CN102702721B - 一种高流动高韧性导电聚苯醚聚酰胺组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高流动高韧性导电聚苯醚聚酰胺组合物及其制备方法，由如下重量份数的组分组成：聚苯醚30-50份，聚酰胺20-55，增韧剂5-20，环氧大豆油2-10份，碳纳米管1-5份、相容剂0.5-1.5份。本发明在材料复合体系中加入了少量的环氧大豆油，改善了材料的流动性和外观。所得的导电聚苯醚聚酰胺复合物具有优良机械性能，表面电阻可以达到102－1010Ω，与环境相容性好，耐热性能高，流动性高，制品表面光泽、实用价值高等一系列突出的优点，十分适用于计算机和电子产品的内部使用，用于对电子产品提供电子屏蔽，防止电子元件受到外部电磁干扰，同时还可以用于汽车的内部和外部元件的汽车车身镶板中，可以根据需要进行静电喷涂。

Description

一种高流动高韧性导电聚苯醚聚酰胺组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种高流动高韧性导电聚苯醚聚酰胺组合物及其制备技术。

背景技术

聚苯醚树脂（PPE或PPO）是五大工程塑料之一，也是工程塑料合金中消费量最大的品种。由于聚苯醚具有优良的物理机械性能、耐热性和电气绝缘性，其吸湿性低、强度高，尺寸稳定性好，高温下耐蠕变性好等优点，目前广泛应用于家电、办公和通讯设备、汽车工业和化工等领域。但是聚苯醚的耐化学溶剂差，成型加工差，而且聚苯醚聚酰胺合金有效的客服了聚苯醚的成型加工性差和耐溶剂性差的缺点，广泛应用于多个领域。

最近，导电的聚苯醚-聚酰胺合金广泛应用汽车的外部件，对材料提出更高的要求，如导电性、高韧性、高耐热、高流动性等。为了实现材料的导电性能，主要是通过添加导电炭黑、碳纤维和碳纳米管来实现。

由于导电物质粘性较大，其加入导致了基体材料的流动性下降过多，对于薄壁之间，成型加工比较困难。其次对基体材料的韧性影响较大，冲击强度下降过多。

对于某些应用领域对材料的韧性要求比较高，制件壁厚比较薄，对材料的流动性要求高，成型加工比较困难的产品，目前的材料就无法满足要求。 

发明内容

本发明的目的是针对现有技术上存在的缺点，提供了一种具有高流动高韧性导电聚苯醚聚酰胺组合物。

为了实现以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种导电聚苯醚聚酰胺组合物，由如下重量份数的组分组成：聚苯醚30-50份，聚酰胺20-55，增韧剂5-20，环氧大豆油2-10份，碳纳米管1-5份、相容剂0.5-1.5份。

在上述聚苯醚组合物中，所述聚苯醚的特性粘度在0.3-0.45dl/g(在30℃下于氯仿中测定)。聚苯醚的特性粘度一般在0.1-0.6 dl/g(在30℃下于氯仿中测定)之间，当聚苯醚的特性粘度大于0.45dl/g时，材料的流动相对较差，而当聚苯醚的特性年度小于0.3 dl/g时，材料的冲击强度较低，韧性较差，本发明发现当聚苯醚在0.3—0.45 dl/g之间，可以获得性能和流动性之间的最佳组合。

在上述聚苯醚组合物中，所述聚酰胺树脂其特征在于存在酰胺基团。尼龙-6和尼龙-66是通常优选的聚酰胺，可以从多种商业渠道购得。但是，其他聚酰胺如尼龙-46、尼龙-1010、尼龙-12、尼龙610等对于聚苯醚聚酰胺树脂的应用也是有用的。各种聚酰胺的混合物以及各种聚酰胺共聚物也是有用的。对于本发明的复合物最优选的聚酰胺是尼龙66和尼龙6。

在上述聚苯醚组合物中，增韧剂的加入主要是防止碳纳米管的加入使得材料力学性能下降。增韧剂的选择必须考虑到其与树脂应有良好的相容性，同时增韧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。本发明中使用的增韧剂为苯乙烯-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SBS和/或这些化合物的混合物。

在上述聚苯醚组合物中，为了达到材料的导电或抗静电的效果，需要添加导电物质，一般的导电物质为炭黑或碳纤维，但是其添加量大，而且对材料的性能损伤较大，本发明为了达到同等目的选用碳纳米管，具有添加量少，同时对基体材料的性能损失较小等优点。本发明所述的碳纳米管可以使用单壁碳纳米管、多壁碳纳米管，其平均直径为5～30nm，平均长度为1～20um，优选使用多壁碳纳米管。

