CN102964806B - 一种增强型高耐热导电聚苯醚尼龙合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种增强型高耐热导电聚苯醚尼龙合金，所述的增强型高耐热导电聚苯醚尼龙合金由以下重量配比的原料制成：聚苯醚10-50%，尼龙10-40%，导电剂5-30%，增强纤维10-40%，相容剂5-15%，增韧剂2-20%，分散剂0.2-2%，抗氧剂0.2-0.6%。本发明还提供这种合金的制备方法。本发明优点在于：本发明采用合适的相容剂，改善了聚苯醚与尼龙及玻纤之间的相容性，优化了合金的加工性能；该聚苯醚合金具有优异的导电性能、力学性能、耐热性、易加性等优点，同时其吸水率较纯尼龙更低，尺寸稳定性更好，强度更高，耐化学品性更为优异，更具应用前景。

Description

一种增强型高耐热导电聚苯醚尼龙合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，具体地说，是一种增强型高耐热导电聚苯醚尼龙合金及其制备方法。
背景技术
聚苯醚（PPO）具有良好的力学性能、化学稳定性、介电性能、耐热性及阻燃性，是一种高性能的热塑性工程塑料。但是PPO分子链刚性较大，缺口冲击非常敏感，同时由于其较高的熔体粘度，使其不能注塑成型，因此极大的限制了其应用。PPO很少单独使用，90%以上的商品化产品均为与其他高分子聚合物共混或进行化学改性。尼龙作为一种性能优异、广泛应用的最坚韧的热塑性工程塑料之一，其加工流动性好，易于加工成型；由于其分子结构中的酰胺键，易形成氢键，因而使其具有优异的力学性能、热性能、耐寒性和抗蠕变性，但也正是因为氢键的存在使其吸水率高、尺寸稳定性差。PPO及PA固有的性能缺点决定了二者之间合金性能的互补性，这就使PPO/PA合金成为综合性能最优异的合金材料，也成为近年来发展较快的塑料合金之一。
近年来，具有导电性的聚苯醚-尼龙合金广泛应用于汽车部件，对材料的耐热性、强度以及尺寸稳定性提出了更高的要求。美国专利US6171523 描述了一种制备导电聚苯醚组合物的方法，该方法利用双螺杆挤出机将聚酰胺和导电炭黑一同共混。美国专利US6221283 描述了一种生产导电聚苯醚组合物的方法，该组合物中含有一种分散相聚合物和一种连续相聚合物和至少一种导电材料，通过双螺杆挤出机进行共混。中国专利文献CN02825527.5 公开了一种用双螺杆挤出机制备导电热塑性组合物的方法，挤出温度275℃-295℃，转速为400rpm，产品主要用于被静电喷涂的汽车部件。中国专利文献CN200610037358.7 公开了一种耐冲击的导电聚苯醚复合物及其制备方法，采用高速预混合分散一次挤出工艺制得，解决了导电聚苯醚树脂中出现的机械性能降低等问题，适用于电子电器的包装和静电喷涂部件。
上述研究所制备的材料全部是非纤维增强型材料，而关于一种增强型高耐热导电聚苯醚尼龙合金及其制备方法目前还未见报道。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种增强型高耐热导电聚苯醚尼龙合金。
本发明的再一的目的是，提供一种增强型高耐热导电聚苯醚尼龙合金的制备方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种增强型高耐热导电聚苯醚尼龙合金，所述的增强型高耐热导电聚苯醚尼龙合金由以下重量配比的原料制成：
聚苯醚                10-50%，
尼龙                  10-40%，
导电剂                5-30%，
相容剂                5-15%，
增韧剂                2-20%，
增强纤维              10-50%， 
抗氧剂                0.2-0.6%，
分散剂                0.2-2%。
所述的聚苯醚树脂25℃氯仿中特定粘度为0.2-0.6 dl/g。
所述的聚苯醚为PPO LXR035、PPO LXR045或PPO LXR050。
所述的尼龙为PA6、PA66、PA46、PA1010、PA12、PA610中的一种或几种。
所述的导电剂为炭黑、碳纳米管、短切碳纤维、导电金属粉中的一种或几种。
所述的增韧剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物以及苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物中的一种或几种。
所述的相容剂为聚苯乙烯接枝物、氢化三嵌段共聚物接枝物、聚苯醚接枝物的一种或几种。
所述的相容剂为聚苯醚-尼龙专用相容剂CMG-W-01。
