[发明专利]一种高性能抗静电玻纤增强聚碳酸酯复合材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及玻纤增强聚碳酸酯复合材料领域，具体涉及一种高性能抗静电玻纤增强聚碳酸酯复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

聚碳酸酯（PC）是一种综合性能优越的工程塑料，也是近年来增长速度最快的通用工程塑料，具有优异的冲击韧性、尺寸稳定性、电气绝缘性、耐蠕变性、耐候性、透明性和无毒性等优点，目前广泛应用于汽车、电子电气、建筑、办公设备、包装、运动器材、医疗保健等领域，随着改性研究的不断深入，正迅速拓展到航空航天、计算机、光盘等高科技领域、但它也存在一些缺点，如易带静电、加工流动性差、强度低、易于应力开裂、对缺口比较敏感以及耐磨性欠佳等。

玻璃纤维（GF）具有拉伸强度高、弹性系数高、吸收冲击能量大、耐化学性佳、吸水性小、耐热性好、加工性佳、价格低廉等特性，属典型的优良产品，主要用作电绝缘材料、工业过滤材料、防腐、防潮、隔热、隔音、减震材料。还可作为多种工业制品的增强材料。

玻璃纤维增强聚碳酸酯作为一种具有前沿技术特点的优良产品，其拥有强度高、耐化学性优异等显著优点，对于该产品的开发研究具有重要的市场价值，对促进国民经济的发展起到重要作用。但现有的玻纤增强聚碳酸酯复合材料表面极易产生、积累静电。当这种材料被用于生产精密仪器外壳和零部件、电器外壳时，所制造的产品在使用时极易产生高静电荷而沾染灰尘，影响外观甚至容易损坏内部结构。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一是提供一种高性能、具有较强抗静电能力的玻纤增强聚碳酸酯复合材料。

本发明的另一目的是提供一种可大规模推广、提高上述玻纤增强聚碳酸酯复合材料性能的制备方法。

本发明的另一目的是提供一种上述玻纤增强聚碳酸酯复合材料的应用。

本发明的第一个目的通过以下方式实现：

一种高性能抗静电玻纤增强聚碳酸酯复合材料，其原料配方由如下重量份的各组分组成：

聚碳酸酯    63-86份

玻璃纤维    5-20份

EMA    2-5份

抗氧剂1  0.3-1份

抗氧剂2   0.2-0.8份

抗紫外线剂UV-329  0.2-0.7份

扩散粉EBS  0.3-1.5份

抗静电剂1  1-3份

抗静电剂2   3-5份

耐寒剂     2-5份

所述抗氧剂1为抗氧剂1010，所述抗氧剂2为东莞市铨盛化工有限公司所产的ESC-740A，所述抗静电剂1为上海经纬化工有限公司所产的SH-105，所述抗静电剂2为三乙醇胺，所述耐寒剂为日本三菱丽阳所产的METABLEN S-2030。

上述原料中，聚碳酸酯应选用高粘性或中粘性的聚碳酸酯，玻璃纤维可选用任一种玻璃纤维原料。

上述原料中，抗氧剂1为抗氧剂1010，所述抗氧剂2为东莞市铨盛化工有限公司所产的ESC-740A，二者协同作用具有增强产品抗氧化性能的效果，能够有效延缓产品的老化，使产品保持一定的机械性能和光泽。

上述原料中抗紫外线剂UV-329可选用任一中市售产品，其为高效光稳定剂，具有广泛的紫外线吸收特性，挥发性低，与上述抗氧剂具有优质的协同效应，可有效提高产品的耐候性和热稳定性。

上述扩散粉EBS 为市售产品，在本发明中起到润滑、扩散的作用。

上述EMA 为乙烯- 丙烯酸酯共聚物的英文缩写，为市售产品，在本发明中的作用是对本发明中的玻璃纤维起到增韧作用，克服玻璃纤维的脆性。

上述METABLEN S-2030是一种硅-丙烯酸型增韧剂，与EMA结合有协效作用在本发明中起增强产品耐低温性能，使其在低温条件下抗冲击性的作用。

上述抗静电剂1为上海经纬化工有限公司所产的SH-105是一种季铵盐阳离子表面活性剂，具有良好的热稳定性及相容性，易于加工。SH-105通常被用作PVC、PE、PP等聚烯烃的抗静电剂，但被用于玻纤增强聚碳酸酯复合材料中时，产品表面抗静电效果以上，但是当产品中同时使用了耐寒增韧剂时，在超低温的环境下，其表面电阻值往往高达1×10¹⁵以上，其抗静电性能近乎无。而本发明设计人在研究和试验中发现，同时添加SH-105与三乙醇胺使本发明的玻纤聚碳酸酯复合材料表现出良好的抗静电效果，另外添加耐寒增韧剂亦未使抗静电效果下降。三乙醇胺，通常只被用作增塑剂、中和剂、润滑剂和防腐蚀剂，这一现象的发现颠覆了行业内的技术偏见。