一种用于安全帽的高强度防静电材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种用于安全帽的高强度防静电材料及其制备方法，涉及安全帽材料技术领域。这种高强度防静电材料的原料包括离子液体3～5份、导电聚合物1～3份、二乙烯基乙二醇1～2份、聚酰胺68～12份、单甘脂1～2份、偶联剂0.5～2份、马来酸酐3～8份、抗氧剂0.5～1.5份、ABS树脂60～75份、功能组分15～25份；其中，功能组分选自纳米电气石、玄武岩纤维、玻璃纤维中的一种或多种。以ABS树脂为基体，添加聚酰胺6，增加材料的韧性和抗冲击性能，通过添加离子液体和导电聚合物等，产品的表面电阻率能够降低至10

【技术实现步骤摘要】
一种用于安全帽的高强度防静电材料及其制备方法
本专利技术涉及安全帽材料
，且特别涉及一种用于安全帽的高强度防静电材料及其制备方法。
技术介绍
ABS工程塑料的强度高、韧性好、耐化学性好以及电绝缘性好，成为安全帽的主要材料之一。安全帽做为头部防护作用，在工程建筑、矿山、井下等环境中均要求施工人员佩戴。现有的安全帽一般能够满足强度需求，但是，采用工程塑料制得的安全帽表面电阻率高达4～5×1015Ω·cm，易于产生静电现象，在油船船舱、高浓度的瓦斯煤矿、天然气田、烃类液体灌装场所、易燃粉尘和蒸汽、电子、军工、制药、电力、隧道施工等工作场所，容易因为静电积累导致吸附粉尘、电击，乃至发生爆炸等。专利技术人研究发现，现有的抗静电安全帽都是采用外喷涂层或添加短效静电剂工艺，以达到防静电效果。外喷涂层式安全帽的静电性能易耗散、易磨损达不到永久性防静电效果。而添加抗静电剂的安全帽由于抗静电剂与基体的相容性差，不耐迁移，且在一定程度上需要牺牲产品的强度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于安全帽的高强度防静电材料，此高强度防静电材料能够满足安全帽使用的强度需求，且抗静电能力长效持久。本专利技术的另一目的在于提供一种用于安全帽的高强度防静电材料的制备方法，以制备方法简单，易于控制，适用于大规模工业生产。本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本专利技术提出一种用于安全帽的高强度防静电材料，其原料按照重量份数计，包括离子液体3～5份、导电聚合物1～3份、二乙烯基乙二醇1～2份、聚酰胺68～12份、单甘脂1～2份、偶联剂0.5～2份、马来酸酐3～8份、抗氧剂0.5～1.5份、ABS树脂60～75份、功能组分15～25份；其中，所述功能组分选自纳米电气石、玄武岩纤维、玻璃纤维中的一种或多种。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，按照重量份数计，功能组分包括纳米电气石6～14份、玻璃纤维1～4份以及玄武岩纤维5～10份。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，所述离子液体选自1-乙基-3-甲基咪唑二氰胺盐、1-烯丙基-3-甲基咪唑溴盐、1-烯丙基-3-甲基咪唑醋酸盐、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐和1-乙烯基-3-丁基咪唑氯盐中的一种或多种。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，所述导电聚合物选自聚噻吩、聚噻吩和聚吡咯中的一种或多种。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，按照重量份数计，所述离子液体为4份、所述导电聚合物为2份、所述二乙烯基乙二醇为1.5份、所述聚酰胺6为10份、所述单甘脂为2份、所述偶联剂为1份、所述马来酸酐为6份、所述抗氧剂为1份、所述为ABS树脂为70份、所述功能组分为20份。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，所述聚合物为改性聚噻吩，所述改性聚噻吩按照如下步骤制得：将1-甲基-3-丁基咪唑硫酸氢盐和钨碳纳米管混合，球磨后加入蒸馏过的噻吩单体继续研磨1～2h，得到混合液；将乳化剂溶解于水中，得到乳化液；将所述混合液加入所述乳化液中，然后加入过硫酸铵，研磨3～6h，得到反应物，所述反应物经洗涤、干燥、过滤得到改性聚噻吩。本专利技术提供一种如上述的用于安全帽的高强度防静电材料的制备方法，包括以下步骤：将所述马来酸酐、引发剂和部分所述ABS树脂熔融共混，得到马来酸酐接枝ABS，将所述马来酸酐接枝ABS、剩余所述ABS树脂和所述聚酰胺6混合均匀后挤出，得到共混物；将二乙烯基乙二醇分散于二氯甲烷中，加入所述离子液体和引发剂，混合后，在氮气保护下反应12～24h得到离子液体共聚物；将功能组分分散于含有偶联剂的溶液中，超声处理20～30min后，干燥得到改性功能组分；将所述共混物、所述改性功能组分和所述导电聚合物在炼胶机中进行第一次混炼，然后加入所述离子液体共聚物、所述单甘脂和所述抗氧剂在炼胶机中进行第二次混炼得到混合料；所述混合料经过双螺杆挤出机挤出造粒，得到高强度防静电材料。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，所述第一次混炼的条件为在120～180℃条件下混炼15～30min。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，第二次混炼的条件为在90～110℃条件下混炼10～15min。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，所述改性功能组分在进行第一次混炼之前还包括以下步骤：将所述改性功能组分置于等离子发生装置中，抽真空至10～20Pa，以CF4为反应气体，在100～150W条件下反应60～150s。本专利技术实施例的用于安全帽的高强度防静电材料及其制备方法的有益效果是：ABS作为通用工程塑料，抗冲击性、耐热性、耐低温性以及耐化学药品性良好，聚酰胺6能够改善ABS树脂的韧性和耐磨性等，以马来酸酐接枝ABS树脂，增强了ABS树脂和聚酰胺6的相容性，材料的力学性能更佳，满足安全帽的特殊使用需求。二乙烯基乙二醇与离子液体共聚改性，得到的离子液体共聚物与ABS树脂具有良好的界面相容性，且在双螺杆挤出过程中ABS链段上的马来酸酐活性基团与离子液体共聚物上的羟基相互发生酯化反应，有利于增强离子液体与树脂之间的界面结合，材料的抗静电性能长效持久。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例的用于安全帽的高强度防静电材料及其制备方法进行具体说明。本专利技术实施例提供的一种用于安全帽的高强度防静电材料，其原料按照重量份数计，包括离子液体3～5份、导电聚合物1～3份、二乙烯基乙二醇1～2份、聚酰胺68～12份、单甘脂1～2份、偶联剂0.5～2份、马来酸酐3～8份、抗氧剂0.5～1.5份、ABS树脂60～75份、功能组分15～25份；其中，功能组分选自纳米电气石、玄武岩纤维、玻璃纤维中的一种或多种。进一步地，较佳地，离子液体选自1-乙基-3-甲基咪唑二氰胺盐、1-烯丙基-3-甲基咪唑溴盐、1-烯丙基-3-甲基咪唑醋酸盐、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐和1-乙烯基-3-丁基咪唑氯盐中的一种或多种。离子液体是由有机阳离子和无机或有机阴离子组成的室温下呈液态的离子化合物，其具有良好的化学性能、热稳定性好和高的离子电导率。进一步地，较佳地，导电聚合物选自聚噻吩、聚噻吩和聚吡咯中的一种或多种。导电聚合物能够改善塑料基体的导电性能，进一步降低产品表面的电阻率。进一步地，在较佳的实施例中，聚合物为改性聚噻吩，改性聚噻吩按照如下步骤制得：将50g的1-甲基-3-丁基咪唑硫酸氢盐与120mg的钨碳纳米管混合，球磨后加入10g蒸馏过的噻吩单体继续研磨1～2h，得到混合液。将乳化剂(OP-10)溶解于水中，得到乳化液；将混合液加入乳化液中，然后分三次加入过硫酸铵，每次加入5～6g，每次间隔10min，加入完毕后研磨3～6h，得到反应物，反应物经洗涤、干燥、过滤得到改性聚噻吩。导电聚合物虽然具有一定导电性能，但是其在未掺杂状态下性能不稳定，导电率低。1-甲基-3-丁基咪唑硫酸氢盐是一种磺酸类离子液体，提供了噻吩单体聚合成所需的酸性环境。且，离子液体的正电荷层通过弱范德华力吸附在钨碳纳米管表面，可有效避免钨碳纳米管的团聚。通过上述改性步骤形成钨碳纳米管-@-聚噻吩结构，稳定性和电化学性能更佳。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于安全帽的高强度防静电材料，其特征在于，其原料按照重量份数计，包括离子液体3～5份、导电聚合物1～3份、聚酰胺6 8～12份、二乙烯基乙二醇1～2份、单甘脂1～2份、偶联剂0.5～2份、马来酸酐3～8份、抗氧剂0.5～1.5份、ABS树脂60～75份、功能组分15～25份；其中，所述功能组分选自纳米电气石、玄武岩纤维、玻璃纤维中的一种或多种。

