一种基于离子液体和聚苯胺改性碳纳米管的永久抗静电ABS复合材料及其制备方法和应用

一种基于离子液体和聚苯胺改性碳纳米管的永久抗静电abs复合材料及其制备方法和应用
技术领域
1.本发明属于抗静电材料领域，特别涉及一种基于离子液体和聚苯胺改性碳纳米管的永久抗静电abs复合材料及制备方法和应用。


背景技术：

2.abs是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的三元嵌段共聚物，是一种典型的热塑性工程塑料。abs具有极好的尺寸稳定性、耐低温特性、着色性和加工流动性。但是，由于abs树脂本身的高绝缘性，材料内部产生的静电不能及时排放出来，当静电荷积累到一定程度时，与其他材料或物体摩擦时可能会发生电击或火花放电现象，甚至严重的有导致火灾、爆炸等重大事故的危险。因此我们需要对abs改性，制备出一种具有抗静电性能的abs材料。
3.目前添加进abs树脂的抗静电剂主要有三种——表面活性剂型抗静电剂、高分子型抗静电剂和导电填料型抗静电剂。其中表面活性剂的抗静电效果持久性较差，而高分子型抗静电剂又存在着添加量太多导致力学性能下降的缺点。因此目前abs树脂抗静电改性主要通过碳系导电物质。碳系导电物质主要包括炭黑、石墨和碳纤维。
4.现有技术中通常采用碳纳米管作为导电填料来改善abs树脂的抗静电性能，如公开号为cn102268171a的专利申请公开了一种新型抗静电树脂材料及其制备方法，该发明利用了炭黑、碳纳米管和聚苯胺之间相互的协同作用，通过将他们直接共混的方法制备abs复合材料，使材料满足抗静电的需求，但由于加入的炭黑含量较高，造成材料力学性能损失较大。
5.离子液体是一种由阳离子和阴离子组成的化合物，其特征在于熔点低于100℃。离子液体具有热稳定性好、电导率高的优点，可应用到抗静电领域。将离子液体引入聚合物中，可以降低聚合物的粘度，这对聚合物的加工性能有积极影响；此外，离子液体还具有润滑性，可以作为导电填料的分散剂，促进导电填料在聚合物中的均匀分布。但是，由于离子液体与聚合物间的相容性差，在现有技术中一般是采用较大添加量的离子液体，或者是采用离子液体修饰导电材料后再添加到聚合物中。公开号为cn115975256a的专利申请采用了与无机离子化合物等原料复配成抗静电剂，之后再与pvc树脂进行共混得到抗静电复合材料，虽然达到了相同的抗静电效果，但是增加了加工的工序。公开号为cn115677930a的专利申请采用了两种离子液体单体间的共聚得到聚离子液体抗静电剂，由于采用的是季铵盐型离子液体，因此当添加量低时抗静电效果不明显。为了防止离子液体添加量过多，容易导致离子液体在聚合物表面慢慢析出，从而降低抗静电材料抗静电性能的持久性，公开号为cn115678140a的专利添加了无机纳米材料作为载体，由于所添加的无机纳米材料自身不具有导电能力，反而容易使复合材料的表面电阻增大。公开号为cn 110615953a的专利申请公开了一种抗静电abs复合材料及其制备方法，该发明引入了离子液体作为abs树脂和碳纳米管的相容剂，使材料的表面电阻达到了10 5
ω，但是其中所使用的离子液体产品是直接进行购买，价格比较贵，同时所使用到的碳纳米管高达5％，增加了材料制备的成本。


技术实现要素：

6.为了克服现有技术中存在的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种基于离子液体和聚苯胺改性碳纳米管的永久抗静电abs复合材料的制备方法；该方法是基于离子液体和聚苯胺改性碳纳米管的永久抗静电abs复合材料，可以有效提高abs复合材料的抗静电性能以及抗静电性能的稳定性，同时提高abs复合材料的机械性能和加工性能。
7.本发明的另一目的在于提供一种上述制备方法制备得到的基于离子液体和聚苯胺改性碳纳米管的永久抗静电abs复合材料。
8.本发明的再一目的在于提供一种上述基于离子液体和聚苯胺改性碳纳米管的永久抗静电abs复合材料的应用。
9.本发明的目的通过下述技术方案实现：
10.一种基于离子液体和聚苯胺改性碳纳米管的永久抗静电abs复合材料的制备方法，包括以下操作步骤：
