CN108219458A - 一种导电增强型聚苯硫醚/聚酰胺复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及聚苯硫醚树脂材料，解决目前聚苯硫醚抗静电性能差的问题以及不会因为改善抗静电性能而影响聚苯硫醚韧性的性能，公开了一种导电增强型聚苯硫醚/聚酰胺复合材料以及其制备方法，它由以下原料按照重量配制而成：聚苯硫醚(PPS)：30‑55份；导电聚酰胺(PA66)母体：20‑35份；玻璃纤维：15‑25份；抗氧剂：0.1‑1份；润滑剂：0.1‑1份；其中：所述导电聚酰胺(PA66)母体，由以下配比的原料按照重量百分比配制而成：聚酰胺(PA66)：70‑85份；导电炭黑：20‑30份；抗氧剂：0.1～1份；润滑剂：0.1～1份；将原料在双螺杆挤出机进行加工，制备的聚苯硫醚的表面电阻在103‑105，具有很好的抗静电的性能，而且通过Charpy缺口冲击实验可以看出聚苯硫醚具有良好的韧性。

Description

一种导电增强型聚苯硫醚/聚酰胺复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚苯硫醚树脂材料，具体为一种导电增强型聚苯硫醚/聚酰胺复合材料及其制备方法。
背景技术
聚苯硫醚树脂(PPS)也称为聚亚苯基硫醚，其综合性能较好，耐高温、耐腐蚀、耐辐射等良好的性能，因而聚苯硫醚是电子、电器领域的首选材料。聚苯硫醚(PPS)具有优良的热稳定性、阻燃性能、耐腐蚀性和电性能，同时还具有良好的力学性能和尺寸稳定性，被广泛应用于电子电气、机械制造、汽车制造、化工仪器仪表和航天工业等领域，然而由于自身结构的原因，导致纯PPS的韧性较差、无定形部分的玻璃化温度(Tg)较低(85～90℃)，使用温度长期超过90℃时易产生蠕变，限制了PPS的应用范围。为了拓宽PPS的应用领域，有必要对PPS进行增韧、增强等方面的改性。PPS常用的增韧方法有弹性体增韧、无机粒子增韧以及合金化增韧等，而现有的增韧方法虽然可以提高其韧性，但是却损失了材料的刚性和耐热性能，且当其与其他物质接触或摩擦后容易聚集静电荷，静电荷积累所带来的负作用严重影响了生产、生活或工作，有时甚至会引起火灾或爆炸，致使PPS材料的应用仍然受到了限制。
专利申请号为200710123781.3公开的一种聚苯硫醚/聚酰胺复合材料及其制备方法，该方法公开一种聚苯硫醚/聚酰胺复合材料包括以下配比的原料按照重量百分比配置，聚苯硫醚(PPS)23-69.3％；聚酰胺(PA)10-30％；玻璃纤维20-40％，热稳定剂0.2-2％，硅烷偶联剂0.1-2％；加工润滑剂0.2-2％；结晶促进剂0.1-1％，该发明能够克服聚苯硫醚冲压强度低，耐弯折性差的特点，提高材料的冲压韧性，但是没有对抗静电性能进行研究。
专利申请号为201510072254.9公开一种聚苯硫醚复合材料，包括原料的质量分数为聚苯硫醚60-80份，聚酰胺20-40份，相容剂5-10份，抗氧剂0.5-1份，导电助剂10-20份，填充剂20-40份；偶联剂0.5-1份，润滑剂0.4-0.8份，该发明的结果使得聚苯硫醚的表面电阻降低到108，使得聚苯硫醚复合材料只是具有一定的防静电性能，还是不能满足实际的生产需要。
发明内容
针对背景技术中存在的问题，本发明提供了一种导电增强型聚苯硫醚/聚酰胺复合材料以及制备方法，旨在解决目前聚苯硫醚抗静电性能差，韧性低的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种导电增强型聚苯硫醚/聚酰胺复合材料，它由以下原料按照重量配制而成：
聚苯硫醚(PPS)：30-55份；
导电聚酰胺(PA66)母体：20-35份；
玻璃纤维：15-25份；
抗氧剂：0.1-1份；
润滑剂：0.1-1份。
其中：所述导电聚酰胺(PA66)母体，由以下配比的原料按照重量百分比配制而成：
聚酰胺(PA66)：70-85份；
导电炭黑：20-30份；
抗氧剂：0.1～1份；
润滑剂：0.1～1份。
作为本发明一种优选的技术方案，所述聚苯硫醚(PPS)树脂为线性，相对分子质量为5-7万。
