高导热抗静电pc/abs合金及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及的是一种高分子新材料领域的技术，具体是一种导热系数达到4. 26W/ m?K、表面电阻达到2. 1*108D的PC/ABS合金及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚碳酸酯（PC)是性能优异的工程塑料，具有良好的综台性能，机械强度高、耐冲 击韧性好、尺寸稳定、耐热较好、电绝缘性好；丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS)，具有优 异的耐冲击性、良好的低温性能和耐化学药品性、尺寸稳定性好、流动性好，易于加工。PC/ ABS合金产品既保留PC树脂的机械强度和韧性、耐热性、尺寸稳定性，又具有ABS优良的低 温抗冲击性、加工流动性，因此是制造汽车内外饰件、家电外壳和电子通讯器材外壳等理想 材料。
[0003] 但应用于家电（如液晶电视外壳、个人电脑外壳、LED灯散热器等）、通讯器材（如 智能手机外壳、无线路由器等）等领域时，往往因设备工作时产生的热量不能及时地导出 并扩散到环境中，从而导致设备工作效率降低、使用寿命减少等问题，因此开发高导热的 PC/ABS合金的前景广阔。同时应用于智能手机、个人电脑等设备时为了避免壳体因静电而 吸引灰尘、杂质等，可提高PC/ABS合金的抗静电性。
[0004] 针对PC/ABS导热改性通常方法是添加高导热填料如金属、金属氧化物、金属氮化 物、石墨、碳纳米管等，抗静电改性通常添加抗静电剂、金属粉末、碳基填料等，韧性改善通 常添加增韧剂。
[0005] 经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN102604358A，公开了一种导热抗 静电PC/ABS材料及其制备方法，该技术该PC/ABS材料，按重量百分比含量，由以下组分组 成：PC树脂30 - 50%，ABS树脂10 - 25%，导热粉20 - 35%，抗静电剂10 - 20%，相容剂 2. 5 - 5. 5 %，增韧剂4 - 7 %，润滑剂0. 1 - 0. 5 %，抗氧剂0. 1 - 1 %，抗紫外剂0. 1 - 1 % ;其 中，所述导热粉采用偶联剂处理过。但合金不耐冲击且导热性不高。
[0006] 中国专利文献号CN104004338A，公开了一种高分子材料领域的耐水解抗静电PC/ ASA合金及其制备方法，通过将PPR-MWCNT复合物和ASA-g-MAH接枝共聚物以及用双酚 A与环氧氯丙烷通过缩聚反应制得双酚A型环氧树脂（EP-E51)与聚碳酸酯（PC)共混挤出 得到。但该现有技术与本发明相比，其无法解决的技术问题包括合金同时具有高的导热性 及高抗静电性。
【发明内容】
[0007] 本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种高导热抗静电PC/ABS合金及其 制备方法，由于添加了含有表面处理的纳米氮化硼（BN)、纳米氮化铝（A1N)和纳米氮化硼 (BN)及氮化铝（A1N)接枝的多壁碳纳米管（MWCNTs)，提高了合金的导热性且三者具有协同 作用；由于添加了纳米氮化硼（BN)和氮化铝（A1N)接枝的多壁碳纳米管（MWCNTs)，提高了 合金的抗静电性；由于添加聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT)-聚丁二醇（PTMG)嵌段共聚物， 使得合金材料具有较高常温、低温冲击韧性。
[0008] 本发明是通过以下技术方案实现的：
[0009] 本发明涉及一种高导热抗静电PC/ABS合金的制备方法，通过将PC、ABS、PBT-PTMG 和助剂均匀混合后加入双螺杆挤出机，然后加入经混合后的稀土离子表面改性处理的纳米 BN、纳米A1N和MWCNTs-BN-A1N进行熔融共混，挤出即得PC/ABS合金。
[0010] 上述组分的重量配比优选为：PC:ABS:稀土离子表面改性的纳米BN和纳米A1N复 配物：稀土离子表面改性的MWCNTs-BN-AIN:PBT-PTMG:助剂比例为（60~40) : (40~ 60) : (20 ~50) : (3 ~15) : (3 ~12) : (0? 1 ~4)。
[0011] 所述的MWCNTs-BN-A1N，即纳米氮化硼及氮化铝接枝的多壁碳纳米管，通过将羧 酸化的多壁碳纳米管经纳米氮化硼氮化铝接枝处理得到。
[0012] 所述的稀土离子表面改性处理的纳米BN和纳米A1N复配物中纳米BN和纳米A1N 的比例优选为2:3。
[0013] 所述的羧酸化是指：将多壁碳纳米管置于混合酸环境下油浴加热得到。
[0014] 所述的稀土离子表面改性处理是指：将纳米BN、纳米A1N和MWCNTs-BN-A1N分 别置于稀土醋酸盐溶液中超声分散处理并干燥得到，其中的纳米BN、纳米A1N和MWCNTs-BN-A1N优选经去离子水和无水乙醇处理。
[0015] 所述的均匀混合中，优选进一步加入助剂，该助剂包括但不限于抗氧剂1010、抗紫 外剂、润滑剂以及热稳定剂。
[0016] 所述的PBT-PTMG是聚对苯二甲酸丁二醇酯-聚丁二醇嵌段共聚物，优选低硬度 高韧性的PBT-PTMG聚醚酯弹性体。
[0017] 本发明涉及上述制备得到的PC/ABS合金，该合金在23°C下的悬臂梁缺口冲击强 度（J/m)为305~465 ; - 30°C下的悬臂梁缺口冲击强度（J/m)为227~349 ;热导率为 2. 47 ~4. 26W/m?k，表面电阻为 2. 1 ~42 ? 108Q。 技术效果
[0018] 与现有技术相比，本发明的技术效果包括：采用不同形状及尺寸的纳米BN、纳米 A1N和MWCNTs-BN-A1N填充PC/ABS合金，使得PC/ABS合金具有高导热性的同时具有高的 抗静电性，另外由于添加聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT)-聚丁二醇（PTMG)嵌段共聚物，使得 PC/ABS合金材料具有较高常温、低温冲击韧性。
【具体实施方式】
[0019] 下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行 实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施 例。
[0020] 以下实施例使用的聚碳酸酯为GE公司的双酚A型聚碳酸酯PClexanl41R，分子量 为25000 -28000g/mol。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物使用台湾奇美实业的ABS747S，丁 二烯含量为20 - 40wt%。PBT-PTMG嵌段共聚物使用LG化学公司的PBT-PTMG嵌段共聚 物，牌号为KEYFLEXBT1028D，邵氏硬度为28D。纳米氮化硼使用北京德科岛金科技有限公 司的DK-BN- 001，平均粒径为50nm。纳米氮化铝使用北京德科岛金科技有限公司的DK-A1N- 001，平均粒径为30nm。多壁碳纳米管使用北京德科岛金科技有限公司的CNT103,管 径8~15nm，长度约为50ym。稀土醋酸盐使用的是南京细诺化工科技有限公司的醋酸 铥。抗氧剂使用四[0 _ (3,5 -二特丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇醋，商品名为 IrganoxlOlO,瑞士汽巴精化公司生产。 以下实施例中使用德国Coperion公司生产的ZSK- 26Mc双螺杆挤出机。 实施例
[0021] 本实施例包括以下步骤：
[0022] 步骤1、多壁碳纳米管羧酸化处理
[0023] 1. 1)将MWCNTslOg、硝酸50mL、硫酸150mL加入1000mL带有冷凝管的烧瓶中，强力