导电聚酰胺组合物以及制品的制作方法
【专利说明】导电聚酿胺组合物以及制品
【背景技术】
[0001] 聚酰胺-6, 6和聚（亚苯基醚）的未填充的导电共混物由于它们的优点（包括在 线涂覆性能、用于更佳燃料效率的重量降低（相对于钢）、抗凹陷性（dentresistance)、和 抗冲击性），长期用于机动车外部部件如挡泥板（fender)、反射镜壳（mirrorshell)、和加 油口门（fuelfillerdoor)。迄今为止，由于难以配制同时满足对于耐热性、硬度、导电性、 和热膨胀系数的需要的共混物，聚酰胺-6, 6和聚（亚苯基醚）的共混物还不能适合用于其 他的机动车外部部件如侧门滥板（sidesillpanel)和门板（doorpanel)。
[0002] 可以通过加入填料如玻璃纤维、滑石、或云母来减少热膨胀系数。然而，加入这 些物质趋向于损害冲击强度。可以通过加入导电性的碳剂（carbonagent)如导电碳黑 (CCB)、单壁纳米管（SWNT)、或多壁纳米管（MWNT)来改善导电性，但是它们的添加趋向 于增加成本、降低冲击强度、和降低熔体流动性。Koevoets等人的欧洲专利申请公开号 2192156A1，描述了包含特定量的聚亚苯基醚、聚酰胺、填料、和多壁纳米管（"碳纤维"）的 组合物。在Koevoets申请中举例说明的组合物充分地应用于许多用途，除了某些机动车用 途（包括侧门槛板和门板），对于表现出增加的导电性、硬度、和熔体流动性，同时基本上保 持耐热性和热膨胀系数的组合物存在需要。
【发明内容】
[0003] 一种实施方式是包括熔融共混包含以下各项的组分的产物的组合物：40至50重 量百分数的聚酰胺-6 ;19至27重量百分数的包含聚（2,6_二甲基-1，4-亚苯基醚）的聚 (亚苯基醚）；15至20重量百分数的滑石；7至12重量百分数的包含以下各项的氢化嵌段 共聚物：聚苯乙烯-聚（乙烯-丙烯）二嵌段共聚物、聚苯乙烯-聚（乙烯-丁烯）_聚苯 乙烯三嵌段共聚物、或它们的组合；其中，氢化嵌段共聚物具有28至37重量百分数的聚苯 乙烯含量；1. 1至1. 7重量百分数的碳纳米管；以及0. 2至1重量百分数的用于聚酰胺-6 和聚（亚苯基醚）的增容剂；其中，所有重量百分数值是基于熔融共混组分的总重量。
[0004] 另一实施方式是包括包含熔融共混包含以下各项的组分的产物的组合物的制品： 40至50重量百分数的聚酰胺-6 ; 19至27重量百分数的包含聚（2,6-二甲基-1，4-亚苯 基醚）的聚（亚苯基醚）；15至20重量百分数的滑石；7至12重量百分数的包含以下各项 的氢化嵌段共聚物：聚苯乙烯-聚（乙烯-丙烯）二嵌段共聚物、聚苯乙烯-聚（乙烯-丁 烯）-聚苯乙烯三嵌段共聚物、或它们的组合；其中，氢化嵌段共聚物具有28至37重量百分 数的聚苯乙烯含量；1. 1至1. 7重量百分数的碳纳米管；以及0. 2至1重量百分数的用于聚 酰胺-6和聚（亚苯基醚）的增容剂；其中，所有的重量百分数值是基于熔融共混组分的总 重量。
[0005] 以下详细描述了这些和其它实施方式。
【附图说明】
[0006] 图1是作为聚（亚苯基醚）含量、聚酰胺类型、和滑石含量函数的挠曲模量的曲线 图。在给定聚（亚苯基醚）含量和滑石含量下，含有聚酰胺-6的组合物比含有聚酰胺-6, 6 的组合物具有更高的弯曲模量。
[0007] 图2是作为聚（亚苯基醚）含量、聚酰胺类型、和滑石含量函数的比体积电阻率的 曲线图。在给定聚（亚苯基醚）含量和滑石含量下，含有聚酰胺-6的组合物比含有聚酰 胺-6, 6的组合物具有更低的体积电阻率（更高的导电性）。
[0008] 图3是作为聚（亚苯基醚）含量、聚酰胺类型、和滑石含量函数的熔体体积流动速 率的曲线图。在给定聚（亚苯基醚）含量和滑石含量下，含有聚酰胺-6的组合物比含有聚 酰胺-6, 6的组合物具有更高的熔体流动性。
【具体实施方式】
[0009] 本发明人已经确定了一种塑性组合物，其提供增大的导电性、硬度、和熔体流动 性，同时基本上保持Koevoets组合物举例说明的耐热性和热膨胀系数。本发明组合物用于 模制包括外侧门槛板和外门板的机动车部件。
