CN106519627B - 抗静电pc-pbt共混材料及其制备方法和用途 - Google Patents

Abstract

本发明涉及抗静电PC‑PBT共混材料及其制备方法和用途，属于高分子技术领域。抗静电PC‑PBT共混材料，以PC树脂为基料，由包含如下组份的组合物混合后经挤出造粒而成，抗静电PC‑PBT共混材料包括如下重量份的组份：PC树脂10‑80份，PBT树脂10‑40份，增韧剂5‑10份，抗氧剂0.2‑0.6份，抗静电剂4‑6份，所述的抗静电剂为基于聚酰胺与聚烯烃合成的具有聚醚片断的聚合材料。本发明抗静电PCPBT材料通过改变材料属性，达到材料本身的抗静电，减少作业工序和设备能源，在保证材料力学性能的同时满足永久抗静电。

Description

抗静电PC-PBT共混材料及其制备方法和用途

技术领域

本发明涉及抗静电PC-PBT共混材料及其制备方法和用途，属于高分子技术领域。

背景技术

PC是聚碳酸酯的英文缩写，PBT是聚对苯二甲酸丁二醇酯的英文缩写。改性聚碳酸酯(PC)塑料以其高强度高抗冲击被广泛应用于汽车保险杠、汽车门把手等部件。如汽车门把手，在注塑成成品件后，还需要进行油漆喷涂、烘烤以得到与各种车身颜色相对应的颜色。但常常在后续油漆喷涂当中，由于材料所带静电导致涂装不良。在行业内，为了除去材料经过注塑加工成产品之后所产生的静电，通常借助一些外界设备来进行消除，例如，除电枪、除静电器等。采用这种方式进行消除静电，虽然有一定的效果，但是其生产效率可想而知，大大的影响了生产节拍。而目前通过改善原材料来消除静电的报道并不是很多。

发明内容

本发明针对上述的问题提供一种力学性能好且永久抗静电的PC-PBT共混材料。

本发明的技术目的通过如下技术方案实现：抗静电PC-PBT共混材料，以PC树脂为基料，由包含如下组份的组合物混合后经挤出造粒而成，抗静电PC-PBT共混材料包括如下重量份的组份：

PC树脂：10-80份，

PBT树脂：10-40份，

增韧剂：5-10份，

抗氧剂：0.2-0.6份，

抗静电剂：4-6份，

所述的抗静电剂为基于聚酰胺与聚烯烃合成的具有聚醚片断的聚合材料。

本发明PC-PBT共混材料在PC与聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)树脂混合时加入一定量的具有聚醚片断的抗静电剂，在挤出设备上经过共混造粒使得材料表面电阻值控制在105-107Ω范围内。本发明选用的抗静电剂在制品表层呈微细的层状或筋状分布，构成导电性表层，而在中心部分几乎呈球状分布，形成所谓的“芯壳结构”，并以此为通路泄漏静电荷。因为永久型抗静电剂并非完全通过亲水基团来达到抗静电效果，所以受环境的湿度影响比较小，具有较强的耐水洗性。PC-PBT共混体系中组份PC不仅影响了组份PBT的结晶行为，其分子链还影响PBT分子链的有序排列，阻碍PBT的结晶，降低了PBT的成型收缩率。另一方面，PBT的存在也使得PC的耐溶剂性提高，且PBT的含量越高，体系耐溶剂性越强，同时使PC的流动性得以改善。再者纯PC的注塑温度需在270℃以上，而与PBT共混后，PBT/PC共混物的注塑温度可以降到250℃或更低，可使PC的成型加工性显著改善。本发明通过改性得到的抗静电PC-PBT共混材料在不损失其优异的力学性能上赋予了材料永久抗静电的能力。

在上述抗静电PC-PBT共混材料中，所述的增韧剂为乙烯类弹性体接枝丙烯酸酯(AA)和缩水甘油酯(GMA)双官能团增韧剂。本发明选用此增韧剂的原因是乙烯+丙烯酸甲酯+甲基丙烯酸缩水甘油酯形成一种无规的三元共聚物，烯烃具有超强的增韧效果，而丙烯酸甲酯和缩水甘油酯又能够分别和碳酸酯(PC)与聚丁酯(PBT)相融合，使得整个增韧体系即具有优异的增韧性又有良好的相容分散性。因此对共混材料的增韧效果比MBS、SEBS-g-MAH更好，且能促进导电材料在树脂中的分散和界面粘结，进一步降低体积电阻率。

在上述抗静电PC-PBT共混材料中，所述PC树脂为高强度低收缩聚碳酸酯树脂，可由双酚A与光气(COCl₂)合成，也可由双酚A与碳酸二苯酯通过酯交换和缩聚反应合成。

在上述抗静电PC-PBT共混材料中，所述PBT树脂为聚对苯二甲酸丁二醇酯，是由丁二醇与对苯二甲酸合成或者对苯二甲酸酯缩聚合成，属于饱和聚酯。

在上述抗静电PC-PBT共混材料中，所述抗氧剂由受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂混合而成。

