导电热塑性组合物制造技术

说明了包含增强剂或填料和碳黑的热塑性组合物，它由特定的方法制得。说明了在增强剂或填料进一步限制且存在其它成分的某些情况下具有很光滑表面且适于汽车板和其它应用（其中，所述部件可以涂漆）的导电组合物。还说明了制备这种组合物的方法，尤其是当导电填料是碳黑时。这种组合物可用于如设备部件、车体面板、电动工具的支架和电气电子产品的支架。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
包含特定量的一些增强剂、特定导电填料、增韧剂和任选液晶聚合物的聚酯组合物可用来制造要求光滑表面的部件，尤其进行涂漆的那些部件，如汽车车身板以及器具部件如把手和机架。还公开了制造导电或可静电喷涂的热塑性组合物。
技术介绍
用塑料替代金属所遇到的一个困难是要制造具有良好外观(光滑)表面的塑料部件，和/或其表面进行涂布(涂漆)，使具有光泽的光滑外观。还存在的困难是常结合有对特定最小量的韧性和/或耐热性的需要，尤其在使用相对价廉的聚合物和其他成分时时。一直尝试在这些应用中使用各种类型的热塑性材料，并已成功用于某些情况，热塑性材料具有可再使用的优点(例如废料)，且其韧性大于热固性聚合物。然而，要求对两种或更多种环境应力具有高抵抗力的应用中，仍需要改进的组合物。例如，特别具有挑战性的部件类型是汽车车身板，如挡泥板。这些部件必须精确成形为最接近尺寸公差，从而正确安装在汽车上，部件必须具有足够的韧性来抵抗机械/冲击损害，必须具有很光滑的表面，使得在涂漆时具有良好的表面外观(有时称作“A类”表面)。此外，优选部件具有足够高的耐热性，使它们能承受汽车漆烘焙炉中的较高温度(有时高达200℃，持续30分钟)，没有出现过度下垂、曲或其他变形。虽然这些部件可以在较低温度下分别进行涂漆，然后再固定到主体上(所谓的离线(off line)涂漆)，这种方法明显增加了车辆组装过程的成本，因此，从经济观点优选在正规涂漆生产线上对这些部件进行涂漆。在两个不同过程涂漆的部件的颜色较难相配。这些部件还需要最小的硬度以及对正常使用中重复遇到的应力的抗疲劳性。其他外观部件并不需要这种对极端温度的耐受性，但常需要上述的其他特性。在构造车身时，金属部件正越来越多地被塑料部件替代，这不仅是为了减少重量；这些部件的例子包括挡泥板、引擎罩、门、提升后挡板(lift-up tailgate)、行李箱盖、油箱盖、保险杠、防护性模制品(protective moldings)、侧板、车身侧板底座边、镜架、把手、阻流器和毂盖。对观察者而言，涂覆的塑料部件从外观，例如对色调、光泽和/或短波和长波结构，表面与车身的镀覆金属表面不应有差异，或仅有很微小的差异。这特别可应用于用尽可能小的连接宽度构造并且还与相邻金属部件在同一平面的塑料部件，因为在此的视觉差异特别引人注目。有三种不同方法来制造复杂结构的金属部件和塑料部件的组件1.称作离线法的方法，该方法中，金属车身和塑料部件分别进行涂覆，然后进行组装。离线法的缺点是其对涂覆的金属和塑料表面缺乏视觉协调的感受性，至少在涂覆的塑料部件和涂覆的金属部件进行直接视觉比较情况，对由于结构原因，例如由于涂覆部件和/或涂覆部件在一个平面上的排列的视觉上无缝接合的感受性。另一个缺点是必须有两个涂布过程。2.称作流线(in-line)法的方法，该方法中，将已有电沉积涂层作为底涂层的金属体和未涂布的塑料部件或任选只有塑料底涂层的塑料部件进行组装，并在随后的共用涂布过程中形成一层或更多的涂层。流线法的缺点是在涂覆过程中插入组装步骤作为中断的中间步骤，该步骤还涉及将污物带到下面的涂覆过程的危险。3.称作在线(on-line)法的方法，该方法中，将金属制成的未涂覆的主体部件和未涂布的塑料部件或任选只有塑料底涂层的塑料部件组装在复杂结构的主体中，然后通过共用涂覆过程，包括电沉积涂覆，其中，通常只有金属部件上形成有电沉积涂层，而随后施用的所有涂层可应用在电沉积涂覆的金属部件和塑料部件的两种部件上。特别优选在线法，原因是该方法清楚地分开了体壳构造和涂布过程，并能够进行无干扰的涂布顺序。基本上只有具备充分的耐热性同时有具备耐热变形的塑料材料适合于这种特别优选的在线法，因为在干燥电沉积涂层时采用了高温。例如由以前可得到的纤维增强的热塑性材料制成的塑料部件在一定条件下适用，因为涂覆后的表面与涂覆的金属表面不具有足够高的视觉协调性，特别是不能达到汽车制造所要求的高标准。除了用于某些涂漆法如借助静电的涂漆法，要求涂漆的部件的导电性大于通常的热塑性组合物(TC)。