11.(1)将碳纳米管置于体积比1∶3的浓硝酸和浓硫酸混合酸中，在60℃下超声5～6h后，将反应液倒入去离子水中，冷却，抽滤，将滤饼用蒸馏水洗涤，干燥后得到酸化的碳纳米管；
12.(2)将酸化碳纳米管加入到甲苯中，再加入1,2-乙二胺(eda)、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺(edc)和4-二甲氨基吡啶(dmap)加入到碳纳米管悬浮液中，常温下搅拌24h，得到胺化碳纳米管；
13.(3)将1-甲基咪唑和烷基溴化物单体在60℃下反应72h，再用乙酸乙酯在冰水浴的条件下重结晶三次以上，得到离子液体烷基-3-甲基咪唑鎓溴化物cnmimbr，其中n为7～12的自然数；
14.(4)将步骤(2)所得胺化碳纳米管和十六烷基三甲基溴化铵(ctab)加入到甲苯中，超声处理后，再加入苯胺单体和十二烷基苯磺酸，然后继续超声处理，得到混合溶液；将过硫酸铵(aps)加入到去离子水中，配制成过硫酸铵溶液；将过硫酸铵溶液加入到上述混合液中，搅拌均匀后置于冰箱中进行反应24h，反应结束后，用甲醇进行破乳、洗涤、抽滤，将滤饼用去离子水洗涤、干燥得到胺化碳纳米管-聚苯胺产物；
15.(5)将步骤(4)所得胺化碳纳米管-聚苯胺产物、步骤(3)所得离子液体烷基-3-甲基咪唑鎓溴化物cnmimbr与abs原料在双辊开炼机中进行共混后，用平板硫化仪进行压板，取出后置于室温下冷压，得到基于离子液体和聚苯胺改性碳纳米管的永久抗静电abs复合材料；所述胺化碳纳米管-聚苯胺产物的用量为abs原料质量的4％。
16.步骤(1)中所述干燥是在鼓风干燥箱中以60～80℃进行干燥。
17.步骤(2)中所述酸化碳纳米管、1,2-乙二胺、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺和4-二甲氨基吡啶的质量比为1：3：30：10。
18.步骤(3)中所述1-甲基咪唑和烷基溴化物单体的摩尔比为1:1。
19.步骤(4)中所述胺化碳纳米管和苯胺单体的质量比为1：10，所述苯胺单体、十二烷基苯磺酸和过硫酸铵的摩尔比为1：1：1。
20.步骤(5)中所述离子液体烷基-3-甲基咪唑鎓溴化物cnmimbr的用量为abs原料质量的6-8％。
21.步骤(5)中所述共混的温度为180℃，时间为15min；所述压板的温度为180℃，压板
的时间为10-15min；所述冷压的时间为0-10min，冷压期间使用冷却循环水0-5min。
22.一种由上述的制备方法制备得到的基于离子液体和聚苯胺改性碳纳米管的永久抗静电abs复合材料。
23.上述的基于离子液体和聚苯胺改性碳纳米管的永久抗静电abs复合材料在抗静电包装或汽车工业领域中的应用。
24.本发明的原理：
25.本发明针对在abs树脂复合材料中碳纳米管易发生团聚和离子液体与abs树脂间相容性差，降低了abs树脂复合材料的综合性能的问题，采用了乳液聚合法制备了胺化碳纳米管-聚苯胺抗静电剂(a-cnt-pani)，并将自制的离子液体c
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mimbr和a-cnt-pani与abs共混得到基于离子液体和聚苯胺改性碳纳米管的永久抗静电abs复合材料(a-cnt-pani/il/abs)。本发明利用了聚苯胺与碳纳米管之间的π-π作用力，将聚苯胺包裹在碳纳米管表面，从而防止碳纳米管团聚。另一方面，利用a-cnt-pani抗静电剂中聚苯胺主链上的苯环与离子液体c
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mimbr之间存在较强的π-阳离子相互作用力，可以有效提高离子液体与abs树脂间的相容性；同时利用离子液体的润滑性，在共混过程中促进a-cnt-pani在asb基体中的分散，帮助a-cnt-pani在abs基体中分散均匀，从而提高了a-cnt-pani/il/abs复合材料抗静电效果及抗静电持久性、机械性能和加工性能。
26.本发明相对于现有技术具有如下的优点及有益效果：
27.(1)本发明制备了一种基于离子液体和聚苯胺改性碳纳米管的永久抗静电abs复合材料材料，材料具有抗静电效果永久性。