在上述抗静电PC-PBT共混材料中，所述抗静电PC-PBT共混材料还包括酯交换抑制剂：2-4份。PBT和PC之间有一定程度的相容性，即使二者之间不发生酯交换反应，PC对PBT的熔融结晶行为也会产生一定的影响。但是一旦PBT与PC之间发生了酯交换反应则会使PBT组份的熔融结晶行为发生更大的改变。当PC与PBT熔融共混时，会发生酯交换反应，产生嵌段共聚酯。这种产物对PCPBT合金起到相容剂的作用，即促进二者的相容性。但酯交换反应是随机发生的，会使制品的性能不均一，而且由于酯交换的发生会使PBT相对分子量下降，因此也会降低制品的耐化学药品性。因此控制酯交换过程的发生对整个制品的性能有着重要的意义。本发明加入2-4份酯交换抑制剂，其作用是抑制酯交换反应，阻止无归嵌段共聚物的产生，维持体系中良好的相容性。并且通过抑制酯交换反应的发生，共混体系的耐热性能也有一定的提升。

在上述抗静电PC-PBT共混材料中，所述的酯交换抑制剂为磷酸二氢铵、硫酸二乙酯、磷酸二氢钠中的一种或多种。因为选用的抑制剂需对主材(聚碳酸酯)无中和反应影响，否则会引起PC主材的降解。作为优选，所述的酯交换抑制剂为磷酸二氢二钠。未加入酯交换抑制剂的PC-PBT共混材料的冲击强度极低，只有20J/cm左右，冲击时发生呈脆性断裂，这是因为PC、PBT发生显著的酯交换反应后，一方面PBT组份结晶能力下降，另一方面有可能引起材料摩尔质量的降低，从而引起材料力学性能下降。而加入磷酸二氢二钠作抑制剂后，PC-PBT共混材料的缺口冲击强度得到一定程度改善。

作为优选，所述抗静电PC-PBT共混材料包括如下重量份的组份：

PC树脂：60-80份，

PBT树脂：22-28份，

增韧剂：5-8份，

抗氧剂：0.2-0.6份，

抗静电剂：4-6份，

酯交换抑制剂：2-4份，

所述的抗静电剂为基于聚酰胺与聚烯烃合成的具有聚醚片断的聚合材料。

在上述抗静电PC-PBT共混材料中，所述抗静电PC-PBT共混材料还包括耐热剂2-4份。

作为优选，所述的耐热剂为马来酰亚胺型耐热改性剂。马来酰亚胺型耐热改性剂通过增加聚合物分子间的作用力和降低熔融熵来完成。该马来酰亚胺型耐热改性剂具有很高的耐热性及热稳定性的原因在于引入空间位阻大、极性强的N-苯基马来酰亚胺基团，使得聚合物分子间相互作用力增大，分子链转动需要更多能量，从而提高耐热性能。又因其含有活性功能的马来酸酐团，还可作PBT/PC共混体系的相容剂。

作为优选，所述抗静电PC-PBT共混材料包括如下重量份的组份：

PC树脂：60-80份，

PBT树脂：22-28份，

增韧剂：5-8份，

抗氧剂：0.2-0.6份，

抗静电剂：4-6份，

耐热剂：2-4份，

所述的抗静电剂为基于聚酰胺与聚烯烃合成的具有聚醚片断的聚合材料。

在上述抗静电PC-PBT共混材料中，所述抗静电PC-PBT共混材料还包括阻燃剂7.4-13.6份。

作为优选，所述的阻燃剂包括主阻燃剂6-10份和阻燃协同剂1.4-5份。进一步优选，所述的主阻燃剂为磷酸酯阻燃剂，阻燃协同剂为聚四氟乙烯(PTFE)与硼酸锌(ZB)分别按质量份数0.4-0.6份与1-3份的复配物。磷酸酯作为主阻燃剂，聚四氟乙烯和硼酸锌作为阻燃协同剂。PCPBT的燃烧过程中，磷酸酯高温分解成磷酸或据聚磷酸覆盖在基材表面，将基质与热和氧隔开；聚四氟乙烯则主要用于燃烧过程中抗熔体滴落，即减缓材料的燃烧速度；硼酸锌阻燃机理是高温时(300℃)硼酸锌失去结晶水，失去结晶水的是一个吸热的过程，同时，硼酸锌在燃烧的过程中会生成部分的硼酸和锌化物，硼酸则会使燃烧机体迅速碳化，从而减少了可燃烧溢出物的数量，达到降低燃烧速率的目的。阻燃性能结果为：氧指数达到31以上，能够明显的提高阻燃效果。

