CN101134840A

CN101134840A - 一种耐冲击的导电聚苯醚复合物及其制备方法

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Publication number: CN101134840A
Application number: CNA2006100373572A
Authority: CN
Inventors: 薄文海; 叶南飚; 蔡彤旻; 徐依斌
Original assignee: Shanghai Kingfa Science and Technology Co Ltd; Guangzhou Kingfa Science and Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Kingfa Science and Technology Co Ltd; Guangzhou Kingfa Science and Technology Co Ltd
Priority date: 2006-08-29
Filing date: 2006-08-29
Publication date: 2008-03-05

Abstract

本发明涉及一种高分子复合物材料，公开了一种耐冲击的导电聚苯醚复合物及其制备方法。本发明的耐冲击导电聚苯醚复合物，包括聚苯醚树脂60～76重量％，炭黑17～25重量％，冲击改性剂3～20重量％和磷酸脂1～10重量％。采用高速预混合分散一次挤出工艺制得。本发明的复合物解决了现有技术中导电聚苯醚树脂中出现的机械性能降低、稳定性差等问题，具有力学性能好、易加工成型等优点，适用于电子器件的包装物。

Description

一种耐冲击的导电聚苯醚复合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种高分子复合物材料，具体的说，涉及一种耐冲击的导电聚苯醚复合物及其制备方法。

背景技术

电子器件在生产、运输和使用过程中都需要包装用的容器来承载和防护，为了防止电子器件和容器之间摩檫产生的静电而导致电子器件的损坏，这些容器全部使用导电的塑料制作而成。

现有导电塑料主要组成是由塑料与导电的碳黑、碳纤维或碳纳米管和多种添加剂复合而成。碳纤维和碳纳米管具有用量小，对材料的机械性能影响小的特点，但是成本比碳黑高许多，市场上目前主要还是以碳黑为主。

用于制造导电塑料的主要塑料品种有聚丙烯树脂、聚氯乙烯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇脂、高抗冲聚苯乙烯树脂、聚苯醚、ABS树脂和聚碳酸脂树脂。在这些树脂中，聚苯醚树脂和聚碳酸脂树脂的耐热较高可以达到100℃以上。但是无论是何种树脂，如果加入大量的碳黑，对材料的机械性能和加工性能影响较大，特别是材料的冲击性能受影响最大，聚苯醚同样面临着同样的问题。因此，如何解决大量碳黑的加入对材料的机械性能和加工性能的影响问题，显得非常重要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有导电塑料由于大量碳黑的加入导致机械性能和加工性能受到影响的问题，提供一种能够保留聚苯醚优良机械性能且表面电阻可以达到10²-10¹⁰Ω的耐冲击的导电聚苯醚复合物。

本发明的另一目的在于提供上述复合物的制备方法。

本发明的耐冲击导电聚苯醚复合物，包括聚苯醚树脂60～76重量％，碳黑17～25重量％，冲击改性剂3～20重量％和磷酸脂1～10重量％。

上述聚苯醚树脂包括所有己知的聚苯醚树脂，优选聚(2，6-二甲基苯)醚以及2，6-二甲基苯酚与2，3，6-三甲基苯酚的共聚树脂。在25℃氯仿中测定的特征粘度通常大约在0.20～0.60dl/g之间，最好选用特征粘度0.35～0.52dl/g之间的树脂。可以使用一种单独特性粘度的聚苯醚树脂，也可以选用几种不同特性粘度的聚苯醚树脂复合物。

上述碳黑是指DBP吸收量(毫升/100克)在100～170的导电碳黑或其混合物。可以选用炉法导电碳黑、槽法导电碳黑或者乙炔导电碳黑。其加入量应能使其表面电阻可以达到10²-10¹⁰Ω。最好控制在10⁴-10⁸Ω。如果其表面电阻小于10²，则电流可能损坏电子器件；如果其表面电阻大于10¹⁰，则不能获得足够的抗静电效果。