28.(2)cn202211018589.9中的制备的pani-a-cnt/abs复合材料虽然达到了抗静电性能的需求，但是由于碳纳米管的加入，复合材料的机械性能和加工流动性能会有一定程度的降低，抗静电综合效果也还有进一步提高的空间，本发明通过在a-cnt-pani/abs复合体系中引入导电性能良好的离子液体的方法，利用a-cnt-pani抗静电剂与离子液体的相互作用力可以有效提高离子液体与abs基体间相容性，利用离子液体的润滑性促进a-cnt-pani填料在abs基体中的均匀分散，进一步提高abs复合材料的抗静电性能、机械性能和加工流动性能。同时利用离子液体的润滑作用使a-cnt-pani抗静电剂具有更高的迁移率，提高了a-cnt-pani/abs复合材料的抗静电效果持久性。
附图说明
29.图1为a-cnt-pani/abs和a-cnt-pani/il/abs复合材料的表面电阻随a-cnt-pani含量变化的关系图。
30.图2为abs复合材料的表面电阻随c
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mimbr含量变化的关系图。
31.图3为a-cnt-pani/abs和a-cnt-pani/il/abs复合材料的拉伸强度随a-cnt-pani含量变化的关系图。
32.图4为a-cnt-pani/abs和a-cnt-pani/il/abs复合材料的弯曲强度随a-cnt-pani含量变化的关系图。
33.图5为a-cnt-pani/il/abs复合材料的表面电阻随水洗天数变化的关系图。
34.图6为a-cnt-pani/abs复合材料的表面电阻随水洗天数变化的关系图。
35.图7为a-cnt-pani/abs和a-cnt-pani/il/abs复合材料的熔融指数随a-cnt-pani
含量变化的关系图
具体实施方式
36.下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
37.实施例1
38.酸化碳纳米管的制备：取0.01g碳纳米管置于盛有75ml浓硫酸的烧瓶中，再量取25ml浓硝酸，加入到上述碳纳米管混合液中，在60℃下反应5h。反应结束后，将反应液倒入去离子水中，冷却，抽滤、并将滤饼用蒸馏水洗涤，放入鼓风干燥箱中60℃干燥24h，得到酸化碳纳米管，备用；
39.胺化碳纳米管(a-cnt)的制备：将酸化碳纳米管加入到甲苯中，再加入eda、edc和dmap加入到碳纳米管悬浮液中，常温下反应24h，得到胺化碳纳米管。其中各试剂含量为酸化碳纳米管、eda、edc和dmap的质量比为1：3：30：10。
40.1-十二烷基-3-甲基咪唑鎓溴化物(c
12
mimbr)的合成：取0.1mol 1-甲基咪唑和0.1mol十二烷基溴化物在60℃下反应72h，用乙酸乙酯在冰水浴的条件下重结晶三次以上，得到1-十二烷基-3-甲基咪唑鎓溴化物(c
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mimbr)。
41.胺化碳纳米管-聚苯胺(a-cnt-pani)的制备如下：将胺化碳纳米管和十六烷基三甲基溴化铵(ctab)加入到甲苯中超声后，再加入苯胺单体和十二烷基苯磺酸，继续进行超声，得到混合溶液。将过硫酸铵(aps)加入到去离子水中，配制成过硫酸铵溶液。将过硫酸铵溶液加入到上述混合溶液中进行搅拌，放置冰箱反应24h。反应结束后，用甲醇进行破乳、洗涤、抽滤，并将滤饼用去离子水洗涤后得到产物，将洗涤后的产物放入鼓风干燥箱中60℃干燥24h，得到胺化碳纳米管-聚苯胺。其中各试剂含量为胺化碳纳米管、苯胺单体质量比为1：10，苯胺单体、十二烷基苯磺酸和过硫酸铵的摩尔比为1：1：1。
42.a-cnt-pani/离子液体/abs复合材料(a-cnt-pani/il/abs)的制备：将4质量份上述所得a-cnt-pani、6质量份上述所得c