所述的增强纤维为无碱长玻纤、长碳纤或二者的混合物；所述的分散剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、乙撑双硬脂酸胺、油酸酰胺、芥酸酰胺、聚乙烯蜡中的一种或几种；所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸脂抗氧剂复合体系。
为实现上述第二个目的，本发明采取的技术方案是：一种增强型高耐热导电聚苯醚尼龙合金的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：
（1）按重量配比称取原料：聚苯醚10-50%，尼龙10-40%，相容剂 5-15%，增韧剂 2-20%，分散剂 0.2-2%，抗氧剂0.2-0.6%，放入高混机中混合2-5分钟，后由双螺杆挤出机第一段筒体加入；
（2）将重量配比为10-40%的玻璃纤维由双螺杆挤出机第四段筒体加入；
（3）将重量配比为5-30%的导电剂经侧喂料由双螺杆挤出机第7筒体加入；
（4）上述物料经双螺杆挤出机挤出并造粒，螺杆机的转速为180-600转/分，温度为245-275℃。
本发明优点在于：
1、本发明采用合适的相容剂，改善了聚苯醚与尼龙之间的相容性，优化了合金的加工性能；
2、该聚苯醚合金具有优异的导电性能、力学性能、耐热性、易加性等优点，同时其吸水率较纯尼龙更低，尺寸稳定性更好，强度更高，耐化学品性更为优异更具应用前景。
附图说明
附图1是本发明的增强型高耐热导电聚苯醚尼龙合金的制备工艺流程图，制备采用双螺杆挤出机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的具体实施方式作详细说明。
一种增强型高耐热导电聚苯醚尼龙合金，所述的增强型高耐热导电聚苯醚尼龙合金由以下重量配比的原料制成：
聚苯醚                10-50%，
尼龙                  10-40%，
导电剂                5-30%，
相容剂                5-15%，
增韧剂                2-20%，
增强纤维              10-50%， 
抗氧剂                0.2-0.6%，
分散剂                0.2-2%。
制备方法包括以下步骤：
（1）按重量配比称取原料：聚苯醚10-50%，尼龙10-40%，相容剂 5-15%，增韧剂 2-20%，分散剂 0.2-2%，抗氧剂0.2-0.6%，放入高混机中混合2-5分钟，后由双螺杆挤出机第一段筒体加入；
（2）将重量配比为10-40%的玻璃纤维由双螺杆挤出机第四段筒体加入；
（3）将重量配比为5-30%的导电剂经侧喂料由双螺杆挤出机第7筒体加入；
（4）上述物料经双螺杆挤出机挤出并造粒，螺杆机的转速为180-600转/分，温度为245-275℃。
需要说明的是，所述的聚苯醚（PPO）树脂25℃氯仿中特定粘度为0.2-0.6 dl/g，优选的为蓝星化工新材料股份有限公司芮城分公司生产的PPO LXR035、PPO LXR045及PPO LXR050。
所述的尼龙为：PA6、PA66、PA46、PA1010、PA12、PA610中的一种或几种。
所述的导电剂为：炭黑、碳纳米管、短切碳纤维、导电金属粉中的一种或几种。
所述的增韧剂为：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物以及苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物中的一种或几种。可选用Kraton G1650、Kraton G1651、Kraton G1657、Kraton G1660、Kraton G1643等。
所述的相容剂为：聚苯乙烯接枝物、氢化三嵌段共聚物接枝物、聚苯醚接枝物的一种或几种。优选的为上海日之升新技术发展有限公司生产的聚苯醚-尼龙专用相容剂CMG-W-01。
所述的增强纤维为：无碱长玻纤、长碳纤或二者的混合物。
所述的分散剂为：硬脂酸锌、硬脂酸钙、乙撑双硬脂酸酰胺、油酸酰胺、芥酸酰胺、聚乙烯蜡中的一种或几种。
所述的抗氧剂为：受阻酚类抗氧剂与亚磷酸脂抗氧剂复合体系。
实施例1 
（1）按重量配比称取原料：PPO LXR045：15%，PA66：40%，聚苯醚-尼龙相容剂（CMG-W-01）：5%，Karton G1651：8.6%，分散剂：1.0 %，抗氧剂：0.4 %，放入高混机中混合5分钟，后由双螺杆挤出机第一段筒体加入；
（2）将重量配比为15%的玻璃纤维由双螺杆挤出机第四段筒体加入；
（3）将重量配比为15%的炭黑经侧喂料由双螺杆挤出机第7筒体加入；
（4）上述物料经双螺杆挤出机挤出并造粒，螺杆机的转速为500转/分，温度为265℃。
实施例2 
（1）按重量配比称取原料：聚苯醚：10%，PA1010：33%，聚苯醚-尼龙相容剂（CMG-W-01）：10%，Karton G1650：10.7 %，分散剂：0.8%，抗氧剂：0.5%，放入高混机中混合5分钟，后由双螺杆挤出机第一段筒体加入；
