本發(fā)明涉及高分子材料，具體涉及一種抗靜電功能塑料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、塑料因其卓越的綜合性能，在家用電器、交通運輸、電子電氣及國防工業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛應用，然而，隨著環(huán)保意識的提高，塑料的環(huán)保與安全性問題日益受到關(guān)注。

2、塑料作為一種良好的電絕緣性材料，容易在使用過程中積聚靜電，難以消除，這不僅會使塑料吸附空氣中的灰塵，影響美觀，還會在塑料的制造過程中導致黏附問題，另外，靜電的積累不僅可能引發(fā)電擊、設(shè)備故障，還可能引起火災等安全隱患，因此，塑料的防靜電問題變得至關(guān)重要；此外，塑料的分子結(jié)構(gòu)中含有大量的碳、氫等可燃元素，使得塑料在遇火時容易燃燒，燃燒迅速且伴隨著大量的有毒氣體和煙霧的釋放，對環(huán)境和人體健康造成嚴重的危害。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種抗靜電功能塑料及其制備方法。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

3、一種抗靜電功能塑料，包括以下重量份的原料：聚苯乙烯樹脂80-100份、玻璃纖維10-20份、抗氧劑1-5份、光穩(wěn)定劑2-8份、改性抗靜電劑5-10份、改性阻燃劑0.3-0.6份；

4、所述的抗氧劑為二苯胺；

5、所述的光穩(wěn)定劑為水楊酸苯酯。

6、所述改性抗靜電劑由以下方法制備：

7、步驟a1：將4-二甲基氨基苯乙烯、1-氯己烷和甲醇混合，反應12h，冷卻至室溫后，在氮氣保護下干燥，即為中間產(chǎn)物，反應路線可表示如下：

8、

9、進一步地，4-二甲基氨基苯乙烯、1-氯己烷、甲醇的用量比為1-2mo?l：2-4mo?l：2ml；

10、步驟a2：將馬來酸酐和乙酸異戊酯混合，反應3h，在氮氣保護下，加入偶氮二異丁腈、甲苯和中間產(chǎn)物攪拌均勻，70℃下反應6h，離心，過濾、洗滌，45℃真空干燥，即為改性抗靜電劑，反應路線可表示如下：

11、

12、進一步地，馬來酸酐、乙酸異戊酯、偶氮二異丁腈、甲苯、中間產(chǎn)物的用量比為0.2-1.5mo?l：1.18-2.05g：0.25-0.36g：10ml：1.04-3.02g。

13、所述改性阻燃劑由以下方法制備：

14、步驟b1：將亞磷酸二甲酯、二乙胺、丙烯酰氯混合，40℃下攪拌30min，在氮氣環(huán)境下，加入四氫呋喃和碘，油浴升溫至60℃，過濾、洗滌，制得化合物；

15、進一步地，亞磷酸二甲酯、二乙胺、丙烯酰氯、四氫呋喃、碘的用量比為1.2-1.5mol：0.5-0.6mo?l：0.3g：30ml：0.1-0.2g；

16、步驟b2：將9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物、n，n-二甲基甲酰胺和化合物混合，150℃攪拌9h，過濾、洗滌，60℃下真空烘干24h，即為改性阻燃劑；

17、進一步地，9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物、n，n-二甲基甲酰胺、化合物的用量比為0.15-0.25mo?l：40-60ml：0.03-0.05mo?l。

18、一種抗靜電功能塑料的制備方法，具體包括以下步驟：

19、s1：按重量份稱取原料，將聚苯乙烯樹脂與玻璃纖維混合攪拌，制得預混合物料；

20、s2：將抗氧劑、光穩(wěn)定劑、改性抗靜電劑和改性阻燃劑加入預混合物料中，混合攪拌均勻，制得混合基礎(chǔ)料；

21、s3：將混合基礎(chǔ)料移至研磨機內(nèi)研磨，再置于200℃-240℃雙螺桿中擠出造粒，制得抗靜電功能塑料。

22、本發(fā)明的有益效果：

23、本發(fā)明制得的改性抗靜電劑，以其大分子聚合物的優(yōu)勢，展現(xiàn)出超越傳統(tǒng)小分子抗靜電劑的抗靜電性能。改性抗靜電劑中，先在催化劑甲醇作用下，利用1-氯己烷的氯原子，使4-二甲基氨基苯乙烯發(fā)生季銨鹽化反應，形成帶正電荷的中間產(chǎn)物，該產(chǎn)物不僅增強親水性和吸濕性，還因季銨鹽的靜電消除特性及強吸附力，可有效消除塑料的靜電；其次，將馬來酸酐和乙酸異戊酯混合，利用引發(fā)劑偶氮二異丁腈，使中間產(chǎn)物的乙烯和馬來酸酐反應，合成改性抗靜電劑。制得的改性抗靜電劑中，馬來酸酐的酸酐基團在高溫下，能夠與塑料表面的活性基團發(fā)生脫水反應，形成導電層，顯著提升塑料表面的導電性，使得電荷從塑料表面快速釋放，有效減少靜電積聚，另外，馬來酸酐還可以改善塑料表面的親水性，促進吸濕作用，吸濕后形成的水膜中的離子作為導電介質(zhì)，進一步增強表面離子的導電效率，加速電荷的轉(zhuǎn)移與消散，從而有效避免了靜電對生產(chǎn)流程和產(chǎn)品質(zhì)量的負面影響，此外，在燃燒時，馬來酸酐通過吸熱和催化作用，降低材料的燃燒溫度和煙霧生成量，有效減緩燃燒速度，進一步抑制燃燒的進行。