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mimbr和90质量份abs树脂加入到开炼机进行共混，共混温度为180℃，共混时间为15min，之后再加入到平板硫化仪进行压板，压板温度为180℃，压板时间为15min，之后直接从平板硫化仪中取出，置于室温下冷压10min，最终得到了基于离子液体和聚苯胺改性碳纳米管的永久抗静电abs复合材料(a-cnt-pani/il/abs)，以备后续使用。本例制备的样品为a-cnt-pani添加量为4wt％的a-cnt-pani/il/abs复合材料，其表面电阻测试结果如图1所示，其拉伸强度测试结果如图3所示，其弯曲强度测试结果如图4所示，其水洗实验测试结果如图5所示，其熔融指数实验测试结果如图7所示。
43.实施例2
44.本实施例同实施例1，其区别在于最后一步是将1质量份a-cnt-pani、6质量份c
12
mimbr和93质量份abs树脂加入到开炼机进行共混，共混温度为180℃，共混时间为15min。本例制备的样品为a-cnt-pani添加量为1wt％的基于离子液体和聚苯胺改性碳纳米管的永久抗静电abs复合材料(a-cnt-pani/il/abs)，其表面电阻测试结果如图1所示，其拉伸强度测试结果如图3所示，其弯曲强度测试结果如图4所示，其水洗实验测试结果如图5所示，其熔融指数实验测试结果如图7所示。
45.实施例3
46.本实施例同实施例1，其区别在于最后一步是将2质量份a-cnt-pani、6质量份c
12
mimbr和92质量份abs树脂加入到开炼机进行共混，共混温度为180℃，共混时间为15min。本例制备的样品为a-cnt-pani添加量为2wt％的基于离子液体和聚苯胺改性碳纳米管的永久抗静电abs复合材料(a-cnt-pani/il/abs)，其表面电阻测试结果如图1所示，其拉伸强度测试结果如图3所示，其弯曲强度测试结果如图4所示，其水洗实验测试结果如图5所示，其熔融指数实验测试结果如图7所示。
47.实施例4
48.本实施例同实施例1，其区别在于最后一步是将3质量份a-cnt-pani、6质量份c
12
mimbr和91质量份abs树脂加入到开炼机进行共混，共混温度为180℃，共混时间为15min。本例制备的样品为a-cnt-pani添加量为3wt％的基于离子液体和聚苯胺改性碳纳米管的永久抗静电abs复合材料(a-cnt-pani/il/abs)，其表面电阻测试结果如图1所示，其拉伸强度测试结果如图3所示，其弯曲强度测试结果如图4所示，其水洗实验测试结果如图5所示，其熔融指数实验测试结果如图7所示。
49.实施例5
50.本实施例同实施例1，其区别在于最后一步是将4质量份a-cnt-pani、8质量份c
12
mimbr和88质量份abs树脂加入到开炼机进行共混，共混温度为180℃，共混时间为15min。本例制备的样品为a-cnt-pani添加量为4wt％，离子液体c
12
mimbr含量为8wt％的基于离子液体和聚苯胺改性碳纳米管的永久抗静电abs复合材料(a-cnt-pani/il/abs)，其表面电阻测试结果如图2所示。
51.对比例1
52.1-十二烷基-3-甲基咪唑鎓溴化物(c
12
mimbr)的合成：取1-甲基咪唑和十二烷基溴化物在60℃下反应72h，用乙酸乙酯在冰水浴的条件下重结晶三次以上，得到1-十二烷基-3-甲基咪唑鎓溴化物(c
12
mimbr)。其中1-甲基咪唑和十二烷基溴化物的摩尔比为1：1。
53.离子液体/abs复合材料的制备：将10质量份上述所得c
12
mimbr和质量90份abs树脂加入到开炼机进行共混，共混温度为180℃，共混时间为15min，之后再加入到平板硫化仪进行压板，压板温度为180℃，压板时间为15min，之后直接从平板硫化仪中取出，置于室温下冷压10min，最终得到了离子液体/abs复合材料，以备后续使用。本例制备的样品为仅添加离子含量为10wt％的/il/abs复合材料，其表面电阻测试结果如图2所示。
54.对比例2
55.酸化碳纳米管的制备：取0.01g碳纳米管置于盛有75ml浓硫酸的烧瓶中，再量取25ml浓硝酸，加入到上述碳纳米管混合液中，在60℃下反应5h。反应结束后，将反应液倒入去离子水中，冷却，抽滤、并将滤饼用蒸馏水洗涤，放入鼓风干燥箱中60℃干燥24h，得到酸化碳纳米管，备用；
