一种聚碳酸酯／聚乙烯合金导电复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚碳酸酯／聚乙烯合金导电复合材料及其制备方法，由以下重量份的组分组成：聚碳酸酯５０－８０份，聚乙烯树脂１０－３０份，导电炭黑６－１２份，相容剂２－６份。制备方法：将聚乙烯树脂、导电炭黑、热稳定剂和加工助剂在高混机中混合均匀后，进入到同向双螺杆挤出机中，在１９０℃－２２０℃的温度下熔融挤出造粒。将聚碳酸酯、相容剂和导电聚乙烯基体混合均匀后直接于注塑机中注塑最终得到产品。本发明专利技术整个复合材料的导电炭黑填充渗滤值大为降低，而综合性能优良。制备方法的加工便利性提高，生产成本降低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种聚碳酸酯/聚乙烯合金导电复合材料及其制备技术。
技术介绍
导电塑料具有普通塑料的优点(质量轻、价格低、耐腐蚀、易成型等)，同时拥有类 金属的导电特性，是一种理想的抗静电、电磁屏蔽材料。以上这些功能的实现通常是通过在塑料基体中加入逾渗阈值浓度以上的导电填 料来实现的，主要包括导电炭黑，金属粉，金属纤维，石墨纤维，碳纤维，碳纳米管等。而导 电炭黑是其中应用最为广泛的导电填料。然而，导电炭黑填充热塑性导电复合材料在实际的生产和应用中还存在不少问 题，如在单一聚合物基体中添加的导电炭黑的含量需达到一较高浓度才能使最终的复合材 料具有较好的导电性能。高的导电炭黑添加量至少产生如下不良后果1、材料成本的增加。 2、材料综合物理性能劣化，尤其是韧性。因此，降低整个体系的导电炭黑添加渗滤值是导电 炭黑填充热塑性导电复合材料的一个非常重要的研究和开发方向。中国专利CN 101531786A中公开了一种黑色哑光导电塑料的制备方法。整个制备 过程分为三步，第一步，先在双螺杆挤出机上制备炭黑导电母粒；第二步，在双螺杆挤出机 上制备 光母粒；第三步，将前两步的母粒与聚苯乙烯，聚酰胺，增韧剂按一定比例混合抽 粒即得 光导电聚苯乙烯。该材料的导电性能是通过两步来完成的，第一，制备高浓度炭黑 导电母粒；第二，将导电母粒与聚合物基体共混抽粒稀释。该专利使用的是特导电碳黑(比 表面积达1000m2/g以上)，与普通高导碳黑相比，价格要高很多，且添加量仍需8-12份。制 备过程包括两步挤出工艺，生产成本比一步挤出工艺的要高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种低导电炭黑含量且综合性 能优良的聚碳酸酯/聚乙烯合金导电复合材料。本专利技术的另一个目的在于提供上述聚碳酸酯/聚乙烯合金导电复合材料的制备 方法。为实现以上目的，本专利技术采用如下技术方案一种聚碳酸酯/聚乙烯合金导电复合材料，由以下重量份的组分组成聚碳酸酯 50-80份聚乙烯树脂10-30份导电炭黑 6-12份相容剂2-6份。在上述聚碳酸酯/聚乙烯合金导电复合材料中，还可以添加有如下重量份的组 分热稳定剂 0.1-0. 3份。在上述聚碳酸酯/聚乙烯合金导电复合材料中，还可以添加有如下重量份的组分加工助剂 0.1-0. 3份。在上述聚碳酸酯/聚乙烯合金导电复合材料中，所述的聚碳酸酯的熔体流动速率 为 5 30g/10min(300°C, 1. 2Kg ASTM D-1238)。在上述聚碳酸酯/聚乙烯合金导电复合材料中，所述的聚乙烯树脂为粉状，其熔 体流动速率为 0. 2 30g/10min(190°C，2. 16kg ISOl 133)。在上述聚碳酸酯/聚乙烯合金导电复合材料中，所述的导电炭黑为高结构导电炭 黑，其氮气吸附值为150 400m2/g。 在上述聚碳酸酯/聚乙烯合金导电复合材料中，所述的相容剂优选为N-苯基马来 酰胺-苯乙烯共聚物、乙烯_丙烯酸丁酯_甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、马来酸酐接枝聚 烯烃中的一种或几种的混合物。主要作为聚碳酸酯和聚乙烯两相不相容体系的相容剂。在上述聚碳酸酯/聚乙烯合金导电复合材料中，所述的热稳定剂优选为酚类、胺 类、亚磷酸酯类、半受阻酚类、丙烯酰基官能团、硫代酯类中的一种或几种的混合物。在上述聚碳酸酯/聚乙烯合金导电复合材料中，所述的加工助剂优选为低分子酯 类、金属皂类、硬脂酸复合酯类、酰胺类中的一种或几种的混合物。