CN104119666A - 一种导电ppo料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种导电PPO料及其制备方法，所述的导电PPO料按重量百分含量包括如下组分：PPO50-60％、GPPS10-15％、SMA2-8％、SEBS-MA2-5％、导电炭黑15-30％、表面活性剂1-3％、润滑剂0.5-2％、抗氧剂0.3-0.5％，上述各组分含量之和为100％；所述制备方法包括：(1)炭黑预处理；(2)将处理好的炭黑按比例与PPO、GPPS、SMA、SEBS-MA混合，然后采用双螺杆挤出机造粒。本发明得到的导电PPO料表面电阻和体积电阻小，具有优异的加工性能，高刚性、高韧性，耐温性好。

Description

一种导电PPO料及其制备方法

技术领域

本发明涉及工程塑料技术领域，具体涉及一种PPO及其制备方法，尤其涉及一种导电PPO料及其制备方法。

背景技术

聚苯醚是本世纪60年代发展起来的高强度工程塑料，化学名称为聚2,6-二甲基-1,4-苯醚，简称PPO(Polyphenylene Oxide)或PPE(Polypheylene ether)，又称为聚亚苯基氧化物或聚苯撑醚。

未经改性的聚苯醚(PPO)树脂耐溶剂性差、制品容易发生应力开裂、缺口冲击强度低，而且熔体粘度高，加工成型性极差，因而纯PPO树脂不能采用注射方法成型，这样大大限制了它的应用。

为了克服未经改性的聚苯醚的这些缺点，人们对PPO进行了多种改性。改性方法包括物理(共混、填充、增强和微发泡等)和化学(共聚、嵌段、接枝和网化等)改性两种。

化学改性主要包括(1)对PPO的结构进行改性；(2)PPO的主链或端基与带官能团的小分子进行反应，赋予PPO一定的极性和反应活性，用于PPO合金的增容剂；(3)PPO与其它高分子或小分子通过嵌段或接枝共聚获得新材料或用作PPO合金的增容剂。

物理改性中研究最为活跃的是PPO的合金化，其中最为常见的是利用PPO与聚苯乙烯(PS)在宽广组成范围内的相容性与各种带苯乙烯单元的聚合物共混来制备PPO/PS型合金，即第一代PPO合金。

CN101376741A公开了一种利用支化聚苯乙烯来改善聚苯醚的流动性的方法，通过加入星型与无规支化聚苯乙烯，并通过共混改性制备支化聚苯乙烯/PPO合金，选用制得的不同类型星型聚苯乙烯，按照10-30％的不同重量份数分别与PPO原粉在密炼机中于280-300℃共混制得不同的PPO/PS合金。该方法虽然可以改善PPO/PS体系的流动性能，但是该合金的抗冲击性能较差，而且生产成本较高。

CN103172997A公开了一种低密度聚苯醚/聚苯乙烯共混合金材料及其制备方法，该合金材料采用将玻璃微珠添加到PPO/PS塑料合金中，虽然提高了产品抗压、抗冲击性，但是该合金的抗静电能力并没有得到改善。

CN102311634A公开了一种PPO复合材料、其制备方法和应用，其采用加入双酚A双(二苯基磷酸酯)、SEBS、三甘醇双-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲苯苯基)丙烯酸酯、硫代二丙酸二月桂酯、亚磷酸三(壬基苯酯)、氧化锌、抗紫外线剂和炭黑等，使得PPO复合材料具有优异的力学性能，优异的抗老化，抗紫外，耐水解特性能，但其耐温性和抗静电能力较差。

CN102408697A公开了一种增强聚苯醚(PPO)组合物及其制备方法及用途，其采用高抗冲聚苯乙烯作为改性剂，直径6-20微米的无碱玻璃纤维为增强剂，经双螺杆挤出机加工而得一种增强PPO水泵专用料。尽管其聚苯醚组合物具有很高的机械强度、抗水解性能、优良的韧性和尺寸稳定性、良好的流动性，但耐温性和抗静电能力仍没有得到改善。

PPS/PPO合金与大多数高分子材料一样都具有良好的电绝缘性，当与其他物质接触或摩擦以后易聚集静电荷。静电积累所带来的负作用严重影响了生产、生活和工作，有时甚至会引起火灾和爆炸。尤其在纺织、煤矿开采及电子电器行业的一些特定工作环境中，要求PPS/PPO合金制品在具有较高的力学性能、耐磨性、阻燃性等性能的同时还要具有抗静电功能，即表面电阻为较低的水平，而且要求永久抗静电，以满足特定的使用要求。