[0010] 一种实施方式是包括熔融共混包含以下各项的组分的产物的组合物：40至50重 量百分数的聚酰胺-6 ;19至27重量百分数的包含聚（2, 6-二甲基-1，4-亚苯基醚）的聚 (亚苯基醚）；15至20重量百分数的滑石；7至12重量百分数的包含以下各项的氢化嵌段 共聚物：聚苯乙烯-聚（乙烯-丙烯）二嵌段共聚物、聚苯乙烯-聚（乙烯-丁烯）_聚苯 乙烯三嵌段共聚物、或它们的组合；其中，氢化嵌段共聚物具有28至37重量百分数的聚苯 乙烯含量；1. 1至1. 7重量百分数的碳纳米管；以及0. 2至1重量百分数的用于聚酰胺-6 和聚（亚苯基醚）的增容剂；其中，所有的重量百分数值是基于熔融共混组分的总重量。
[0011] 该组合物可以表现出根据ISO75-2004确定的180至190°C的热挠曲温度，在 23°C下根据ISO178-2010确定的3200至4300兆帕的弯曲模量，如在以下工作实施例中描 述的1X103至5X10 5欧姆-厘米的比体积电阻率，以及50至70微米/米-°C的热膨胀系 数。在一些实施方式中，该组合物进一步表现出在23°C下根据ISO1802006确定的4至10 千焦耳/米2,具体地5至8千焦耳/米 2的缺口悬臂梁冲击强度，以及根据ISO1133-2011 流程B使用280°C的测试温度以及5千克的施加负荷测定的12至25厘米3/10分钟，具体 地15至22厘米 3/分钟的熔体体积流动速率。
[0012] 该熔融共混组分包含聚酰胺_6。聚酰胺-6,也称为尼龙-6、聚已内酰胺、以及CAS 登记号25038-54-4,是广泛的商业可获得的聚合物。聚酰胺-6含有如通过用盐酸滴定确定 的50至80微当量每克的胺末端基团含量。这样的胺末端基团含量促进与聚（亚苯基醚） 的增容作用。聚酰胺-6还具有在90%甲酸中测量的30至50的相对粘度。这种相对低粘 度值提高组合物的熔体流动性。
[0013] 基于熔融共混组分的总重量（其是相当于组合物的总重量），熔融共混组分包含 40至50重量百分数的量的聚酰胺。在此范围内，聚酰胺-6的量可以是42至47重量百分 数。
[0014] 该组合物可以可选地包含最高达8重量百分数的聚酰胺-6, 6 (即，0至8重量百 分数的聚酰胺-6, 6)。聚酰胺-6, 6,也称为尼龙6, 6,聚（环六亚甲基己二酰二胺），以及 CAS登记号32131-17-1，结构上与聚酰胺-6是相似的，但是如在以下工作实施例中示出的， 它未能提供本发明组合物的希望的性能平衡（基于聚酰胺-6)。在一些实施方式中，聚酰 胺-6, 6的量是3至8重量百分数。在其他实施方式中，聚酰胺-6, 6的量是0至1重量百 分数。在一些实施方式中，组合物不包含聚酰胺-6, 6。在一些实施方式中，组合物包含0至 8重量百分数，具体地0至6重量百分数，更具体地0至4重量百分数，更具体地0至1重量 百分数的量的除了聚酰胺-6的所有聚酰胺的总量。在一些实施方式中，组合物不包含除了 聚酰胺-6的所有的聚酰胺。
[0015] 除了聚酰胺_6之外，熔融共混组分包含聚（亚苯基醚）。合适的聚（亚苯基醚） 包括包含具有下式的重复结构单元的那些
[0016]
[0017]其中，每次出现的Ζ1独立地是卤素、C「C12硫经基、C「C12经氧基、C2_C12卤代经氧 基（其中至少两个碳原子分隔卤素和氧原子）、或未取代的或取代的Ci-Cu经基（条件是烃 基基团不是叔烃基）；并且每次出现的Z2独立地是氢、卤素、ci-Cu硫烃基、ci-cdS氧基、 C2-C12卤代烃氧基（其中至少两个碳原子分隔卤素和氧原子）、或未取代的或取代的Ci-Cu 烃基（条件是烃基基团不是叔烃基）。如在本文中使用的，术语"烃基"，无论单独使用，或作 为另一种术语的前缀、后缀、或片段使用，是指仅包含碳和氢的残基。该残基可以是脂肪族 或芳香族、直链、环状、双环、支链、饱和、或不饱和的。它还可以包含脂肪族、芳香族、直链、 环状、双环、支链、饱和和不饱和的烃部分的组合。然而，当烃基残基被描述为取代的时，可 选地，它可以包含取代基残基的碳和氢成员之上和以上的杂原子。因此，当具体地描述为取 代的时，烃基残基还可以包含一种或多种羰基基团、氨基基团、羟基基团等，或在烃基残基 的骨架内，它可以包含杂原子。作为一个实例，Z1可以是通过末端的3, 5-二甲基-1，4-苯 基基团与氧化聚合催化剂的二-正-丁胺组分反应形成的二-正丁基氨基甲基基团。<