作为优选，所述抗静电PC-PBT共混材料包括如下重量份的组份：

PC树脂：70-80份，

PBT树脂：22-25份，

增韧剂：5-8份，

抗氧剂：0.2-0.6份，

抗静电剂：4-6份，

酯交换抑制剂：2-4份，

耐热剂：2-4份，

主阻燃剂：6-10份，

阻燃协同剂：1.4-5份，

所述的抗静电剂为基于聚酰胺与聚烯烃合成的具有聚醚片断的聚合材料。

上述抗静电PC-PBT共混材料的制备方法包括称取各组份后采用高速混料机混料，然后将混料放入冷混缸混料，再进入螺杆挤出机挤出造粒即可。

一种汽车门把手，由上述抗静电PC-PBT共混材料注塑加工而成。

与普通的除电辅助手段相比，本发明抗静电PCPBT材料通过改变材料属性，从而达到材料本身的抗静电，减少作业工序和设备能源，在保证材料力学性能的同时满足永久抗静电。本发明原料成本低，加工简单，生产效率高，能耗低，可以广泛应用，尤其适合用于经注塑工艺制造汽车门把手。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

所述的PC树脂可选用台化塑胶有限公司出产的牌号为IR2200的PC树脂，或韩国湖南石化有限公司出产的牌号为PC1220的PC树脂。所述的PBT树脂可选用南通星辰公司出产的牌号为1100A的PBT树脂。所述增韧剂可选用宁波能之光新材料科技有限公司新出产的牌号为E516的增韧剂。所述的抗静电剂为基于聚酰胺与聚烯烃合成的具有聚醚片断的聚合材料，如日本三洋公司出产的牌号为NC6321的抗静电剂。所述抗氧剂由受阻酚类抗氧剂可选用巴斯夫公司出产的牌号为1010的受阻酚类抗氧剂，亚磷酸酯类抗氧剂选用巴斯夫公司出产的牌号168的亚磷酸酯类抗氧剂。所述的耐热剂可选用日本电气化工出产的牌号为MS-NB耐热剂。

表1：实施例1-6PC-PBT共混材料的组份

表2：对比例1-6PC-PBT共混材料的组份

实施例1-6

分别称取如表1实施例1-6中所述的PC-PBT共混材料的组份，采用高速混料机混料，然后将混料放入冷混缸混料，再进入螺杆挤出机挤出造粒，得PC-PBT共混材料。将PC-PBT共混材料通过注塑工艺加工成汽车门把手。

对比例1-6

分别称取如表1对比例1-6中所述的PC-PBT共混材料的组份，采用高速混料机混料，然后将混料放入冷混缸混料，再进入螺杆挤出机挤出造粒，得PC-PBT共混材料。将PC-PBT共混材料通过注塑工艺加工成汽车门把手。对比例1-6中的增韧剂为MBS或其他普通增韧剂(即不是本发明中乙烯类弹性体接枝丙烯酸酯(AA)和缩水甘油酯(GMA)双官能团增韧剂)，抗静电剂为现有技术中非导电型普通的抗静电剂如非离子型的脂肪酸单甘油酯、阴离子型的烷基苯磺酰盐。耐热改性剂为普通耐热改性剂(即不是马来酰亚胺型耐热改性剂)，且对比例1中的PC为IR2200。

将实施例1-6及对比例1-6中PC-PBT共混材料进行性能测试，测试结果分别如表3、表4所示。

表3：实施例1-6中PC-PBT共混材料的性能测试结果

表4：对比例1-6中PC-PBT共混材料的性能测试结果

综上所述，本发明抗静电PCPBT材料通过改变材料属性，从而达到材料本身的抗静电，减少作业工序和设备能源，在保证材料力学性能的同时满足永久抗静电。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。

Claims (3)

1.抗静电PC-PBT共混材料，以PC树脂为基料，其特征在于，由包含如下组份的组合物混合后经挤出造粒而成，抗静电PC-PBT共混材料包括如下重量份的组份：

PC树脂：10-80份，

PBT树脂：10-40份，

增韧剂：5-10份，

抗氧剂：0.2-0.6份，

抗静电剂：4-6份，

阻燃剂7.4-13.6份，

酯交换抑制剂：2-4份，

耐热剂：2-4份，

所述的抗静电剂为基于聚酰胺与聚烯烃合成的具有聚醚片段 的聚合材料；所述的阻燃剂包括主阻燃剂6-10份和阻燃协同剂1.4-5份，所述的主阻燃剂为磷酸酯阻燃剂，阻燃协同剂为聚四氟乙烯(PTFE)与硼酸锌(ZB)分别按质量份数0.4-0.6份与1-3份的复配物；所述的增韧剂为乙烯类弹性体接枝丙烯酸酯(AA)和缩水甘油酯(GMA)双官能团增韧剂；所述的酯交换抑制剂为磷酸二氢铵、硫酸二乙酯、磷酸二氢钠中的一种或多种；所述的耐热剂为马来酰亚胺型耐热改性剂。

2.一种如权利要求1所述的抗静电PC-PBT共混材料的制备方法，其特征在于，所述的方法包括称取各组份后采用高速混料机混料，然后将混料放入冷混缸混料，再进入螺杆挤出机挤出造粒。

3.一种汽车门把手，由如权利要求1所述的抗静电PC-PBT共混材料注塑加工而成。