然而，上述所涉及的与PPO合金相关的文献中，普遍存在着机械性能、耐温性和抗静电能力差的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种PPO料及其制备方法，特别是一种导电PPO料及其制备方法。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种导电PPO料，按重量百分含量包括如下组分：PPO50-60％、GPPS10-15％、SMA2-8％、SEBS-MA2-5％、导电炭黑15-30％、表面活性剂1-3％、润滑剂0.5-2％、抗氧剂0.3-0.5％；上述各组分含量之和为100％。

所述PPO的重量百分含量为50-58％，例如可以是50％、52％、55％、57％、58％；优选为52-57％，更优选为55％。

本发明的PPO为聚苯醚，也称为PPE，所述的PPO或PPE为非改性和/或通用级PPO或PPE，例如可以是蓝星的LXR045、LXR040或LXR050。

所述GPPS的重量百分含量为10-14％，例如可以是11％、12％、13％、14％；优选为11-14％，更优选为13％。

本发明的GPPS为通用级聚苯乙烯，例如可以是奇美的PG-383和/或台化的GP5500。

所述SMA的重量百分含量为3-8％，例如可以是3％、4％、5％、6％、7％、8％；优选为3-8％，更优选为6％。

本发明的SMA为苯乙烯-马来酸酐共聚物，例如可以是上海华雯电子新材料有限公司的SMA-700；在本发明主要起增容作用。

所述SEBS-MA的重量百分含量为2-4％，例如可以是2％、2.5％、3％、3.5％、4％；优选为3-4％，更优选为3％。

本发明的SEBS-MA为氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物的马来酸酐接枝物，例如可以是美国科腾的FG1901GT；在本发明主要起增韧作用。

所述导电炭黑的重量百分含量为15-28％，例如可以是15％、18％、20％、21％、23％、25％、28％；优选为18-25％，更优选为21％。

本发明的导电炭黑为高结构特导电炭黑，例如可以是卡博特导电炭黑BP2000、Vxc72R或Vxc72中的任意一种或至少两种的混合物，赢创德固赛导电炭黑Printex、XE2-B、HIBLACK420B、Printex L6、Printex L或Hiblack40B2中的任意一种或至少两种的混合物，科琴EC-300J或EC-600JD，捷克B型超导电炭黑，美国哥伦比亚的Conductex7055Ultra或Conductex7067Ultra等。也可以采用碳纳米管替代。

所述表面活性剂的重量百分含量为1-2.5％，例如可以是1％、1.2％、1.5％、1.8％、2.1％、2.5％；优选为1.5-2.1％，更优选为1.8％；

优选地，所述表面活性剂为偶联分散剂；优选为乙撑双硬脂酰胺、硅烷偶联剂或铝酸酯偶联剂的一种或至少两种的混合物。

所述润滑剂的重量百分含量为0.5-1.8％，例如可以是0.5％、0.8％、1％、1.2％、1.5％、1.8％；优选为0.8-1.5％，更优选为1.2％；

优选地，所述润滑剂为聚乙烯蜡和/或硬脂酸锌。

聚乙烯蜡可用科莱恩蜡粉PE520和/或Honeywell6A蜡。

所述抗氧剂的重量百分含量为0.35-0.48％，例如可以是0.35％、0.38％、0.40％、0.42％、0.46％、0.48％；优选为0.35-0.4％，更优选为0.38％。

本发明的抗氧剂为巴斯夫的168和/或1010。

本发明的导电PPO料的制备方法，具体步骤如下：

(1)炭黑预处理：将炭黑放入高混机中，在100℃下低速300r/min预热10min，去除水分，后按比例加入表面活性剂、润滑剂与抗氧剂，高速1500r/min处理15-25min。

(2)将处理好的炭黑按比例与PPO、GPPS、SMA、SEBS-MA混合，然后采用双螺杆挤出机造粒即得。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、表面或体积电阻≦10⁵Ω；

2、具有优异的加工性能，熔指为3.65g/10min；

3、具有高刚性，高韧性，制品1.5米掉落不开裂；

4、耐温性好，制品在150℃下烘烤8小时不翘曲变形。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

(1)按照如下重量百分含量配备原料：

PPO50％、GPPS13％、SMA3％、SEBS-MA2％、导电炭黑30％、表面活性剂1％、润滑剂0.5％、抗氧剂0.5％；上述各组分含量之和为100％；

所述PPO为蓝星的LXR045；所述GPPS为奇美的PG-383；所述SMA为上海华雯电子新材料有限公司的SMA-700；所述SEBS-MA为美国科腾的FG1901GT；所述导电炭黑为卡博特导电炭黑；所述表面活性剂为乙撑双硬脂酰胺(EBS)；所述润滑剂为科莱恩蜡粉PE520；所述抗氧剂为巴斯夫抗氧剂168；

(2)炭黑预处理：将炭黑放入高混机中，在100℃下低速300r/min预热10min，去除水分，然后按比例加入表面活性剂、润滑剂与抗氧剂，高速1500r/min处理15min。