上述聚碳酸酯/聚乙烯合金导电复合材料的制备方法，包括如下步骤(1)导电聚乙烯基体的制备将聚乙烯树脂、导电炭黑、热稳定剂和加工助剂在高 混机中混合均勻后，进入到同向双螺杆挤出机中，在190°C -220°C的温度下熔融挤出造粒。(2)将聚碳酸酯、相容剂和导电聚乙烯基体混合均勻后直接于注塑机中注塑最终 得到产品。导电炭黑填充热塑性导电复合材料要达到导电的目的，必须满足两个基本条件 (1)导电炭黑分布所在的介质在整个体系中是连续的(此处指的是广义上的连续，允许介 质间存在微小间隙，对应导电机理中的隧道效应)。(2)导电炭黑粒子之间是导通的。包括 两个方面a，导电炭黑粒子之间是金属接触的；b，导电炭黑粒子之间存在微小间隙。相当 于电容，在高压高频作用下电子很容易跃迁。在导电炭黑填充单一基体体系中，导电炭黑分布的连续介质只能是整个聚合物基 体，导电炭黑的导通渗滤体积是整个聚合物基体，因此添加量较多。而本专利技术中所采用的是 聚碳酸酯和聚乙烯的两相不相容体系，通过选择合理的聚合物种类，合适的配方比例和加 工工艺，使整个体系形成两相双连续相结构，并利用导电炭黑对于不同聚合物亲和性不同 的特点将导电炭黑基本分布于其中的少组分相聚乙烯中，使得整个体系的导电炭黑导通渗 滤有效体积大为减小，因此使得整个体系导通所需的导电炭黑添加量也大为减少。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果(1)本专利技术整个复合材料的导电性能是通过形成两相双连续相结构，使导电炭黑 选择性的分布于其中的少组分连续相，通过让少组分连续相导电来使得整个复合材料体系 也同样具有优异的导电性能。与稀释导电母粒相比，其有效导通渗滤体积大大减小，因此使 得整个复合材料的导电炭黑填充渗滤值大为降低。(2)与高浓度导电母粒的生产过程相比，本专利技术第一步导电聚乙烯基体的生产过 程加入的导电炭黑明显减少，加工便利性提高。(3)本专利技术整个生产过程只包括一步挤出工艺，与稀释导电母粒过程相比，减少了一步挤出过程，有效降低生产成本。(4)可通过改变最终注塑成型过程中各种物料的比例来方便的调节最终产品的各 项性能。具体实施例方式实施例1导电聚乙烯基体的制备将80公斤的熔体流动速率为0. 9g/10min的低密度聚 乙烯，20公斤的高结构导电炭黑，0.2公斤的复合稳定剂(抗氧剂1010 抗氧剂168 = 1 1)和0. 2公斤的硬脂酸钙在转速700rpm的高混机中混合10分钟后，加入到螺杆转速 为400rpm的同向双螺杆挤出机中进行挤出造粒，熔融挤出温度为190°C。将65公斤的聚碳酸酯，30公斤的导电聚乙烯基体和5公斤的乙烯-丙烯酸丁 酯_甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物混合均勻后直接注塑成型，注塑温度为240°C，最终得到产品。上述产品具有很低的表面电阻率，能达到105 Ω，缺口冲击强度能达到70ΚJ/ m2(IS0180-93)，热变形温度> 120°C (IS075/1,1. 8MPa)。具体性能如表1所示表 1<table>table see original document page 5</column></row><table>实施例2导电聚乙烯基体的制备将140公斤熔体流动速率为0. 9g/10min的低密度聚乙烯，60公斤的高结构导电炭黑，0.5公斤的复合稳定剂(抗氧剂1010 抗氧剂168 = 1 1) 和0. 5公斤的硬脂酸锌在转速700转/分的高混机中混合10分钟后，加入到螺杆转速为 400rpm的同向双螺杆挤出机中进行挤出造粒，熔融挤出温度为220°C。将130公斤的聚碳酸酯，60公斤的导电聚乙烯基体和10公斤的马来酸酐接枝聚乙 烯混合均勻后直接注塑成型，注塑温度为280°C，最终得到产品。上述产本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚碳酸酯／聚乙烯合金导电复合材料，其特征在于，由以下重量份的组分组成：　　聚碳酸酯　５０－８０份　　聚乙烯树脂　１０－３０份　　导电炭黑　６－１２份　　相容剂　２－６份。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋智强，宁方林，易庆锋，姜苏俊，陈健，宁凯军，蔡彤旻，龙杰明，
申请(专利权)人：金发科技股份有限公司，上海金发科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]