56.胺化碳纳米管(a-cnt)的制备：将酸化碳纳米管加入到甲苯中，再加入eda、edc和dmap加入到碳纳米管悬浮液中，常温下反应24h，得到胺化碳纳米管。其中各试剂含量为酸化碳纳米管、eda、edc和dmap的质量比为1：3：30：10
57.胺化碳纳米管-聚苯胺(a-cnt-pani)的制备如下：将上述所得胺化碳纳米管和十六烷基三甲基溴化铵(ctab)加入到30ml甲苯中超声后，再加入苯胺单体和十二烷基苯磺酸，继续进行超声，得到混合溶液。将过硫酸铵(aps)加入到10ml去离子水中，配制成过硫酸
铵溶液。将过硫酸铵溶液加入到上述混合溶液中进行搅拌，放置冰箱反应24h。反应结束后，用甲醇进行破乳、洗涤、抽滤，并将滤饼用去离子水洗涤后得到产物，将洗涤后的产物放入鼓风干燥箱中60℃干燥24h，得到胺化碳纳米管-聚苯胺。其中各试剂含量为胺化碳纳米管、苯胺质量比为1：10，苯胺、十二烷基苯磺酸和过硫酸铵的摩尔比为1：1：1。
58.a-cnt-pani/abs复合材料的制备：将4质量份上述所得a-cnt-pani和96质量份abs树脂加入到开炼机进行共混，共混温度为180℃，共混时间为15min，之后再加入到平板硫化仪进行压板，压板温度为180℃，压板时间为15min，之后直接从平板硫化仪中取出，置于室温下冷压10min，最终得到了a-cnt-pani/abs复合材料，以备后续使用。本例制备的样品为仅添加a-cnt-pani添加量为4wt％的a-cnt-pani/abs复合材料，其表面电阻测试结果如图1所示。其拉伸强度测试结果如图3所示，其弯曲强度测试结果如图4所示，其水洗实验测试结果如图6所示，其熔融指数实验测试结果如图7所示。
59.对比例3
60.对比例3同对比例2，其区别在于最后一步是将1质量份a-cnt-pani和99质量份abs树脂加入到开炼机进行共混，共混温度为180℃，共混时间为15min。本例制备的样品为仅添加a-cnt-pani添加量为1wt％的a-cnt-pani/abs复合材料，其表面电阻测试结果如图1所示。其拉伸强度测试结果如图3所示，其弯曲强度测试结果如图4，所示其水洗实验测试结果如图6所示，其熔融指数实验测试结果如图7所示。
61.对比例4
62.对比例4同对比例2，其区别在于最后一步是将2质量份a-cnt-pani和98质量份abs树脂加入到开炼机进行共混，共混温度为180℃，共混时间为15min。本例制备的样品为仅添加a-cnt-pani添加量为2wt％的a-cnt-pani/abs复合材料，其表面电阻测试结果如图1所示。其拉伸强度测试结果如图3所示，其弯曲强度测试结果如图4所示所示，其水洗实验测试结果如图6所示，其熔融指数实验测试结果如图7所示。
63.对比例5
64.对比例5同对比例2，其区别在于最后一步是将3质量份a-cnt-pani和97质量份abs树脂加入到开炼机进行共混，共混温度为180℃，共混时间为15min。本例制备的样品为仅添加a-cnt-pani添加量为3wt％的a-cnt-pani/abs复合材料，其表面电阻测试结果如图1所示。其拉伸强度测试结果如图3所示，其弯曲强度测试结果如图4所示，其水洗实验测试结果如图6所示，其熔融指数实验测试结果如图7所示。
65.对比例6
66.将100质量份abs树脂加入到开炼机进行共混，共混温度为180℃，共混时间为15min，之后再加入到平板硫化仪进行压板，压板温度为180℃，压板时间为15min，之后直接从平板硫化仪中取出，置于室温下冷压10min，最终得到了abs树脂，以备后续使用。本例制备的样品为纯abs树脂，其表面电阻测试结果如图1所示。其拉伸强度测试结果如图3所示，其弯曲强度测试结果如图4所示，其熔融指数实验测试结果如图7所示。
67.对实施例1-5和对比例1-5所制备的abs复合材料进行综合性能测试，结果如图1-4所示：
68.根据国标gb/t 31838.3-2019测试样品的抗静电性能；
69.根据国标gb/t 1040.2-2022测试样品的拉伸性能；
70.根据国标gb/t 9341-2008中的弯曲强度测试方法进行弯曲性能测试；根据国标gb/t 1043.1-2008测试样品的抗冲击性能；
