本發(fā)明屬于復(fù)合材料，具體地，涉及一種抗靜電塑料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、聚四氟乙烯塑料的電阻率通常在1015-1018ω·cm，是優(yōu)良的絕緣材料，且具有良好的耐熱性和耐腐蝕性，然而絕緣材料在干燥的空氣中摩擦容易產(chǎn)生靜電荷，靜電荷沉積導(dǎo)致表面的電場強(qiáng)度超過臨界值時，空氣中的原有離子會獲得足夠的動能，撞擊其他不帶電分子，使其也離子化，最終形成空氣的部分導(dǎo)電，即電暈放電，這種現(xiàn)象在電子工業(yè)中危害尤為嚴(yán)重，因此大大限制了聚四氟乙烯塑料在電子工業(yè)中的應(yīng)用。

2、現(xiàn)有技術(shù)中常常通過添加抗靜電劑抑制電荷的產(chǎn)生和促進(jìn)電荷的泄露，其中表面型抗靜電劑生效時間較短，且容易受到外界環(huán)境的影響導(dǎo)致性能下降；以及由于聚四氟乙烯塑料自身化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，具有極高的惰性，這使得聚四氟乙烯塑料與聚合物類型的抗靜電劑存在相容性較差的問題，導(dǎo)致目前聚四氟乙烯塑料難以實現(xiàn)長期有效的抗靜電效果。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種抗靜電塑料及其制備方法，用于解決上述背景技術(shù)中提到的問題。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

3、一種抗靜電塑料，包含以下質(zhì)量份數(shù)的原料：聚四氟乙烯顆粒60-80份、納米二氧化硅5-9份、硅烷偶聯(lián)劑1.6-3.2份、抗靜電劑1.3-2.7份；

4、一種抗靜電塑料的制備方法，包括以下步驟：

5、第一步：按質(zhì)量份數(shù)聚四氟乙烯顆粒60-80份、納米二氧化硅5-9份、硅烷偶聯(lián)劑1.6-3.2份、抗靜電劑1.3-2.7份稱取各原料；

6、第二步：將納米二氧化硅和硅烷偶聯(lián)劑用去離子水溶解并超聲分散處理，之后過濾干燥備用；

7、第三步：將聚四氟乙烯顆粒、抗靜電劑、第二步中處理后的納米二氧化硅放入混料機(jī)中高速攪拌混合制備預(yù)制混料；

8、第四步：將第三步中得到預(yù)制混料加熱熔融后攪拌混合后倒入模具中冷卻處理得到一種抗靜電塑料。

9、進(jìn)一步地，所述硅烷偶聯(lián)劑為kh-550。

10、進(jìn)一步地，第二步中超聲分散的溫度條件為40-70℃，超聲分散的時間條件為30-45min。

11、進(jìn)一步地，第二步中納米二氧化硅和去離子水的質(zhì)量比為1：26-35。

12、進(jìn)一步地，第三步中混合的轉(zhuǎn)速條件為300-400r/min，混合的時間條件為60-80min。

13、進(jìn)一步地，第四步中加熱熔融的溫度條件為330-360℃。

14、進(jìn)一步地，所述抗靜電劑由以下步驟制備而成：

15、步驟1：將1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙胺、3,5-二（三氟甲基）苯乙烯、酸性氧化鋁混合于三口燒瓶中，裝上冷凝管和溫度計，開啟磁力攪拌，在溫度100-120℃條件下反應(yīng)6-8h，反應(yīng)結(jié)束后，真空抽濾除去催化劑，剩余濾液旋蒸得到中間體1；

16、步驟2：將中間體1、氫氧化鈉、乙醇混合于三口燒瓶中，裝上冷凝管和溫度計，開啟磁力攪拌，將體系溫度升至60-75℃后，向三口燒瓶中加入3-氯丙烯，并繼續(xù)反應(yīng)18-24h，反應(yīng)結(jié)束后，向三口燒瓶中加入去離子水洗滌，并用二氯甲烷萃取，之后用分液漏斗分離有機(jī)層，有機(jī)層旋蒸得到中間體2；

17、步驟3：將中間體2、3-氯丙烯、乙腈混合于三口燒瓶中，裝上冷凝管和溫度計，開啟磁力攪拌，在溫度40-80℃條件下反應(yīng)18-24h，反應(yīng)結(jié)束后，旋蒸得到中間體3；

18、步驟4：將中間體3、過硫酸銨、第一批的乙二胺四乙酸四鈉混合于三口燒瓶中，裝上冷凝管和溫度計，開啟磁力攪拌，在溫度50-70℃條件下反應(yīng)1.5-2h，之后再向三口燒瓶中補(bǔ)加第二批的乙二胺四乙酸四鈉，繼續(xù)反應(yīng)1.5-2h，反應(yīng)結(jié)束后，向三口燒瓶中加入去離子水洗滌，靜置后用分液漏斗分離有機(jī)層，有機(jī)層旋蒸后硅膠層柱析得到所述抗靜電劑。

19、進(jìn)一步地，步驟1中所用1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙胺、3,5-二（三氟甲基）苯乙烯、酸性氧化鋁的用量比為0.1-0.11mol：0.1mol：2.8-3.6g。

20、進(jìn)一步地，步驟2中所用中間體1、氫氧化鈉、乙醇、3-氯丙烯的用量比為0.08mol：4-4.8g：60-80ml：0.08-0.1mol。

21、進(jìn)一步地，步驟3中所用中間體2、3-氯丙烯、乙腈的用量比為0.06mol：0.06-0.08mol：40-60ml。

22、進(jìn)一步地，步驟4中所用的中間體3、過硫酸銨、第一批的乙二胺四乙酸四鈉、第二批的乙二胺四乙酸四鈉的用量比為0.05mol：0.114gmol：0.057g：0.076g。