【技术特征摘要】
1.一种用于安全帽的高强度防静电材料，其特征在于，其原料按照重量份数计，包括离子液体3～5份、导电聚合物1～3份、聚酰胺68～12份、二乙烯基乙二醇1～2份、单甘脂1～2份、偶联剂0.5～2份、马来酸酐3～8份、抗氧剂0.5～1.5份、ABS树脂60～75份、功能组分15～25份；其中，所述功能组分选自纳米电气石、玄武岩纤维、玻璃纤维中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的用于安全帽的高强度防静电材料，其特征在于，按照重量份数计，所述功能组分包括纳米电气石6～14份、玻璃纤维1～4份以及玄武岩纤维5～10份。3.根据权利要求1所述的用于安全帽的高强度防静电材料，其特征在于，所述离子液体选自1-乙基-3-甲基咪唑二氰胺盐、1-烯丙基-3-甲基咪唑溴盐、1-烯丙基-3-甲基咪唑醋酸盐、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐和1-乙烯基-3-丁基咪唑氯盐中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的用于安全帽的高强度防静电材料，其特征在于，所述导电聚合物选自聚噻吩、聚噻吩和聚吡咯中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的用于安全帽的高强度防静电材料，其特征在于，按照重量份数计，所述离子液体为4份、所述导电聚合物为2份、所述二乙烯基乙二醇为3份、所述聚酰胺6为10份、所述单甘脂为2份、所述偶联剂为1份、所述马来酸酐为6份、所述抗氧剂为1份、所述ABS树脂为70份、所述功能组分为20份。6.根据权利要求1所述的用于安全帽的高强度防静电材料，其特征在于，所述聚合物为改性聚噻吩，所述改性聚噻吩按照如下步骤制得：将1-甲基-3-丁基咪唑硫酸氢盐和钨碳纳米管混合，球磨后加入蒸馏过的噻吩单体继续研磨1～2...

【专利技术属性】
技术研发人员：林国成，
申请(专利权)人：厦门高科防静电装备有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35