71.根据国标gb/t 3682.1-2018测试样品的熔融指数。
72.对实施例1-4和对比例2-5所制备的abs复合材料进行耐水洗性能测试：
73.将样片放置在1l去离子水中用脱脂棉擦拭100次，放于60℃烘箱中干燥24h后测试其表面电阻。重复此操作五天得到材料的耐水洗性能曲线，如图5和图6所示。
74.对实施例1-5和对比例1-6所得到的复合材料的抗静电性能和机械性能测试结果如表1所示：
75.表1实施例1-5、对比例1-6的复合材料表面电阻和机械性能测试结果
[0076][0077]
注：表中
“‑”
代表该样品未进行该项测试。
[0078]
从表1和图2中可以看出，实施例5的表面电阻的数据明显优于对比例1的表面电阻数据，实施例1的表面电阻数据与实施例5的表面电阻数据相近。可以得知，abs树脂中同时加入改性碳纳米管和离子液体的抗静电效果远远优于仅添加离子液体的，并且改性碳纳米管和离子液体的含量分别为4wt％和6wt％时抗静电性能优异。实施例2的表面电阻数据优于对比例2的表面电阻数据，可以得知离子液体本身优异的导电性能可以和改性碳纳米管一起发挥协同作用，共同降低abs树脂的表面电阻。
[0079]
从表1和图1中可以看出，实施例1，2，3和4的拉伸强度数据都高于对比例2，3，4和5的拉伸强度数据，可以得知当添加c
12
mimbr到a-cnt-pani/abs复合体系时，a-cnt-pani/il/abs复合材料的拉伸强度随着a-cnt-pani含量的增加没有明显的下降，下降幅度比a-cnt-pani/abs复合材料小得多，这可能是由于c
12
mimbr在其中起着均匀分散和润滑a-cnt-pani
填料的作用，使得a-cnt-pani/il/abs复合材料的拉伸强度变化不大，因此a-cnt-pani/il/abs复合材料更有利于abs树脂的实际应用。从表1中还可以看出，实施例1的冲击强度数据高于对比例2的冲击数据。可以得知由于c
12
mimbr中的咪唑环结构可以与pani存在π-阳离子相互作用，从而提高了pani与abs树脂的相容性，当4wt％a-cnt-pani/abs体系添加了浓度为6wt％的c
12
mimbr时，a-cnt-pani/il/abs复合材料的冲击强度为10.66kj/m2，降低幅度大大减小，复合材料的冲击性能得到了提高。同时，c
12
mimbr的引入还可以有效地改善因纳米粒子团聚引起的应力薄弱区，进一步提高复合材料的抗冲击性能。
[0080]
从图5、图6和表2可以看出，实施例1，2，3和4的水洗结果都比对比例2，3，4和5的结果好，这是由于离子液体的润滑作用使a-cnt-pani填料具有更高的迁移率，因此当复合材料经历水洗后表面电阻没有发生显著的变化，这说明了离子液体的加入有利于提高a-cnt-pani/il/abs复合材料的抗静电效果持久性。
[0081]
表2abs复合材料的表面电阻随水洗天数变化的关系表
[0082][0083][0084]
从图7可以看出，实施例1，2，3和4的熔融指数都比对比例2，3，4和5的高，这是由于pani-a-cnt在abs树脂基体中形成了网状结构，在一定程度上会阻碍链段间的相对运动，从而导致mfr的下降。而c
12
mimbr的加入起到了润滑的作用，促进pani-a-cnt在abs树脂中的分散，从而使得pani-a-cnt/il/abs复合材料中的分子距离增大，最终提高了pani-a-cnt/il/abs复合材料的熔融指数。因此c12mimbr的引入可以提高abs复合材料的熔体流动速率，增强材料的加工流动性能。
[0085]
综上所述，本发明通过将咪唑类离子液体共混到聚苯胺改性碳纳米管/abs复合体系中制备a-cnt-pani/il/abs复合材料，离子液体和聚苯胺可以共同有效调节碳纳米管在a-cnt-pani/il/abs复合材料中的分散性，使得较少的碳纳米管添加量就可使a-cnt-pani/il/abs复合材料获得较为优良的抗静电性能，同时对a-cnt-pani/il/abs复合材料的机械性能及加工性能起到积极作用，保证了抗静电a-cnt-pani/il/abs复合材料的实际应用价