23、本發(fā)明的有益效果：

24、本發(fā)明以聚四氟乙烯顆粒、納米二氧化硅、硅烷偶聯(lián)劑、自制的抗靜電劑為原料，制備了一種抗靜電塑料，本發(fā)明通過先將納米二氧化硅和硅烷偶聯(lián)劑在去離子水中超聲反應(yīng)改性，再將聚四氟乙烯顆粒、抗靜電劑、處理后的納米二氧化硅一起放入混料機(jī)高速攪拌混合，最后將預(yù)制混料加熱熔融后倒入模具中冷卻處理得到一種抗靜電塑料，本發(fā)明的制備方法通過共混一種自制的抗靜電劑解決聚四氟乙烯塑料耐電暈性差的問題，生產(chǎn)難度低，各項參數(shù)條件易于控制，有利于大批量產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，制備過程中添加的納米二氧化硅，能有效填補(bǔ)聚四氟乙烯塑料中的間隙，提高聚四氟乙烯塑料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

25、本發(fā)明以1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙胺、3,5-二（三氟甲基）苯乙烯為原料，利用1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙胺的氨基和3,5-二（三氟甲基）苯乙烯的雙鍵在酸性氧化鋁的催化作用下發(fā)生邁克爾加成反應(yīng)得到中間體1，進(jìn)而使中間體1亞氨基和3-氯丙烯的氯原子發(fā)生親核取代反應(yīng)得到中間體2，最后使中間體2與3-氯丙烯發(fā)生季銨鹽反應(yīng)得到中間體3，最后使中間體3的雙鍵在過硫酸銨做引發(fā)劑，乙二胺四乙酸四鈉做絡(luò)合劑條件下聚合得到一種抗靜電劑，本發(fā)明的抗靜電劑是一種具有季銨鹽結(jié)構(gòu)的大分子聚合物，分子鏈帶有穩(wěn)定的銨陽離子，能夠增加聚合物的電荷密度，促進(jìn)電荷的轉(zhuǎn)移，抗靜電效果十分明顯，此外本發(fā)明的抗靜電劑中還具有大量的碳氟鍵，因此與基體四氟乙烯塑料具有良好的相性，通過內(nèi)部混煉的方式加入到四氟乙烯塑料中可以長期穩(wěn)定生效，此外，本發(fā)明的抗靜電劑中還具有大量的苯環(huán)結(jié)構(gòu)，能提高四氟乙烯塑料的抗壓和抗拉伸性能，使制備得到四氟乙烯塑料能擁有更有效的機(jī)械性能。

26、本發(fā)明的一種抗靜電塑料制備方法簡單，生產(chǎn)難度低，參數(shù)易控，制備得到的塑料具有長期穩(wěn)定的抗靜電能力，且具有良好的機(jī)械性能。

技術(shù)特征：

1.一種抗靜電塑料，其特征在于，包含以下質(zhì)量份數(shù)的原料：聚四氟乙烯顆粒60-80份、納米二氧化硅5-9份、硅烷偶聯(lián)劑1.6-3.2份、抗靜電劑1.3-2.7份；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗靜電塑料，其特征在于，步驟1中所用1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙胺、3,5-二（三氟甲基）苯乙烯、酸性氧化鋁的用量比為0.1-0.11mol：0.1mol：2.8-3.6g。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗靜電塑料，其特征在于，步驟2中所用中間體1、氫氧化鈉、乙醇、3-氯丙烯的用量比為0.08mol：4-4.8g：60-80ml：0.08-0.1mol。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗靜電塑料，其特征在于，步驟3中所用中間體2、3-氯丙烯、乙腈的用量比為0.06mol：0.06-0.08mol：40-60ml。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗靜電塑料，其特征在于，步驟4中所用的中間體3、過硫酸銨、第一批的乙二胺四乙酸四鈉、第二批的乙二胺四乙酸四鈉的用量比為0.05mol：0.114gmol：0.057g：0.076g。

6.一種抗靜電塑料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種抗靜電塑料的制備方法，其特征在于，所述硅烷偶聯(lián)劑為kh-550，其中，納米二氧化硅、硅烷偶聯(lián)劑和去離子水的質(zhì)量比為5-9：1.6-3.2：130-315。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種抗靜電塑料的制備方法，其特征在于，第二步中超聲分散的溫度條件為40-70℃，超聲分散的時間條件為30-45min。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種抗靜電塑料的制備方法，其特征在于，第三步中混合的轉(zhuǎn)速條件為300-400r/min，混合的時間條件為60-80min。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種抗靜電塑料的制備方法，其特征在于，第四步中加熱熔融的溫度條件為330-360℃。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種抗靜電塑料及其制備方法，屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域；本發(fā)明以聚四氟乙烯顆粒、納米二氧化硅、硅烷偶聯(lián)劑、自制的抗靜電劑為原料，制備了一種抗靜電塑料，本發(fā)明通過先將納米二氧化硅和硅烷偶聯(lián)劑在去離子水中超聲反應(yīng)改性，再將聚四氟乙烯顆粒、抗靜電劑、處理后的納米二氧化硅一起放入混料機(jī)高速攪拌混合，最后將預(yù)制混料加熱熔融后倒入模具中冷卻處理得到一種抗靜電塑料，本發(fā)明的制備方法通過共混一種自制的抗靜電劑解決聚四氟乙烯塑料耐電暈性差的問題，制備方法簡單，生產(chǎn)難度低，參數(shù)易控，制備得到的塑料具有長期穩(wěn)定的抗靜電能力，且具有良好的機(jī)械性能。

技術(shù)研發(fā)人員：崔寧華,崔彬
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江西朝暉氟塑制品有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2