（2）将重量配比为20%的玻璃纤维由双螺杆挤出机第四段筒体加入；
（3）将重量配比为15%的炭黑经侧喂料由双螺杆挤出机第7筒体加入；
（4）上述物料经双螺杆挤出机挤出并造粒，螺杆机的转速为600转/分，温度为265℃。
实施例3
（1）按重量配比称取原料：聚苯醚：15%，PA6：48.4%，聚苯醚-尼龙相容剂（CMG-W-01）：10%，Karton G1657：5%，分散剂：1%，抗氧剂：0.6%，放入高混机中混合5分钟，后由双螺杆挤出机第一段筒体加入；
（2）将重量配比为10%的碳纤维由双螺杆挤出机第四段筒体加入；
（3）将重量配比为10%的铜粉经侧喂料由双螺杆挤出机第7筒体加入；
（4）上述物料经双螺杆挤出机挤出并造粒，螺杆机的转速为450转/分，温度为255℃。
实施例4
（1）按重量配比称取原料：聚苯醚：20%，PA610：38%，聚苯醚-尼龙相容剂（CMG-W-01）：10%，Karton G1660：7.6%，分散剂：0.8%，抗氧剂：0.6%，放入高混机中混合4分钟，后由双螺杆挤出机第一段筒体加入；
（2）将重量配比为15%的碳纤维由双螺杆挤出机第四段筒体加入；
（3）将重量配比为8%的炭黑经侧喂料由双螺杆挤出机第7筒体加入；
（4）上述物料经双螺杆挤出机挤出并造粒，螺杆机的转速为500转/分，温度为265℃。
实施例5
（1）按重量配比称取原料：聚苯醚：19.2%，PA1010：30%，聚苯醚-尼龙相容剂（CMG-W-01）：12%，Karton G1643：8%，分散剂：0.5%，抗氧剂：0.3%，放入高混机中混合4分钟，后由双螺杆挤出机第一段筒体加入；
（2）将重量配比为25%的玻璃纤维由双螺杆挤出机第四段筒体加入；
（3）将重量配比为5%的碳纳米管经侧喂料由双螺杆挤出机第7筒体加入；
（4）上述物料经双螺杆挤出机挤出并造粒，螺杆机的转速为450转/分，温度为275℃。
实施例6
（1）按重量配比称取原料：聚苯醚：12.8%，PA66：36%，聚苯醚-尼龙相容剂（CMG-W-01）：8%，Karton G1641：2%，分散剂：0.6%，抗氧剂：0.6%，放入高混机中混合5分钟，后由双螺杆挤出机第一段筒体加入；
（2）将重量配比为15%的碳纤维由双螺杆挤出机第四段筒体加入；
（3）将重量配比为25%的铝粉经侧喂料由双螺杆挤出机第7筒体加入；
（4）上述物料经双螺杆挤出机挤出并造粒，螺杆机的转速为600转/分，温度为245℃。
实施例7
（1）按重量配比称取原料：聚苯醚：21%，PA12：25.2%，聚苯醚-尼龙相容剂（CMG-W-01）：8%，Karton G1641：20%，分散剂：0.6%，抗氧剂：0.2%，放入高混机中混合4分钟，后由双螺杆挤出机第一段筒体加入；
（2）将重量配比为10%的碳纤维由双螺杆挤出机第四段筒体加入；
（3）将重量配比为15%的铝粉经侧喂料由双螺杆挤出机第7筒体加入；
（4）上述物料经双螺杆挤出机挤出并造粒，螺杆机的转速为350转/分，温度为255℃。
实施例8
（1）按重量配比称取原料：聚苯醚：10%，PA6：39%，聚苯醚-尼龙相容剂（CMG-W-01）：5%，Karton G1643：15%，分散剂：0.4%，抗氧剂：0.6%，放入高混机中混合5分钟，后由双螺杆挤出机第一段筒体加入；
（2）将重量配比为15%的玻璃纤维由双螺杆挤出机第四段筒体加入；
（3）将重量配比为15%的炭黑经侧喂料由双螺杆挤出机第7筒体加入；
（4）上述物料经双螺杆挤出机挤出并造粒，螺杆机的转速为450转/分，温度为245℃。
实施例9 
（1）按重量配比称取原料：PPO LXR035：50%，PA46：10%，聚苯醚-尼龙相容剂（CMG-W-01）：15%，Karton G1651：5.6%，分散剂：2.0 %，抗氧剂：0.4 %，放入高混机中混合2分钟，后由双螺杆挤出机第一段筒体加入；
（2）将重量配比为10%的玻璃纤维由双螺杆挤出机第四段筒体加入；
（3）将重量配比为7%的短切碳纤维经侧喂料由双螺杆挤出机第7筒体加入；
（4）上述物料经双螺杆挤出机挤出并造粒，螺杆机的转速为180转/分，温度为265℃。
实施例10 
（1）按重量配比称取原料：PPO LXR050：10%，PA1010：10%，聚苯醚-尼龙相容剂（CMG-W-01）：10%，Karton G1650：10.7 %，分散剂：0.2%，抗氧剂：0.5%，放入高混机中混合6分钟，后由双螺杆挤出机第一段筒体加入；
（2）将重量配比为50%的玻璃纤维由双螺杆挤出机第四段筒体加入；
（3）将重量配比为8.6%的炭黑经侧喂料由双螺杆挤出机第7筒体加入；
（4）上述物料经双螺杆挤出机挤出并造粒，螺杆机的转速为250转/分，温度为265℃。
实施例11 
