导电增强型pc/pbt树脂组合物及其制备方法

文档序号:10588255阅读:633来源:国知局
导电增强型pc/pbt树脂组合物及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种导电增强型PC/PBT树脂组合物及其制备方法,所述组合物按重量百分比,包括以下组分:PC树脂50%?60%;PBT树脂30%?45%;MBS共聚物3%?7%;导电碳黑0.3%~3%。树脂组合物的制备方法具有以下特征:向挤出机的第一喂料口加入PC树脂,向第二喂料口加入PBT树脂、MBS共聚物和导电碳黑。利用本发明制备的树脂组合物具有稳定的双连续相结构,而碳黑会选择性分散在相界面,在双连续相结构结合相界面分散的前提下,碳黑可以在较低含量下就形成导电通路,降低碳黑的逾渗阀值,使组合物兼具良好的导电性能和冲击性能。
【专利说明】
导电増强型PC/PBT树脂组合物及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及高分子材料加工技术领域,具体涉及一种导电增强型PC/PBT树脂组合 物及其制备方法。
【背景技术】
[0002] PC/PBT树脂组合物具有较好的能量吸收效果,且在不同的环境温度下具有较好的 稳定性,因此,在对安全性要求越来越高的汽车内外饰领域具有广阔的应用前景。汽车内外 饰一般都有电镀或喷涂后加工,而静电喷涂由于其喷涂效率高、环境污染少越来越受关注, 因此,兼具高导电率和高冲击强度的材料越来越受到青睐。现有技术中也已有不少相关的 专利。比如公开号为CN1024247的专利公开了一种导电型PC/PBT复合材料及其制备方法,通 过添加 15%-20%的碳纤维实现材料的导电性能。但是,复合材料的抗冲性能较差,约在 lOOJ/m,而且这么大量碳纤维的加入使得成本大大提高;再比如公开号为CN1445282的专利 公开了一种导电型PA/PPE树脂组合物及其制备方法,但是由于PA/PPE属于完全不相容体 系,通过反应增容也只能形成海-岛结构,导电性能的提升只能通过增加导电炭黑的含量来 实现,而碳黑含量的提高就必定会使得冲击性能下降。

【发明内容】

[0003] 针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种导电增强型PC/PBT树脂组合物 及其制备方法。
[0004] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
[0005] 本发明提供了一种导电增强型PC/PBT树脂组合物,所述的PC/PBT树脂组合物包含 以下重量百分比的各组分: PC 树脂 50%-·%;:
[0006] PBT 树脂 3:0%-45%; MBS共聚物 3%-7%;
[0007] 导电碳黑 0.3%-3%。
[0008] 优选地,所述的PC/PBT树脂组合物包含以下重量百分比的各组分: PC 树脂 50%-55%; PBT 树脂 40%-45%;
[0009] MBS共聚物 5%-7%; 导电碳黑 1%_3%。
[0010] 优选地,所述的聚碳酸酯为双酚A型聚碳酸酯,其重均分子量为2.0~3.5 X 104g/ mol 〇
[0011] 优选地,所述的PBT树脂(聚对苯二甲酸丁二醇酯)的特性粘度为0.6~1.5dl/g。
[0012]优选地,所述的MBS共聚物(甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物)是核壳结构,核是 直径为100-30011111的丁二烯相球状芯核,丁二烯的重量含量为50-80%。
[0013] 优选地,所述的导电碳黑为纳米级,平均颗粒尺寸小于200纳米。导电碳黑粒径过 大,会导致体积份数下降,比表面积减小,不易形成导电通路。
[0014] 优选地,所述的导电碳黑是经表面修饰的,表面带有-C00H基团。
[0015] 本发明还提供了一种导电增强型PC/PBT树脂组合物的制备方法,包括以下步骤:
[0016] S1、称取以下重量百分比的各组分:PC树脂:50%-60% ;PBT树脂:30%-40%;MBS 共聚物导电碳黑:0.3%-3%;
[0017] S2、将PC树脂从挤出机的第一喂料口加入,向第二喂料口加入PBT树脂、MBS共聚物 和导电碳黑,熔融共混,制备得到所述导电增强型PC/PBT树脂组合物。