24、本發(fā)明制得的改性阻燃劑中，先利用亞磷酸二甲酯的膦酸二酯、二乙胺的胺和丙烯酰氯的羰基縮合反應，再利用催化劑碘的作用，形成帶有α-氨基烷基膦酸酯的化合物；其次，再由化合物的碳碳雙鍵和9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物阻燃劑結(jié)合，形成改性阻燃劑；在燃燒過程中，α-氨基烷基膦酸酯化合物會分解產(chǎn)生含磷自由基，中斷燃燒鏈式反應，阻止火焰蔓延，達到阻燃效果，另外，α-氨基烷基膦酸酯化合物還可以釋放氮氣，稀釋氧氣濃度，降低燃燒的溫度，進而抑制燃燒；改性阻燃劑中9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物，在燃燒過程中可以促進形成致密且連續(xù)的炭層，阻止熱量和可燃氣體的交換，與α-氨基烷基膦酸酯化合物協(xié)同阻燃，進一步提高阻燃效率；此外，本發(fā)明制得的改性阻燃劑無鹵素，有助于減少對環(huán)境的污染和生態(tài)系統(tǒng)的破壞，對人體健康無害，實現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展。

25、本發(fā)明制得的抗靜電功能塑料，不僅具有優(yōu)異的抗靜電功能，還具有良好的阻燃性能?？轨o電功能塑料能夠減少材料表面靜電的積累，避免靜電引起的電擊、吸附灰塵，還減少有毒物質(zhì)釋放，提高安全性。其中，玻璃纖維可以增強塑料的分子結(jié)構(gòu)，從而提高塑料的抗拉伸強度，使得加入玻璃纖維的塑料能夠承受更大的載荷和壓力。

技術(shù)特征：

1.一種抗靜電功能塑料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗靜電功能塑料的制備方法，其特征在于，所述改性抗靜電劑由以下方法制備：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種抗靜電功能塑料的制備方法，其特征在于，步驟a1中4-二甲基氨基苯乙烯、1-氯己烷、甲醇的用量比為1-2mol：2-4mol：2ml。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種抗靜電功能塑料的制備方法，其特征在于，步驟a2中馬來酸酐、乙酸異戊酯、偶氮二異丁腈、甲苯、中間產(chǎn)物的用量比為0.2-1.5mol：1.18-2.05g：0.25-0.36g：10ml：1.04-3.02g。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗靜電功能塑料的制備方法，其特征在于，所述改性阻燃劑由以下方法制備：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種抗靜電功能塑料的制備方法，其特征在于，步驟b1中亞磷酸二甲酯、二乙胺、丙烯酰氯、四氫呋喃、碘的用量比為1.2-1.5mol：0.5-0.6mol：0.3g：30ml：0.1-0.2g。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種抗靜電功能塑料的制備方法，其特征在于，步驟b2中9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物、n，n-二甲基甲酰胺、化合物的用量比為0.15-0.25mol：40-60ml：0.03-0.05mol。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗靜電功能塑料的制備方法，其特征在于，抗氧劑是二苯胺。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗靜電功能塑料的制備方法，其特征在于，光穩(wěn)定劑是水楊酸苯酯。

10.一種抗靜電功能塑料，其特征在于，根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項所述制備方法制備。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種抗靜電功能塑料及其制備方法，屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。該抗靜電功能塑料按照重量份計包括：聚苯乙烯樹脂80?100份、玻璃纖維10?20份、抗氧劑1?5份、光穩(wěn)定劑2?8份、改性抗靜電劑5?10份、改性阻燃劑0.3?0.6份；改性抗靜電劑中酸酐基團在高溫下脫水形成導電層，有效減少靜電積聚，與季銨鹽的靜電消除特性及強吸附力協(xié)同作用，同時，馬來酸酐的吸熱和催化作用顯著減緩燃燒速度；改性阻燃劑中，α?氨基烷基膦酸酯化合物分解產(chǎn)生含磷自由基，中斷燃燒鏈，并釋放氮氣抑制燃燒，與DOPO協(xié)同阻燃，提升阻燃效率，本發(fā)明制得的抗靜電功能塑料，不僅擁有良好的抗靜電功能，還具有優(yōu)異的阻燃和抗拉伸性能。

技術(shù)研發(fā)人員：全星霖,李武
受保護的技術(shù)使用者：東莞市中盛新材料科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6