CN107739497B - 一种增强超静电聚酯组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种增强超静电聚酯组合物，所述的聚酯组合物包括以下重量份的组分：聚对苯二甲酸‑1,4‑环己烷二甲醇酯50～90份，导电添加剂0.1～15份，离子液体1～20份，抗氧剂0.1～1份，润滑剂0.1～1份。本发明还提供该聚酯组合物的制备方法。其优点表现在：本发明所提供的该种聚酯组合物，利用离子液体，将易于团聚的导电添加剂良好的分散开，并有效的均匀分散在聚酯材料中，使得产品中可形成导电网络，具有极低的表面电阻超强的抗静电效果。

Description

一种增强超静电聚酯组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及纳米材料分散及高分子材料加工技术领域，具体地说，是一种增强超静电聚酯组合物及其制备方法。
背景技术
以塑代钢的时代到来，静电问题越来越充斥在生活中。材料表面的静电荷随着电位差的产生而发生转移，会发生一定危害的放电效应。
PCT树脂是聚对苯二甲酸-1,4-环己烷二甲醇酯，与PC相比，含有环乙烷二甲醇酯官能团，玻璃化转变温度低于聚碳酸酯，是较好的聚酯工程基材。
碳纳米管是一种一维纳米材料，高电流密度(超过109A/cm2)、出色的热导率(约6600W/m·K)和高光透明度(超过90％)。并且，碳纳米管，特别是单臂碳纳米管的域渗值低，可以少量添加，既不影响原有基材的关键性能，又可以改善材料的导电性能。现有报道的复合材料都是通过改善CNT表面，增加可反应的官能团，但是反应效率无法估量，因此碳纳米管的分散及形成导电网络成为加工的痛点。
目前已报道的专利中，授权公告号为CN101889044B的专利中，介绍了通过熔融PC将酸化CNT分散技术，主要是通过对CNT表面进行表面处理，接枝反应型官能团。授权公告号为CN102863787B，题为《一种导电-抗静电复合材料及其制备方法》的专利中，介绍了导电填充物分散在尼龙材料中达到抗静电-导电的效果。授权公告号为CN103384696B的专利中，公开了碳纳米管、石墨烯与离子液体加入聚酰胺、共聚酰胺或含聚酰胺的聚合物共混物。但是，关于本发明的增强超静电聚酯组合物目前还未见报道。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种增强超静电聚酯组合物。
本发明的第二个目的是，提供一种增强超静电聚酯组合物的制备方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种增强超静电聚酯组合物，所述的聚酯组合物包括以下重量份的组分：
聚对苯二甲酸-1,4-环己烷二甲醇酯50～90份，
导电添加剂0.1～15份，
离子液体1～20份，
抗氧剂0.1～1份，
润滑剂0.1～1份。
所述的聚对苯二甲酸-1,4-环己烷二甲醇酯的重均分子量为27000-46000。
所述的的导电添加剂为碳系材料、碳纳米管、碳纤维或导电炭黑。
所述的的导电添加剂为直径在1.0-5nm，壁厚在1-10埃，表面经酸化处理的碳纳米管。
所述的离子液体为沸点在240-300度的极性离子液体。
所述的离子液体为季磷盐类离子液体。
所述的抗氧剂为抗氧剂245、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或几种。
所述的抗氧剂为重量比为1：1的抗氧剂1076和抗氧剂168。
所述的润滑剂为硅酮粉、季戊四醇酯、乙撑双硬酯酰胺、高分子量聚乙烯蜡中的一种或几种。
所述的润滑剂为重量比为1:1的季戊四醇硬脂酸硅酮粉。
为实现上述第二个目的，本发明采取的技术方案是：一种增强超静电聚酯组合物的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：
(a)将导电添加剂注入离子液体中，并且进行超声处理；
(b)将PCT树脂、分散好导电添加剂的离子液体、抗氧剂和润滑剂加入混合搅拌机中进行混合；
(c)将步骤(b)所得混合物通过双螺杆挤出机共混造粒，脱灰处理，经过熔融挤出，造粒即得。
超声处理的条件为在功率为100-20000W的条件下，超声处理1-6小时。
本发明优点在于：
本发明的聚酯组合物，利用离子液体将易于团聚的导电添加剂良好的分散开，并有效的均匀分散在聚酯材料中，在生产过程中，保持高真空状态，运用熔体温度达到离子液体沸点时，将熔体内的离子液体脱除。这种加工技术使得产品中导电添加剂均匀分散，可形成导电网络，具有极低的表面电阻超强的抗静电效果。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明提供的具体实施方式作详细说明。
以下实施例及对比例中选用的组分分别为：
PCT为伊斯曼的Z6002。
碳纳米管采用市售多壁碳纳米管，直径在1.0-5nm，壁厚在1-10埃，表面经酸化处理。
离子液体为季磷盐类离子液体，沸点在240-300度。
抗氧剂为Ciba公司的Irganox 1076和Irganox 168，其重量比为1：1。
润滑剂为市售的季戊四醇硬脂酸及硅酮粉，其重量比为1:1。
对比例1
一种聚酯材料及其制备方法，该方法包括如下步骤：
(1)按重量份称取各组分：PCT树脂90份，导电添加剂5份，抗氧剂0.1，润滑剂1份。将PCT树脂、导电添加剂、抗氧剂和润滑剂加入混合搅拌机中进行混合。
(2)将原材料从喂料口喂入，在250～300℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，压力为3MPa，经过熔融挤出脱灰处理，造粒即得。
(3)挤出机螺杆直径为40mm，长径比为44。
实施例1
一种增强超静电聚酯材料及其制备方法，该方法包括如下步骤：
(1)将导电添加剂0.1份，注入1份离子液体中，并且进行超声处理。超声处理的条件为在功率为100-20000W的条件下，超声处理1-6小时。
(2)按重量份称取各组分：PCT树脂90份，抗氧剂0.1，润滑剂1份。将PCT树脂、分散好导电添加剂的离子液体、抗氧剂和润滑剂加入混合搅拌机中进行混合。
(3)将原材料从喂料口喂入，在250～300℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，压力为3MPa，经过熔融挤出脱灰处理，造粒即得到增强的超静电聚酯产品。
(4)挤出机螺杆直径为40mm，长径比为44。
实施例2
一种增强超静电聚酯材料及其制备方法，该方法包括如下步骤：
(1)将称取导电添加剂15份，注入20份离子液体中，并且进行超声处理。超声处理的条件为在功率为100-20000W的条件下，超声处理1-6小时。
(2)按重量份称取各组分：PCT树脂70份，抗氧剂0.5份，润滑剂0.1份。将PCT树脂、分散好导电添加剂的离子液体、抗氧剂和润滑剂加入混合搅拌机中进行混合。
(3)将原材料从喂料口喂入，在250～300℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，压力为3MPa，经过熔融挤出脱灰处理，造粒即得到增强的超静电聚酯产品。
(4)挤出机螺杆直径为40mm，长径比为40。
实施例3
一种增强超静电聚酯材料及其制备方法，该方法包括如下步骤：
(1)将称取导电添加剂5份，注入10份离子液体中，并且进行超声处理。超声处理的条件为在功率为100-20000W的条件下，超声处理1-6小时。
(2)按重量份称取各组分：PCT树脂50份，抗氧剂1份，润滑剂0.5份。将PCT树脂、分散好导电添加剂的离子液体、抗氧剂和润滑剂加入混合搅拌机中进行混合。
(3)将原材料从喂料口喂入，在250～300℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，压力为3MPa，经过熔融挤出脱灰处理，造粒即得到增强的超静电聚酯产品。
(4)挤出机螺杆直径为40mm，长径比为42。
实施例4
各对比例及实施例注塑成500mm*500mm*2mm的样板，用表面电阻仪测试表面电阻率。
对比例1 实施例1 实施例2 实施例3
表面电阻率(ohm) 4*10<sup>9</sup> 2*10<sup>8</sup> 3*10<sup>6</sup> 6.5*10<sup>7</sup>
由上表可知，本发明的聚酯组合物，利用离子液体超声分散碳纳米管，在熔体中充分分散后，通过脱灰处理挥发掉，可形成导电网络，有效提高材料的导电性能，并减少对其他性能的影响。
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 (6)