碳纳米管加入，导致了材料的粘度上升，流动性下降，成型加工比较困难，同时由于碳纳米管比较难分散，制件外观比较差，为了解决材料的成型加工问题，本发明通过添加少量的环氧大豆油，可以提高材料的流动性能，解决碳纳米管的分散性，改善材料的成型加工性能。评价环氧大豆油质量的优劣，其主要指标环氧值当然越高越好。由于聚苯醚组合物的加工时温度很高，致使部分热稳定性差的环氧基团自行开环破裂，起不到本发明的目的。本发明所述的环氧大豆油优选环氧值大于等于6.6，但是不局限于此。

为了改善聚苯醚和聚酰胺的相容性，需要添加一定数量的相容剂，本发明所使用的相容剂为羧酸类的多官能化合物，包括羧酸、马来酸，和至少包括上述物质的混合物。

本发明的聚苯醚组合物中还可以进一步含有其它的添加剂，如增塑剂、稳定剂、脱模剂、填料、染料、颜料和其它赋予其它特性的树脂，只要不损害本发明的效果即可。

本发明的聚苯醚组合物可以通过用例如挤出机（单螺杆或双螺杆挤出机）、热滚、捏合机、混炼机等捏合而制备，在这些当中，从生产效率的角度来讲，优选用单螺杆或双螺杆挤出机来制备共混物，挤出的温度通常为230-330℃，优选250-310℃。其次，我们还发现，通过采用以下生产方法制备的组合物，材料具有较佳的相容性，而且对加工设备和螺杆组合工艺适应性广，制备方法如下：1）将聚苯醚、增韧剂、相容剂先进行反应，制备成一步料。2）然后将一步料、聚酰胺、环氧大豆油混合从主喂料加入，碳纳米管从侧喂料加入，通过熔融共混制备该组合物。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的高流动高韧性导电聚苯醚聚酰胺组合物，由于在材料复合体系中加入了少量的环氧大豆油，改善了材料的流动性和外观。所得的导电聚苯醚聚酰胺复合物具有优良机械性能，表面电阻可以达到102－1010Ω，与环境相容性好，耐热性能高，流动性高，制品表面光泽、实用价值高等一系列突出的优点，十分适用于计算机和电子产品的内部使用，用于对电子产品提供电子屏蔽，防止电子元件受到外部电磁干扰，同时还可以用于汽车的内部和外部元件的汽车车身镶板中，可以根据需要进行静电喷涂。

具体实施方式

下述实施例将对本发明进行进一步详述，但是本发明不应受到这些实施例的限制。

各实施例制备的复合物按标准尺寸注塑成测试用的标准样条，各实施例中的物理性能分别按国际标准进行测试。

材料的流动性主要通过MFI值来评价，测试条件为280度，负荷5kg。

外观评价主要通过注塑成型样板，观测样板表面的外观是否光亮，有无流痕、分层等外观缺陷。

本发明由下面实施例1～7验证，具体的制备方法为，（1）将聚苯醚、增韧剂、相容剂先进行反应，制备成一步料。挤出过程中的挤出温度为260-290℃。（2）然后将一步料、聚酰胺、环氧大豆油混合从主喂料加入，碳纳米管从侧喂料加入，通过熔融共混制备该组合物。挤出温度在250-290℃。

 表1

 表2

  说明：实施例中的PPE LXR035、PPE LXR040、PPE LXR050的特性粘度分别为为0.35、0.40、0.5。

Claims (7)

1.一种导电聚苯醚聚酰胺组合物，其特征在于由如下重量份数的组分组成：聚苯醚30-50份，聚酰胺20-55，增韧剂5-20，环氧大豆油2-10份，碳纳米管1-5份、相容剂0.5-1.5份，所述环氧大豆油的环氧值大于或等于6.6；所述聚苯醚在30℃下于氯仿中测定的特性粘度在0.3-0.45dl/g。

2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于所述聚酰胺为尼龙6、尼龙66或其混合物。

3.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于所述增韧剂为苯乙烯-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SBS或其混合物。

4.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于所述的碳纳米管为单壁碳纳米管、多壁碳纳米管或其组合。

5.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于所述的相容剂为柠檬酸、马来酸酐或其组合。

6.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于还添加有增塑剂、稳定剂、脱模剂、染料、颜料或填料。

7.权利要求1所述导电聚苯醚聚酰胺组合物的制备方法，其特征在于包括如下步骤：（1）将聚苯醚、增韧剂、相容剂先进行反应，制备成一步料；（2）然后将一步料、聚酰胺、环氧大豆油混合从主喂料加入，碳纳米管从侧喂料加入，通过熔融共混制备该组合物。