(3)将处理好的炭黑按比例与PPO、GPPS、SMA、SEBS-MA混合，然后采用双螺杆挤出机造粒即得。

实施例2

(1)按照如下重量百分含量配备原料：

PPO52％、GPPS15％、SMA6％、SEBS-MA2.5％、导电炭黑21％、表面活性剂1.5％、润滑剂1.5％、抗氧剂0.5％；上述各组分含量之和为100％；

所述PPO为蓝星的LXR040；所述GPPS为台化的GP5500；所述SMA为上海华雯电子新材料有限公司的SMA-700；所述SEBS-MA为美国科腾的FG1901GT；所述导电炭黑为赢创德固赛导电炭黑；所述表面活性剂为硅烷偶联剂；所述润滑剂为Honeywell6A蜡；所述抗氧剂为巴斯夫抗氧剂1010；

(2)炭黑预处理：将炭黑放入高混机中，在100℃下低速300r/min预热10min，去除水分，然后按比例加入表面活性剂、润滑剂与抗氧剂，高速1500r/min处理18min。

(3)将处理好的炭黑按比例与PPO、GPPS、SMA、SEBS-MA混合，然后采用双螺杆挤出机造粒即得。

实施例3

(1)按照如下重量百分含量配备原料：

PPO55％、GPPS10％、SMA8％、SEBS-MA3.5％、导电炭黑20％、表面活性剂1.8％、润滑剂1.2％、抗氧剂0.5％；上述各组分含量之和为100％；

所述PPO为蓝星的LXR050；所述GPPS为奇美的PG-383；所述SMA为上海华雯电子新材料有限公司的SMA-700；所述SEBS-MA为美国科腾的FG1901GT；所述导电炭黑为科琴EC-300J；所述表面活性剂为铝酸酯偶联剂；所述润滑剂为科莱恩蜡粉PE520；所述抗氧剂为巴斯夫抗氧剂168；

(2)炭黑预处理：将炭黑放入高混机中，在100℃下低速300r/min预热10min，去除水分，然后按比例加入表面活性剂、润滑剂与抗氧剂，高速1500r/min处理20min。

(3)将处理好的炭黑按比例与PPO、GPPS、SMA、SEBS-MA混合，然后采用双螺杆挤出机造粒即得。

实施例4

(1)按照如下重量百分含量配备原料：

PPO57％、GPPS14％、SMA2％、SEBS-MA5％、导电炭黑17％、表面活性剂3％、润滑剂1.5％、抗氧剂0.5％；上述各组分含量之和为100％；

所述PPO为蓝星的LXR045；所述GPPS为台化的GP5500；所述SMA为上海华雯电子新材料有限公司的SMA-700；所述SEBS-MA为美国科腾的FG1901GT；所述导电炭黑为捷克B型超导电炭黑；所述表面活性剂为乙撑双硬脂酰胺与硅烷偶联剂的混合物；所述润滑剂为Honeywell6A蜡；所述抗氧剂为巴斯夫抗氧剂1010；

(2)炭黑预处理：将炭黑放入高混机中，在100℃下低速300r/min预热10min，去除水分，然后按比例加入表面活性剂、润滑剂与抗氧剂，高速1500r/min处理21min。

(3)将处理好的炭黑按比例与PPO、GPPS、SMA、SEBS-MA混合，然后采用双螺杆挤出机造粒即得。

实施例5

(1)按照如下重量百分含量配备原料：

PPO60％、GPPS12％、SMA5％、SEBS-MA4％、导电炭黑15％、表面活性剂2％、润滑剂1.7％、抗氧剂0.3％；上述各组分含量之和为100％；

所述PPO为蓝星的LXR050；所述GPPS为台化的GP5500；所述SMA为上海华雯电子新材料有限公司的SMA-700；所述SEBS-MA为美国科腾的FG1901GT；所述导电炭黑为美国哥伦比亚Conductex7055Ultra；所述表面活性剂为乙撑双硬脂酰胺与铝酸酯偶联剂的混合物；所述润滑剂为科莱恩蜡粉PE520；所述抗氧剂为巴斯夫抗氧剂168；

(2)炭黑预处理：将炭黑放入高混机中，在100℃下低速300r/min预热10min，去除水分，然后按比例加入表面活性剂、润滑剂与抗氧剂，高速1500r/min处理25min。

(3)将处理好的炭黑按比例与PPO、GPPS、SMA、SEBS-MA混合，然后采用双螺杆挤出机造粒即得。

对上述实施例1-5所得到的导电PPO料的力学性能进行测定。

测定标准：按照ASTM D638标准测试拉伸强度和断裂伸长率，拉伸速度和断裂伸长率均为50mm/min；按照ASTM D790标准测试弯曲强度和弯曲模量，弯曲强度和弯曲模量均为20mm/min；按照ASTM D256标准测试悬臂梁缺口冲击强度；同时在200℃/5kg测熔融指数；按照ASTM D792标准测试比重。