在某些情况，部件可涂覆导电底涂层，但该涂覆步骤是额外的制造步骤。已知可以在(某些)TC中加入足够量的导电填料(ECF)，提供这些组合物更高的导电性(低电阻)，虽然提高电导率取决于所用ECF的种类和量、TC的实际组成，以及TC中的EFC的分散度。已知还有许多能影响TC性质如韧性和表面质量，因此在制备这种组合物时还必须考虑这些因素。因此，一直在寻求能有效提高这种组合物的导电性，同时对其它性质的损害尽可能小的方法。美国专利5,965,655描述了含热塑性材料如聚对苯二甲酸烷二酯和填料如特定粒度范围的有“A类”表面的钙硅石的组合物。但没有公开还含有LCP和/或增塑剂和/或增韧剂的特定组合物。美国专利6,221,962描述了含LCP、有反应官能团的增韧剂和热塑性材料的组合物。但没有提到含增塑剂和填料的特定组合物。美国专利4,753,980描述了含特定增塑剂的聚酯组合物。但在该专利中没有述及使用LCP和/或特定粒度范围的填料。美国专利Re32,334描述一种用于聚(对苯二甲酸乙二酯)(PET)的结晶引发系统，该系统涉及使用含金属阳离子的化合物以及用于PET的增塑剂。但是没有涉及由LCP和/或特定粒度的填料构成的组合物。美国专利4,438,236和4,433,083描述了LCP与各种热塑性材料的掺混物。但没有具体涉及含聚酯和/或增塑剂和/或特定粒度范围的填料的组合物。美国专利5,484,838描述特定的含导电炭黑的组合物。但未公开所述的组合物。专利技术概述本专利技术涉及第一组合物，该组合物包含(a)至少约40重量％的一种或多种的各向同性聚酯(IPE)，其熔点(MP)约为100℃或更高；(b)0.0-约20重量％液晶聚合物(LCP)，其熔点比所述各向同性聚酯的冷结晶点(CCP)高至少50℃，或如果所述各向同性聚酯没有冷结晶点，则所述液晶聚合物的所述熔点高于或等于150℃；(c)约1.0-35重量％的增强剂，其平均长宽比大于或等于约2.5，平均最长尺寸小于或等于20μm；(d)约3-30重量％的聚合物增韧剂，该增韧剂含有能与所述各向同性聚酯反应的官能团；(e)足够量的导电填料，使所述组合物具有以下的一种或多种性质所述组合物的表面电阻系数小于或等于约1012欧姆/平方(ohm/sq)，静电耗散时间(staticdissipative time)小于或等于约10秒，漆的电导率大于或等于约90，所述导电填料的平均最长尺寸小于或等于20μm；所有的百分数均以组合物中所有组分的总重量为基准。本专利技术还涉及制备一种组合物的第一方法，该组合物包含(a)至少约40重量％的一种或多种的各向同性聚酯(IPE)，其熔点(MP)约为100℃或更高；(b)0.0-约20重量％液晶聚合物(LCP)，其熔点比所述各向同性聚酯的冷结晶点高至少50℃，或如果所述各向同性聚酯没有冷结晶点，则所述液晶聚合物的所述熔点高于或等于150℃；(c)约1.0-35重量％的增强剂，其平均长宽比大于或等于约2.5，平均最长尺寸小于或等于20μm；(d)约3-30重量％的聚合物增韧剂，该增韧剂含有能与所述各向同性聚酯反应的官能团；(e)足够量的导电填料，使所述组合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物，包含：　　　　（ａ）至少约４０重量％的一种或多种各向同性聚酯，其熔点高于或等于约１００℃；　　　　（ｂ）０．０－约２０重量％的液晶聚合物，其熔点比所述各向同性聚酯的冷结晶点高至少５０℃，或如果所述各向同性聚酯没有冷结晶点，所述液晶聚合物的所述熔点高于或等于１５０℃；　　　　（ｃ）约１．０－３５重量％的增强剂，其平均长宽比大于或等于约２．５，平均最长尺寸小于或等于２０μｍ；　　　　（ｄ）约３－３０重量％聚合物增韧剂，它含有能与所述各向同性聚酯反应的官能团；　　　　（ｅ）足够量的导电填料，使所述组合物具有以下性质的一种或多种；所述组合物的表面电阻系数小于或等于约１０↑［１２］欧姆／平方，静电耗散时间小于或等于约１０秒，漆的导电性约大于或等于约９０，所述导电填料的平均最长尺寸小于或等于２０μｍ；　　　　其中，所有的百分数是以组合物的所有组分的总量为基准的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-9-24 60/505,403;US 2004-8-31 60/606,0551.