作为本发明一种优选的技术方案，所述抗氧剂是三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、季戊四醇类十二硫代丙酯、四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯中的至少一种。
作为本发明一种优选的技术方案，所述润滑剂是乙撑双硬脂酸酰胺、硅酮粉或含氟聚合物中的至少一种。
作为本发明一种优选的技术方案，所述玻璃纤维的直径为10-20um。
作为本发明一种优选的技术方案，所述聚酰胺(PA66)的粘度为2.4-3.2dl/g。
作为本发明一种优选的技术方案，所述导电炭黑为链状结构。
一种导电增强型聚苯硫醚/聚酰胺复合材料的制备方法，包括导电聚酰胺(PA66)母体的制备以及导电增强型聚苯硫醚/聚酰胺复合材料的制备，所述导电聚酰胺(PA66)母体的制备包括以下步骤：
S01：按照权利要求1，按照重量，称取导电聚酰胺(PA66)母体制备的原料；
S02：将S01中的原料一起加入高速混合机中混合均匀后，经双螺杆挤出机熔融、挤出，切粒干燥即得到，其工艺为双螺杆一区温度190-210℃、二区温度250-270℃、三区温度255-275℃、四区温度255-275℃、五区温度255-275℃、六区温度255-275℃、七区温度250-270℃、八区温度250-270℃、九区温度250-270℃，转速为250～280r/min；
所述导电增强型聚苯硫醚/聚酰胺复合材料的制备步骤包括：
S03：按照权利要求1，按照重量，称取制备导电增强型聚苯硫醚/聚酰胺复合材料的原料，其中导电聚酰胺(PA66)就是按照步骤S01、S02制备而成的，
S04：将S03中的原料经高速混合机分散混合后，通过双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、干燥得到复合材料，其工艺为双螺杆一区温度190-210℃、二区温度255-275℃、三区温度265-285℃、四区温度275-295℃、五区温度275-295℃、六区温度265±285℃、七区温度265±285℃、八区温度265-285℃、九区温度270-290℃，转速为280～300r/min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：利用本发明的原料配比以及方法，得到的导电增强型聚苯硫醚/聚酰胺复合材料的表面电阻在103-105范围，使得聚苯硫醚复合材料具有很好的抗静电性能，同时复合材料的韧性也有所提高。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明以下实施例中，聚苯硫醚(PPS)均选用浙江新合成特种材料有限公司产品，所用牌号为1190C；导电炭黑选用卡博特公司，所用型号为XC-72；聚酰胺(PA66)选用平顶山神马公司，型号为ERP24；抗氧剂为无锡索菲罗兰国际贸易有限公司产的，型号为Chinox1010；润滑剂采用EBS，型号为P130；玻璃纤维988A；
实施例1：
1)制备导电PA66母粒
按重量计，将ERP24树脂70份、导电炭黑XC-72 30份、抗氧剂1010(Chinox 1010)0.2份和润滑剂EBS(P130)0.3份一起加入高速混合机中混合均匀后，经双螺杆挤出机熔融、挤出，最后切粒干燥即得到导电PA66母粒。其中加工温度由一区温度为190℃、二区温度为255℃、三区温度为260℃、四区温度为260℃、五区温度为265℃、六区温度为265℃、七区温度为260℃、八区温度为260℃、九区温度为265℃，转速为280r/min。
2)制备导电增强型PPS/PA66复合材料
按重量计，将(1)制备的导电PA66母粒35份与PPS 1190C 50份、玻璃纤维988A 15份、抗氧剂1010(Chinox 1010)0.3份、润滑剂EBS(P130)0.2份经高速混合机分散混合后，将此物料通过双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、干燥得导电增强型PPS/PA66复合材料。其中加工温度一区温度为200℃、二区温度为265℃、三区温度为275℃、四区温度为280℃、五区温度为280℃、六区温度为270℃、七区温度为270℃、八区温度为270℃、九区温度为285℃，转速为280r/min。