上述磷酸脂是指芳香类磷酸脂，如间苯二酚双磷酸脂或双酚A双(磷酸二苯脂)，可以选用一种或几种磷酸脂。由于磷酸脂对碳黑有较好润湿效果，可以增强碳黑与聚苯醚聚酰胺的相容性，改进碳黑在聚苯醚聚酰胺中的分散效果，降低由于碳黑的加入对材料力学性能的损失，提高材料的力学性能。

上述冲击改性剂为苯乙烯异戊二烯苯乙烯嵌段共聚物(SIS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、苯乙烯丙烯酸丁酯二元接枝改性乙丙橡胶(EPDM-g-St/BA)中的一种或几种的混合物。冲击改性剂的加入主要是防止碳黑的加入使得材料力学性能下降。冲击改性剂的选择必须考虑到其与树脂应有良好的相容性，同时冲击改性剂在材料基体中要形成适当的相结构才能更有效地提高增韧效果。

在上述耐冲击的导电聚苯醚复合物中，还可加入高抗冲聚苯乙烯1～20重量％。高抗冲聚苯乙烯是指以合成橡胶和聚苯乙烯共混制成的耐冲击聚苯乙烯，其与聚苯醚相容性好，二者可以以任一比例混合，加入后可以改善聚苯醚的加工性能，但是加入的比例不能过大，超过40重量％后对材料的耐热性影响较大，无法满足电子器件容器的耐热要求。

在上述耐冲击的导电聚苯醚复合物中，还可加入抗氧剂0.2～1.5重量％。所述抗氧剂为酚类、亚磷酸酯类、含硫酯类、金属钝化剂中的一种或几种的混合物，其中适合用于本体系的酚类抗氧剂有2，4，6-三叔丁基苯酚、2，2亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)(抗氧剂2246)或四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]寄戊四醇脂(抗氧剂1010)；亚磷酸酯类抗氧剂有亚磷酸三(壬基苯基)(抗氧剂TNPP)或亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)脂(抗氧剂168)；含硫酯类抗氧剂为硫代二丙酸二月桂脂(抗氧剂DLTP)或硫代二丙酸二(十八)脂(抗氧剂DSTP)；金属钝化剂抗氧剂有N，N’-二乙酰基己二酰基二酰肼(钝化剂GI-09-367)、N-亚水杨基-N-水杨酰肼(钝化剂SSH)或双水杨酰肼(钝化剂BSH)。因为亚磷酸酯类同样能够消除由热产生过氧化基团，因而也起到防止老化的作用。

在上述耐冲击的导电聚苯醚复合物中，还可加入偶联剂0.2～5.0重量％。所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或几种的混合物，如γ-氨丙基三乙氧基硅烷(硅烷偶联剂KH550)、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷(硅烷偶联剂KH570)、γ-氯代丙基三甲氧基硅烷(硅烷偶联剂A-143)、β-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷(硅烷偶联剂A186)、磺酰叠氮硅烷、三异硬脂酸基钛酸异丙脂(钛酸脂偶联剂TTS)、二异硬脂酰基钛酸乙二脂(KR-201)。偶联剂改善了碳黑和树脂、增韧改性剂之间的相容性，增强它们之间界面的粘合力，提高材料的力学性能。

本发明的耐冲击导电聚苯醚的复合物的制备方法是采用高速预混合分散一次挤出工艺。先将聚苯醚树脂、冲击改性剂、抗氧剂、偶联剂和及其它添加剂经高速混合机分散混合后直接进入双螺杆挤出机加工，碳黑通过侧向喂料进入双螺杆挤出机加工，经挤出、冷却、干燥、切粒和包装。螺筒各分区温度应保持在220～270℃之间；双螺杆挤出机长径比为32～40，螺杆转速为300～500转/分钟。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的耐冲击导电聚苯醚复合物，由于在材料复合体系中加入了磷酸脂，既降低了冲击改性剂的用量，又提高了产品的机械性能。所得的耐冲击导电聚苯醚复合物具有优良机械性能，冲击性能好，表面电阻可以达到10²-10¹⁰，与环境相容性好，耐热性能高，流动性高，制品表面光泽细腻、实用价值高等一系列突出的优点，十分适用于电子器件的容器。