[0018] 优选地,步骤S2中,所述挤出机螺杆转速为200-500rpm,熔融温度为250-280°C。 [0019]本发明首先从材料属性出发,选择PC和PBT树脂组合物,PC和TOT树脂组合物在熔 融混炼时的剪切状态下容易发生热力学相容,而在出挤出口模后的零剪切状态下会发生 Spinodal旋节线相分离,从而形成双连续相结构。本专利的发明人通过大量的实验发现纳 米粒子的引入可以稳定树脂组合物的双连续相结构;本发明再结合挤出工艺的控制进一步 使得纳米炭黑分散在PC/PBT组合物的相界面:如果PC树脂、PBT树脂、MBS共聚物和导电炭黑 都从第一喂料口加入,炭黑很容易分散在低熔体粘度的PBT相;而如果采取PC树脂从第一喂 料口加入而PBT树脂、MBS共聚物和炭黑从第二喂料口加入的方式,炭黑倾向于向已经熔融 的PC相迀移,而且,经修饰表面带-C00H基团的炭黑也容易向PC相迀移,与PC的端-OH发生反 应;再者,MBS与PC的相容性优于MBS与PBT的相容性,因此MBS也倾向于向PC迀移,会进一步 带动炭黑向PC相迀移。
[0020] 利用本发明制备的树脂组合物具有稳定的双连续相结构,而碳黑会选择性分散在 相界面,在双连续相结构结合相界面分散的前提下,碳黑可以在较低含量下就形成导电通 路,降低碳黑的逾渗阀值,使组合物兼具良好的导电性能和冲击性能。
[0021] 现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
[0022] 1、本发明通过材料设计,利用纳米粒子稳定树脂组合物的双连续相结构,再通过 组分设计和工艺优化,使碳黑会选择性分散在相界面。在双连续相结构结合相界面分散的 前提下,碳黑可以在较低含量下就形成导电通路,降低碳黑的逾渗阀值,因此,组合物的冲 击性能不会明显降低。
[0023] 2、本发明制备的组合物表现出最高105Ω/πι2的表面电阻率和根据ASTM D256测定 的至少约600J/m在23°C测定的缺口 Izod冲击强度。
【具体实施方式】
[0024]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术 人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术 人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明 的保护范围。
[0025]本发明的PC/PBT树脂组合物在熔融混炼时容易发生热力学相容,而在出口模后容 易发生Spinodal旋节线相分离,从而形成双连续相结构。在纳米粒子选择性分散在双连续 相结构的相界面上,一方面可以稳定双连续相结构,另一方面又可以在较低碳黑含量下就 形成导电网络通路,降低碳黑的逾渗阀值。那么如何才能让碳黑选择性分散在相界面?本发 明通过两个技术点实现:(1)选择纳米级的经表面修饰的碳黑;(2)工艺优化:采取PC从第一 喂料口加入,而其他组分从第一喂料口加入的方式。
[0026] 实施例1-4 [0027]米用的原材料为:
[0028] PC树脂,重均分子量为3 · 0 X 104g/mol;
[0029] PBT树脂,特性粘度为1.0dl/g;
[0030] MBS共聚物,粒径为300nm,丁二烯重量百分含量为60 % ;
[0031 ] 经表面修饰的导电碳黑,平均尺寸约100nm,表面带-C00H;例如Akzo Nobel公司生 产的Ketjenblack EC_6〇OJD〇
[0032]按照表1所示的重量百分比称取各组分,之后采用如下方法制备所述热塑性树脂 组合物:
[0033]步骤1,按照重量份数称取各组分;
[0034] 步骤2,将PBT树脂、MBS共聚物和导电碳黑在高速混合机中充分混合10min,得混合 物;
[0035] 步骤3,将PC树脂从双螺杆挤出机的第一喂料口进入,而步骤2所得的预混物从第 二喂料口进入,经过熔融挤出、冷却、干燥、切粒,即得所述的热塑性树脂组合物。
[0036] 对比例1-2 [0037]米用的原材料为:
[0038] PC树脂,重均分子量为3 · 0 X 104g/mol;
[0039] PBT树脂,特性粘度为1.0dl/g;
[0040] MBS共聚物,粒径为300nm,丁二烯重量百分含量为60 % ;
[0041 ] 经表面修饰的导电碳黑,平均尺寸约100nm,表面带-C00H;
[0042]按照表1所示的重量百分比称取各组分,之后采用如下方法制备所述热塑性树脂 组合物:
[0043]步骤1,按照重量份数称取各组分;
[0044] 步骤2,将PC树脂、PBT树脂、MBS共聚物和导电碳黑在高速混合机中充分混合 10min,得混合物;
