1*1073.0*1094.0*109大于10
12
结论：从上述表格可以看出，本发明实施例制备的复合物材料具有长效的防静电性。在防静电方面，本发明通过添加改性的复合永久抗静电母粒，材料的表面电阻率在107到108之间，要优于对比例1和对比例2的109。而对比例3在没有添加抗静电剂的情况下，材料的表面电阻率直接大于10
12
，没有抗静电效果了。
[0048]
作为周转箱要有一定的刚性和韧剂，才能保证周转箱的正常使用。对比例1虽然有一定抗静电效果，但是没有添加有机增刚剂和无机增刚剂，其材料刚性（拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量）都没有实施例1~6的产品高。实际使用过程中，周转箱可能会在受力作用下非常容易变形，失去了使用价值。对比例2在选择有机增刚性剂时选择聚苯乙烯，而不是聚苯醚，其刚性与实施例1~6产品对比不升，反而下降，说明在选择在有机增刚性剂（聚苯醚）
是最合适的。
[0049]
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不等同于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，不脱离本发明的精神和范围下所做的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。