按照计算上述实施例1-5共5次测试结果的平均值得到最后的测试结果，结果如表1所示。

表1

从表1的数据可以看出，实施例1-5所制得的高导电PPO料表面电阻为10⁵Ω，熔融指数为3.65g/10min，弯曲强度、断裂伸长率和冲击性能等均表现优于标准PPO料。

从上述实施例1-5所制备的导电PPO料在表1中对应的各性能数据值可以看出，本发明制得的导电PPO料具有优异的加工性能；具有高刚性和高韧性，经测试，该制品在1.5米掉落不开裂；耐温性好，测试结果显示该制品在150℃下烘烤8小时不翘曲变形。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的工艺方法，但本发明并不局限于上述工艺步骤，即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种导电PPO料，其特征在于，所述PPO料按重量百分含量包括如下组分：PPO50-60％、GPPS10-15％、SMA2-8％、SEBS-MA2-5％、导电炭黑15-30％、表面活性剂1-3％、润滑剂0.5-2％、抗氧剂0.3-0.5％；上述各组分含量之和为100％。

2.根据权利要求1所述的PPO料，其特征在于，所述PPO的重量百分含量为50-58％，优选为52-57％，更优选为55％；

优选地，所述PPO为非改性PPO和/或通用级PPO；

优选地，所述PPO为蓝星的LXR045、蓝星的LXR040或蓝星的LXR050中的任意一种或至少两种的混合物。

3.根据权利要求1或2所述的PPO料，其特征在于，所述GPPS的重量百分含量为10-14％，优选为11-14％，更优选为13％；

优选地，所述GPPS为奇美的PG-383和/或台化的GP5500。

4.根据权利要求1-3任一项所述的PPO料，其特征在于，所述SMA的重量百分含量为3-8％，优选为3-8％，更优选为6％；

优选地，所述SMA为SMA-700。

5.根据权利要求1-4任一项所述的PPO料，其特征在于，所述SEBS-MA的重量百分含量为2-4％，优选为3-4％，更优选为3％；

优选地，所述SEBS-MA为美国科腾的FG1901GT。

6.根据权利要求1-5任一项所述的PPO料，其特征在于，所述导电炭黑的重量百分含量为15-28％，优选为18-25％，更优选为21％；

优选地，所述导电炭黑为卡博特导电炭黑、赢创德固赛导电炭黑、科琴EC-300J、科琴EC-600JD、捷克B型超导电炭黑、美国哥伦比亚的Conductex7055Ultra、美国哥伦比亚的Conductex7067Ultra或碳纳米管中的任意一种或至少两种的混合物；

优选地，所述卡博特导电炭黑为BP2000、Vxc72R或Vxc72中的任意一种或至少两种的混合物；

优选地，所述赢创德固赛导电炭黑为Printex XE2-B、HIBLACK420B、Printex L6、Printex L或Hiblack40B2中的任意一种或至少两种的混合物。

7.根据权利要求1-6任一项所述的PPO料，其特征在于，所述表面活性剂的重量百分含量为1-2.5％，优选为1.5-2.1％，更优选为1.8％；

优选地，所述表面活性剂为偶联分散剂；优选为乙撑双硬脂酰胺、硅烷偶联剂或铝酸酯偶联剂中的任意一种或至少两种的混合物。

8.根据权利要求1-7任一项所述的PPO料，其特征在于，所述润滑剂的重量百分含量为0.5-1.8％，优选为0.8-1.5％，更优选为1.2％；

优选地，所述润滑剂为聚乙烯蜡和/或硬脂酸锌；

优选地，所述聚乙烯蜡为科莱恩蜡粉PE520和/或Honeywell6A蜡。

9.根据权利要求1-8任一项所述的PPO料，其特征在于，所述抗氧剂的重量百分含量为0.35-0.48％，优选为0.35-0.4％，更优选为0.38％；

优选地，所述抗氧剂为抗氧剂168和/或抗氧剂1010；

优选地，所述抗氧剂为巴斯夫抗氧剂168和/或巴斯夫抗氧剂1010。

10.一种权利要求1-9任一项所述的PPO料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

(1)炭黑预处理：将炭黑放入高混机中，在100℃下低速300r/min预热10min，去除水分，后按比例加入表面活性剂、润滑剂与抗氧剂，高速1500r/min处理15-25min。

(2)将处理好的炭黑按比例与PPO、GPPS、SMA、SEBS-MA混合，然后采用双螺杆挤出机造粒即得。