值。
[0086]
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于离子液体和聚苯胺改性碳纳米管的永久抗静电abs复合材料的制备方法，其特征在于包括以下操作步骤：(1)将碳纳米管置于体积比1∶3的浓硝酸和浓硫酸混合酸中，在60℃下超声5～6h后，将反应液倒入去离子水中，冷却，抽滤，将滤饼用蒸馏水洗涤，干燥后得到酸化的碳纳米管；(2)将酸化碳纳米管加入到甲苯中，再加入1,2-乙二胺、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺和4-二甲氨基吡啶加入到碳纳米管悬浮液中，常温下搅拌24h，得到胺化碳纳米管；(3)将1-甲基咪唑和烷基溴化物单体在60℃下反应72h，再用乙酸乙酯在冰水浴的条件下重结晶三次以上，得到离子液体烷基-3-甲基咪唑鎓溴化物c
n
mimbr，其中n为7～12的自然数；(4)将步骤(2)所得胺化碳纳米管和十六烷基三甲基溴化铵加入到甲苯中，超声处理后，再加入苯胺单体和十二烷基苯磺酸，然后继续超声处理，得到混合溶液；将过硫酸铵加入到去离子水中，配制成过硫酸铵溶液；将过硫酸铵溶液加入到上述混合液中，搅拌均匀后置于冰箱中进行反应24h，反应结束后，用甲醇进行破乳、洗涤、抽滤，将滤饼用去离子水洗涤、干燥得到胺化碳纳米管-聚苯胺产物；(5)将步骤(4)所得胺化碳纳米管-聚苯胺产物、步骤(3)所得离子液体烷基-3-甲基咪唑鎓溴化物c
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mimbr与abs原料在双辊开炼机中进行共混后，用平板硫化仪进行压板，取出后置于室温下冷压，得到基于离子液体和聚苯胺改性碳纳米管的永久抗静电abs复合材料；所述胺化碳纳米管-聚苯胺产物的用量为abs原料质量的4％。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述干燥是在鼓风干燥箱中以60～80℃进行干燥。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述酸化碳纳米管、1,2-乙二胺、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺和4-二甲氨基吡啶的质量比为1：3：30：10。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述1-甲基咪唑和烷基溴化物单体的摩尔比为1:1。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(4)中所述胺化碳纳米管和苯胺单体的质量比为1：10，所述苯胺单体、十二烷基苯磺酸和过硫酸铵的摩尔比为1：1：1。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(5)中所述离子液体烷基-3-甲基咪唑鎓溴化物c
n
mimbr的用量为abs原料质量的6-8％。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(5)中所述共混的温度为180℃，时间为15min；所述压板的温度为180℃，压板的时间为10-15min；所述冷压的时间为0-10min，冷压期间使用冷却循环水0-5min。8.一种由权利要求1～7任一项所述的制备方法制备得到的基于离子液体和聚苯胺改性碳纳米管的永久抗静电abs复合材料。9.根据权利要求8所述的基于离子液体和聚苯胺改性碳纳米管的永久抗静电abs复合材料在抗静电包装或汽车工业领域中的应用。

技术总结
本发明属于抗静电材料领域，公开了一种基于离子液体和聚苯胺改性碳纳米管的永久抗静电ABS复合材料(PANI-A-CNT/IL/ABS)及其制备方法和应用。该方法包括以下步骤：制备胺化碳纳米管-聚苯胺产物和离子液体烷基-3-甲基咪唑鎓溴化物C


技术研发人员：林世平 陈伟钿 崔亦华 高金华
受保护的技术使用者：广东工业大学
技术研发日：2023.06.21
技术公布日：2023/9/7