一种组合物，包含(a)至少约40重量％的一种或多种各向同性聚酯，其熔点高于或等于约100℃；(b)0.0-约20重量％的液晶聚合物，其熔点比所述各向同性聚酯的冷结晶点高至少50℃，或如果所述各向同性聚酯没有冷结晶点，所述液晶聚合物的所述熔点高于或等于150℃；(c)约1.0-35重量％的增强剂，其平均长宽比大于或等于约2.5，平均最长尺寸小于或等于20μm；(d)约3-30重量％聚合物增韧剂，它含有能与所述各向同性聚酯反应的官能团；(e)足够量的导电填料，使所述组合物具有以下性质的一种或多种所述组合物的表面电阻系数小于或等于约1012欧姆/平方，静电耗散时间小于或等于约10秒，漆的导电性约大于或等于约90，所述导电填料的平均最长尺寸小于或等于20μm；其中，所有的百分数是以组合物的所有组分的总量为基准的。2.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述各向同性聚酯的熔点高于或等于约200℃。3.如权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，所述各向同性聚酯来自以下的一种或多种对苯二酸、异苯二酸和2，6萘二酸，和以下的一种或多种HO(CH2)nOH、1，4-环己烷二甲醇、HO(CH2CH2O)mCH2CH2OH和HO(CH2CH2CH2CH2O)zCH2CH2CH2CH2OH，其中n是2-10的整数，m是1-4的平均，z是约7-40的平均。4.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其特征在于，所述各向同性聚酯是聚(对苯二甲酸乙二酯)、聚(对苯二甲酸1，3-丙二酯)、聚(对苯二甲酸1，4-丁二酯)、聚(2，6-萘二酸乙二酯)、聚(1，4-环己基二亚甲基对苯二甲酸酯)，或具有聚(对苯二甲酸1，4-丁二酯)和聚(四亚甲基醚)二醇嵌段的热塑性弹性体聚酯。5.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其特征在于，所述增强剂的平均最大尺寸约小于或等于15μm。6.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其特征在于，所述增强剂为所述组合物的约3-20重量％。7.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其特征在于，所述增强剂的长宽比约大于或等于3.0。8.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其特征在于，所述增强剂是钙硅石、滑石或钛酸钾须晶。9.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其特征在于，存在约1.0-10重量％的液晶聚合物。10.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其特征在于，所述官能团是羧酸酐或环氧基。11.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其特征在于，所述聚合物增韧剂是包含乙烯和官能化(甲基)丙烯酸酯单体的共聚物。12.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其特征在于，所述聚合物增韧剂含有约0.5-20重量％的含官能团的单体。13.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其特征在于，所述导电填料是炭黑。14.如前述权利要求中任一项所述的组合物，所述组合物还包含约0.05-2.0重量％的润滑剂。15.如前述权利要求中任一项所述的组合物，所述组合物具有以下一种或多种性质所述表面电阻系数约小于或等于109欧姆/平方，所述静电耗散时间约小于或等于3秒，漆的导电性约大于或等于110。16.涂布权利要求1-15中任一项所述的组合物的方法，该方法采用静电涂覆。17.权利要求16所述方法制得的产物。18.一种外观部件，包含权利要求1-15中任一项所述的组合物。19.如权利要求18所述的外观部件，所述部件已经进行涂覆。20.如权利要求19所述的外观部件，其特征在于，所述涂层采用静电涂覆进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：GR阿尔姆，T小林，
申请(专利权)人：EI内穆尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]