【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及碳纳米复合材料熔融加工，尤其涉及一种聚苯乙烯炭黑纳米复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、传统的热塑性树脂炭黑纳米复合材料熔融加工制备方法中，炭黑常常难以实现良好的分散状态，导致制备的材料质量不稳定。现有技术中的分散剂使用存在一定的局限性，需要寻找一种更有效、更可控的熔融加工方法以提高炭黑在高分子聚合物中的单分散性。
2、随着纳米复合材料概念的发展和技术进步，碳系纳米复合材料因其优异的力学性能、电学性能、热学性能和化学性能等而受到广泛关注。
3、高抗冲聚苯乙烯（hips材料）是一种由弹性体改性聚苯乙烯制成的热塑性材料，由橡胶相和连续的聚苯乙烯相构成的两相体系，具有流动性高、成本低等特点，广泛应用于电子元器件包装行业。
4、cn103920434a公开了一种粒径与形貌可控的具有电荷与光学异性特征的炭黑/聚四氟乙烯janus微球的制备方法，通过在分散相溶液中添加炭黑，并控制收集液的粘度，获得由两个聚四氟乙烯半球构成炭黑/聚四氟乙烯janus微球，且在其中一个聚四氟乙烯半球中含有炭黑,含有炭黑的聚四氟乙烯半球呈黑色，不含炭黑的聚四氟乙烯半球呈白色。此技术方案所制备的具有电荷与光学异性特征的炭黑/聚四氟乙烯janus微球含炭黑的聚四氟乙烯半球与不含炭黑的聚四氟乙烯半球的分界线明显，球形度较好，聚四氟乙烯材料能抵御恶劣环境，而且不会粘水和油，难与化学试剂发生反应，稳定性较好。所述炭黑、蒸馏水与聚四氟乙烯乳液中聚四氟乙烯的质量比为：0.03～0.2：7：3.5；然而，在实际应用中，该溶
5、双螺杆熔融加工是碳系纳米复合材料一种重要的简单、环保加工方法，它可以将碳纳米材料分散在聚合物基体中，形成复合材料。然而，现有技术中使用双螺杆挤出机获得的材料中炭黑的分散性无法令人满意，导致制备的纳米复合材料性能不稳定。加之加入纳米粒子量过多，会导致流动性不够的原因，制件会出现难加工、电阻值不稳定等缺陷，在下游应用上受到限制。因此，需要一种新的方法来实现碳纳米管的单分散状态，提高复合材料的性能和稳定性。
6、基于上述现有技术的情况，如何能够在熔融加工基础上使得炭黑在聚苯乙烯体系中单分散，且兼具较好的流动性、柔顺性和粘结性等性能，以及如何能够在保持材料表面电阻较优的情况下提高熔融指数的数值是目前亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种聚苯乙烯炭黑纳米复合材料，所述聚苯乙烯炭黑纳米复合材料通过高抗冲聚苯乙烯（hips）、聚烯烃、增韧剂、抗氧剂、润滑剂和炭黑熔融混合制备而成；所述炭黑以纳米级的球形状态单分散在所述聚苯乙烯炭黑纳米复合材料中；
2、所述聚苯乙烯炭黑纳米复合材料的表面电阻为104-106ω/sq；
3、所述聚苯乙烯炭黑纳米复合材料在230℃/5kg下的熔融指数为4-8.5g/10min；
4、在测试速度为50mm/min的条件下所述聚苯乙烯炭黑纳米复合材料的拉伸强度为26-32mpa；
5、在测试速度为2mm/min的条件下所述聚苯乙烯炭黑纳米复合材料的弯曲强度为39-52mpa；
6、在测试速度为2mm/min的条件下所述聚苯乙烯炭黑纳米复合材料的弯曲模量为1600-2500mpa；
7、在所述聚苯乙烯炭黑纳米复合材料的厚度为4.0mm，测试温度为23℃的条件下，所述聚苯乙烯炭黑纳米复合材料的缺口冲击强度为3.8-9.5kj/m²。
8、进一步地，所述表面电阻的测定标准为iec 60093，所述熔融指数的测定标准为iso 1133，所述拉伸强度的测定标准为iso 527，所述弯曲强度和所述弯曲模量的测定标准为iso 178，所述缺口冲击强度的测定标准为iso 179。
9、进一步地，按重量份计，所述聚苯乙烯炭黑纳米复合材料中各组分以及含量为：
10、高抗冲聚苯乙烯（hips）：45-65重量份；
11、聚烯烃：10-30重量份；
12、增韧剂：5-10重量份；
13、抗氧剂：0.3-1重量份；
14、润滑剂：0.3-1重量份；
15、炭黑：15-22重量份。
16、进一步地，所述高抗冲聚苯乙烯在200℃/5kg条件下的熔体流动速率为3-6g/10min。
17、进一步地，所述高抗冲聚苯乙烯的分子量为20-25万。
18、进一步地，所述聚烯烃由聚醋酸乙烯（eva）、聚丙烯（pp）、聚乙烯（pe）中的一种或几种共混组成。
19、进一步地，所述聚烯烃由聚丙烯和聚乙烯组成时，所述聚丙烯和聚乙烯的质量比为1:（1-3）。
20、进一步地，当所述聚烯烃由聚乙烯和聚醋酸乙烯组成时，所述聚乙烯和聚醋酸乙烯的质量比为1:（1-3）。
21、进一步地，当所述聚烯烃由聚乙烯、聚丙烯和聚醋酸乙烯组成时，所述聚乙烯、聚丙烯和聚醋酸乙烯的质量比为（3-4）:（2-4）:（3-4）。