具体实施方式

本发明的耐冲击的导电聚苯醚复合物的制备步骤为：

采用高速预混合分散一次挤出工艺。先将聚苯醚树脂、高抗冲聚苯乙烯、磷酸脂、冲击改性剂、抗氧剂、偶联剂和及其它添加剂经高速混合机分散混合后直接进入双螺杆挤出机加工，碳黑通过侧向喂料进入双螺杆挤出机加工，经挤出、冷却、干燥、切粒和包装。螺筒各分区温度应保持在240～270℃。双螺杆挤出机长径比为38，螺杆转速为400转/分钟。

按照上述制备方法，本实施例采用聚苯醚为特征粘度在0.40dl/g的聚苯醚，丁二烯橡胶含量为3～10％的HIPS，碳黑为卡博特生产的导电碳黑XC605，冲击改性剂为SEBS，磷酸脂是美国大湖公司的间苯二酚双磷酸脂RDP。其具体配方及所得复合物按国家标准测试的物理性能见表1。

表1 实施例配方表及复合物性能检测结果

Claims

1.一种耐冲击的导电聚苯醚复合物，其特征在于包括聚苯醚树脂60～76重量％，碳黑17～25重量％，冲击改性剂3～20重量％和磷酸脂1～10重量％；所述磷酸脂为不含卤类的芳香类磷酸类化合物。

2.根据权利要求1所述的导电聚苯醚复合物，其特征在于还含有高抗冲聚苯乙烯1～20重量％；所述高抗冲聚苯乙烯是指以合成橡胶和聚苯乙烯共混制成。

3.根据权利要求1或2所述的导电聚苯醚复合物，其特征在于还含有抗氧剂0.2～1.5重量％；所述抗氧剂为酚类、亚磷酸酯类、含硫酯类、金属钝化剂中的一种或几种的混合物。

4.根据权利要求3所述的导电聚苯醚复合物，其特征在于还含有偶联剂0.2～5.0重量％；所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或几种的混合物。

5.根据权利要求1所述的导电聚苯醚复合物，其特征在于所述碳黑是指DBP吸收量在100～170的导电碳黑或其混合物。

6.根据权利要求1所述的导电聚苯醚复合物，其特征在于所述冲击改性剂为苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯丙烯酸丁酯二元接枝改性乙丙橡胶中的一种或几种的混合物。

7.根据权利要求1所述的导电聚苯醚复合物，其特征在于所述芳香类磷酸类化合物为间苯二酚双磷酸脂或磷酸二苯脂或其混合物。

8.根据权利要求3所述的导电聚苯醚复合物，其特征在于所述酚类抗氧剂为2，4，6-三叔丁基苯酚、2，2’亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)或四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]寄戊四醇脂；亚磷酸酯类抗氧剂为亚磷酸三(壬基苯基)或亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)脂；含硫酯类抗氧剂为硫代二内酸二月桂脂或硫代二丙酸二(十八)脂；金属钝化剂抗氧剂为N，N’-二乙酰基己二酰基二酰肼、N-亚水杨基-N‘-水杨酰肼或双水杨酰肼。

9.根据权利要求4所述的导电聚苯醚复合物，其特征在于所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、γ-氯代丙基三甲氧基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、磺酰叠氮硅烷、三异硬脂酸基钛酸异丙脂或二异硬脂酰基钛酸乙二脂。

10.权利要求4所述导电聚苯醚复合物的制备方法，其特征在于包括如下步骤：先将聚苯醚树脂、冲击改性剂、抗氧剂、偶联剂和及其它添加剂经高速混合机分散混合后直接进入双螺杆挤出机加工，碳黑通过侧向喂料进入双螺杆挤出机加工，经挤出、冷却、干燥、切粒和包装。