[0045] 步骤3,将预混物全部从双螺杆挤出机的第一喂料口进入,经过熔融挤出、冷却、干 燥、切粒,即得所述的热塑性树脂组合物。
[0046] 对比例3
[0047] 对比例3的制备方法与实施例1相同,各组分的重量份数如表2所示,不同之处仅在 于:本对比例采用的导电碳黑粒径为350nm。例如Cabot公司生产的BLACK PEARLS430。
[0048] 对比例4
[0049] 对比例3的制备方法与实施例2相同,各组分的重量份数如表2所示,不同之处仅在 于:本对比例采用的导电碳黑未经表面修饰,表面不带-C00H。例如Cabot公司生产的BLACK PEARLS 160〇
[0050] 对比例5-7
[0051 ]对比例5-7的制备方法与实施例相同,各组分的重量份数如表2所示。
[0052]将实施例和对比例制备的树脂组合物放置于100 °C的烘箱中干燥12h以上,除去水 分;然后进行注射成型制备样品。物性测试遵循如下试验方法:基于ASTM D-256标准测定常 温(23°C)和低温(_30°C)l/8〃Izod缺口冲击强度;基于ASTM D-648标准测定1.82MPa的热变 形温度。表面电阻率按IEC60093标准测试。
[0053]实施例1-4和对比例1-2的原料重量百分比及其制备的树脂组合物的性能列于下 表1,对比例3-7的原料重量百分比及其制备的树脂组合物的性能列于下表2。

[0058] 从实施例和对比例的实验结果可以看出,依据本发明制备的PC/PBT热塑性树脂组 合物,兼具优异的缺口冲击性能和导电性能。
[0059] 本发明通过材料设计,利用纳米粒子稳定树脂组合物的双连续相结构,再通过组 分设计和工艺优化,使碳黑会选择性分散在相界面。在双连续相结构结合相界面分散的前 提下,碳黑可以在较低含量下就形成导电通路,降低碳黑的逾渗阀值,因此,组合物的冲击 性能不会明显降低。
[0060] 本发明具体应用途径很多,以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出,以上 实施例仅用于说明本发明,而并不用于限制本发明的保护范围。对于本技术领域的普通技 术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进,这些改进也应视为本发 明的保护范围。
【主权项】
1. 一种导电增强型PC/PBT树脂组合物及其制备方法,其特征在于,所述的PC/PBT树脂 组合物包含以下重量百分比的各组分: PC 树脂 50%-60%; PBT 树脂 30%-45%; MBS共聚物 3%-7%; 导电碳黑 0. 3%-3%。2. 根据权利要求1所述的导电增强型PC/PBT树脂组合物,其特征在于,所述的聚碳酸酯 为双酸A型聚碳酸酯,其重均分子量为2.0~3.5 X 104g/mol。3. 根据权利要求1所述的导电增强型PC/PBT树脂组合物,其特征在于,所述的PBT树脂 的特性粘度为0.6~1.5dl/g。4. 根据权利要求1所述的导电增强型PC/PBT树脂组合物,其特征在于,所述的MBS共聚 物是核壳结构,核是直径为100_300nm的丁二烯相球状芯核,丁二烯的重量含量为50-80%。5. 根据权利要求1所述的导电增强型PC/PBT树脂组合物,其特征在于,所述的导电碳黑 为纳米级,平均颗粒尺寸小于200纳米。6. 根据权利要求1或5所述的导电增强型PC/PBT树脂组合物,其特征在于,所述的导电 碳黑是经表面修饰的,表面带有-COOH基团。7. -种根据权利要求1所述的导电增强型PC/PBT树脂组合物的制备方法,其特征在于, 包括以下步骤: 51、 按重量百分比称取各组分; 52、 将PC树脂从挤出机的第一喂料口加入,向第二喂料口加入TOT树脂、MBS共聚物和导 电碳黑,熔融共混,制备得到所述导电增强型PC/PBT树脂组合物。8. 根据权利要求7所述的导电增强型PC/PBT树脂组合物的制备方法,其特征在于,步骤 32中,所述挤出机螺杆转速为200-500印111,熔融温度为250-280°(:。
【文档编号】C08L51/04GK105949739SQ201610410619
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月13日
【发明人】单桂芳, 于云安, 周霆, 罗明华, 辛敏琦
【申请人】上海锦湖日丽塑料有限公司
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