22、进一步地，所述增韧剂由主增韧剂和辅增韧剂组成。
23、进一步地，所述主增韧剂和所述辅增韧剂的质量比为（1-7）:（1-5）。
24、进一步地，所述主增韧剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（sbs）；
25、其中，所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物中苯乙烯的质量含量为30-40%。
26、进一步地，所述辅增韧剂为苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物（sebs）；
27、其中，所述苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯的嵌段共聚物中苯乙烯的质量含量为30-40%。
28、进一步地，所述抗氧剂由主抗氧剂和辅抗氧剂组成。
29、进一步地，所述主抗氧剂和辅抗氧剂的质量比为1:（1-3）。
30、进一步地，所述主抗氧剂为酚类抗氧剂。
31、进一步地，所述主抗氧剂的型号为抗氧剂1010。
32、进一步地，所述辅抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂。
33、进一步地，所述辅抗氧剂的型号为抗氧剂168。
34、进一步地，所述润滑剂为乙烯基双硬脂酰胺（ebs）和/或聚乙烯蜡。
35、进一步地，所述润滑剂包括乙烯基双硬脂酰胺（ebs）和聚乙烯蜡时，所述乙烯基双硬脂酰胺（ebs）和聚乙烯蜡的质量比为（1-3）：（1-4）。
36、进一步地，所述乙烯基双硬脂酰胺为外润滑剂，所述聚乙烯蜡为内润滑剂。
37、进一步地，所述乙烯基双硬脂酰胺（ebs）的结构式为：
38、。
39、进一步地，所述聚乙烯蜡的结构式为：
40、
41、进一步地，所述炭黑包括高结构炭黑、中结构炭黑中的一种或几种。
42、进一步地，当所述炭黑包括所述高结构炭黑和中结构炭黑时，所述高结构炭黑和中结构炭黑的质量比为本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种聚苯乙烯炭黑纳米复合材料，其特征在于，所述聚苯乙烯炭黑纳米复合材料通过高抗冲聚苯乙烯、聚烯烃、增韧剂、抗氧剂、润滑剂和炭黑熔融混合制备而成；所述炭黑以纳米级的球形状态单分散在所述聚苯乙烯炭黑纳米复合材料中；
2.根据权利要求1所述聚苯乙烯炭黑纳米复合材料，其特征在于，按重量份计，所述聚苯乙烯炭黑纳米复合材料中各组分以及含量为：
3.根据权利要求2所述聚苯乙烯炭黑纳米复合材料，其特征在于，所述聚烯烃由聚醋酸乙烯、聚丙烯、聚乙烯中的一种或几种共混组成。
4.根据权利要求2所述聚苯乙烯炭黑纳米复合材料，其特征在于，所述增韧剂由主增韧剂和辅增韧剂组成；
5.根据权利要求2所述聚苯乙烯炭黑纳米复合材料，其特征在于，所述润滑剂为乙烯基双硬脂酰胺和/或聚乙烯蜡。
6.根据权利要求2所述聚苯乙烯炭黑纳米复合材料，其特征在于，所述炭黑包括高结构炭黑、中结构炭黑中的一种或几种。
7.一种权利要求1-6任一项聚苯乙烯炭黑纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述聚苯乙烯炭黑纳米复
9.一种电子元器件包装产品，其特征在于，所述电子元器件包装产品由权利要求1-6任一项聚苯乙烯炭黑纳米复合材料制备而成。
10.根据权利要求9电子元器件包装产品，其特征在于，所述电子元器件包装产品为挤出片材、载带、注塑壳体、卷盘中的一种。
...【技术特征摘要】
1.一种聚苯乙烯炭黑纳米复合材料，其特征在于，所述聚苯乙烯炭黑纳米复合材料通过高抗冲聚苯乙烯、聚烯烃、增韧剂、抗氧剂、润滑剂和炭黑熔融混合制备而成；所述炭黑以纳米级的球形状态单分散在所述聚苯乙烯炭黑纳米复合材料中；
2.根据权利要求1所述聚苯乙烯炭黑纳米复合材料，其特征在于，按重量份计，所述聚苯乙烯炭黑纳米复合材料中各组分以及含量为：
3.根据权利要求2所述聚苯乙烯炭黑纳米复合材料，其特征在于，所述聚烯烃由聚醋酸乙烯、聚丙烯、聚乙烯中的一种或几种共混组成。
4.根据权利要求2所述聚苯乙烯炭黑纳米复合材料，其特征在于，所述增韧剂由主增韧剂和辅增韧剂组成；
5.根据权利要求2所述聚苯乙烯炭黑纳米复合材料，其特征在于，所述润滑剂为乙烯基双硬脂...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴晓，张秀文，肖玮，李辰涛，管承东，田洪池，王立锋，于辉，杨彭菲，
申请(专利权)人：青岛海尔新材料研发有限公司，
类型：发明
国别省市：
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