（1）按重量配比称取原料：PPO LXR050：20%，PA1010：20%，聚苯醚-尼龙相容剂（CMG-W-01）：10%，Karton G1650：7.5 %，分散剂：1%，抗氧剂：0.5%，放入高混机中混合6分钟，后由双螺杆挤出机第一段筒体加入；
（2）将重量配比为11%的玻璃纤维由双螺杆挤出机第四段筒体加入；
（3）将重量配比为30%的炭黑经侧喂料由双螺杆挤出机第7筒体加入；
（4）上述物料经双螺杆挤出机挤出并造粒，螺杆机的转速为250转/分，温度为265℃。
实施例12
对比例1：
（1）按重量配比称取原料：PPO LXR045：15%，PA66：40%，聚苯醚-尼龙相容剂（PPO-g-马来酸酐）：5%，Karton G1651：8.6%，分散剂：1.0 %，抗氧剂：0.4 %，放入高混机中混合5分钟，后由双螺杆挤出机第一段筒体加入；
（2）将重量配比为15%的玻璃纤维由双螺杆挤出机第四段筒体加入；
（3）将重量配比为15%的炭黑经侧喂料由双螺杆挤出机第7筒体加入；
（4）上述物料经双螺杆挤出机挤出并造粒，螺杆机的转速为500转/分，温度为265℃。
对比例2：
（1）按重量配比称取原料：PPO LXR035：10%，PA1010：33%，相容剂马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SEBS-g-MAH)：10%，Karton G1650：10.7 %，分散剂：0.8%，抗氧剂：0.5%，放入高混机中混合5分钟，后由双螺杆挤出机第一段筒体加入；
（2）将重量配比为20%的玻璃纤维由双螺杆挤出机第四段筒体加入；
（3）将重量配比为15%的炭黑经侧喂料由双螺杆挤出机第7筒体加入；
（4）上述物料经双螺杆挤出机挤出并造粒，螺杆机的转速为600转/分，温度为265℃。
表1实施例1-8和对比例1-2制备的合金的物理性能
    本发明采用合适的相容剂，改善了聚苯醚与尼龙及玻纤之间的相容性，优化了合金的加工性能；该聚苯醚合金具有优异的导电性能、力学性能、耐热性、易加性等优点，同时其吸水率较纯尼龙更低，尺寸稳定性更好，强度更高，耐化学品性更为优异，更具应用前景。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种增强型高耐热导电聚苯醚尼龙合金，其特征在于，所述的增强型高耐热导电聚苯醚尼龙合金由以下重量配比的原料制成：
聚苯醚                10-50%，
尼龙                  10-40%，
导电剂                5-30%，
相容剂                5-15%，
增韧剂                2-20%，
增强纤维              10-50%， 
抗氧剂                0.2-0.6%，
分散剂                0.2-2%；
所述的聚苯醚树脂25℃氯仿中特定粘度为0.2-0.6 dl/g；
所述的聚苯醚为PPO LXR035、PPO LXR045或PPO LXR050；
所述的尼龙为PA6、PA66、PA46、PA1010、PA12、PA610中的一种或几种；
所述的导电剂为炭黑、碳纳米管、短切碳纤维、导电金属粉中的一种或几种；
所述的增韧剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物以及苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物中的一种或几种；
所述的相容剂为聚苯醚-尼龙专用相容剂CMG-W-01；
所述的增强纤维为无碱长玻纤、长碳纤或二者的混合物；所述的分散剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、乙撑双硬脂酸胺、油酸酰胺、芥酸酰胺、聚乙烯蜡中的一种或几种；所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸脂抗氧剂复合体系。
2.根据权利要求1所述的增强型高耐热导电聚苯醚尼龙合金的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括以下步骤：
（1）按重量配比称取原料：聚苯醚10-50%，尼龙10-40%，相容剂 5-15%，增韧剂 2-20%，分散剂 0.2-2%，抗氧剂0.2-0.6%，放入高混机中混合2-5分钟，后由双螺杆挤出机第一段筒体加入；
（2）将重量配比为10-40%的玻璃纤维由双螺杆挤出机第四段筒体加入；
（3）将重量配比为5-30%的导电剂经侧喂料由双螺杆挤出机第7筒体加入；
（4）上述物料经双螺杆挤出机挤出并造粒，螺杆机的转速为180-600转/分，温度为245-275℃。
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