1.一种增强超静电聚酯组合物，其特征在于，所述的聚酯组合物包括以下重量份的组分：
聚对苯二甲酸-1,4-环己烷二甲醇酯50～90份，
导电添加剂0.1～15份，
离子液体1～20份，
抗氧剂0.1～1份，
润滑剂0.1～1份；
所述的导电添加剂为直径在1.0-5nm、壁厚在1-10埃、表面经酸化处理的碳纳米管；
所述的离子液体为沸点在240-300度的季磷盐类离子液体；
聚酯组合物的制备方法包括如下步骤：
(a)将导电添加剂注入离子液体中，并且进行超声处理，超声处理的条件为在功率为100-20000W的条件下，超声处理1-6小时；
(b)将聚对苯二甲酸-1,4-环己烷二甲醇酯、分散好导电添加剂的离子液体、抗氧剂和润滑剂加入混合搅拌机中进行混合；
(c)将步骤(b)所得混合物通过双螺杆挤出机共混造粒，脱灰处理，经过熔融挤出，造粒即得。
2.根据权利要求1所述的聚酯组合物，其特征在于，所述的聚对苯二甲酸-1,4-环己烷二甲醇酯的重均分子量为27000-46000。
3.根据权利要求1所述的聚酯组合物，其特征在于，所述的抗氧剂为抗氧剂245、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的聚酯组合物，其特征在于，所述的润滑剂为硅酮粉、季戊四醇酯、乙撑双硬酯酰胺、高分子量聚乙烯蜡中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的聚酯组合物的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括以下步骤：
(a)将导电添加剂注入离子液体中，并且进行超声处理；
(b)将聚对苯二甲酸-1,4-环己烷二甲醇酯、分散好导电添加剂的离子液体、抗氧剂和润滑剂加入混合搅拌机中进行混合；
(c)将步骤(b)所得混合物通过双螺杆挤出机共混造粒，脱灰处理，经过熔融挤出，造粒即得。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，超声处理的条件为在功率为100-20000W的条件下，超声处理1-6小时。
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