实施例1对比例
按重量计，将PPS 1190C 50份、将ERP24树脂24.5份、玻璃纤维988A15份、导电炭黑XC-72 10.5份，抗氧剂1010(Chinox 1010)0.3份、润滑剂EBS(P130)0.2份经高速混合机分散混合后，将此物料通过双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、干燥得导电型PPS/PA66复合材料。其中加工温度一区温度为200℃、二区温度为265℃、三区温度为275℃、四区温度为280℃、五区温度为280℃、六区温度为270℃、七区温度为270℃、八区温度为270℃、九区温度为285℃，转速为280r/min。
实施例2：
1)制备导电PA66母粒
按重量计，将ERP24树脂75份、导电炭黑XC-72 25份、抗氧剂0.1份和EBS(P130)0.1份一起加入高速混合机中混合均匀后，经双螺杆挤出机熔融、挤出，最后切粒干燥即得到导电PA66母粒。其中螺旋杆挤出机的加工温度为一区温度190℃、二区温度255℃、三区温度265℃、四区温度265℃、五区温度265℃、六区温度265℃、七区温度260℃、八区温度260℃、九区温度265℃，转速为250r/min。
2)制备导电增强型PPS/PA66复合材料
按重量计，将(1)制备的导电PA66母粒20份与PPS 1190C 55份、玻璃纤维25份、抗氧剂1010(Chinox 1010)0.1份、润滑剂EBS(P130)0.1份经高速混合机分散混合后，将此物料通过双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、干燥得导电增强型PPS/PA66复合材料。其中加工温度一区温度为200℃、二区温度为265℃、三区温度为275℃、四区温度为285℃、五区温度为285℃、六区温度为275℃、七区温度为270℃、八区温度为270℃、九区温度为280℃，转速为300r/min。
上述实施例所得产品的测试标准如下：缺口冲击强度依据ISO179标准进行；将塑料粒子注塑成样板，通过表面电阻仪测试电阻得到的实验结果如下表：
根据塑料防静电的概念：当塑料及制品表面阻值：大于10次方时极易产生静电；在8－10次方之间具有一定防静电性能；在6－8次方之间有很好的防静电性能；在4－6次方之间具有最佳的防静电性能；当达到4次方以下具有了相当的导电性能，属于导体或半导体材料，实施例1和实施例1对比例比较可以看出，相同的导电炭黑的含量(10.5％)，此时实施例1聚苯硫醚(PPS)的表面电阻达到103Ω，优于实施例1对比例的抗静电性能，此时实施例1具有最佳的防静电性能；通过相同的实验方法不同的配比，从实施例1和2可以看出，添加了聚酰胺(PA66)以及利用先制备聚酰胺(PA66)的方法制得的聚苯硫醚(PPS)/聚酰胺(PA66)的复合材料，表面电阻达到105-103Ω，此时聚苯硫醚(PPS)/聚酰胺(PA66)复合材料，具有很好的抗静电的性能。从Charpy缺口冲击实验可以看出，本发明的配比以及制造方法，还能利于提高材料的冲压韧性。
基于上述，本发明具有的优点在于：本发明采用PA66母体的制备方法，解决目前聚苯硫醚抗静电性能差的问题以及不会因为改善抗静电性能而影响聚苯硫醚韧性的性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种导电增强型聚苯硫醚/聚酰胺复合材料，其特征在于，它由以下原料按照重量配制而成：
聚苯硫醚(PPS)：30-55份；
导电聚酰胺(PA66)母体：20-35份；
玻璃纤维：15-25份；
抗氧剂：0.1-1份；
润滑剂：0.1-1份。
其中：所述导电聚酰胺(PA66)母体，由以下配比的原料按照重量百分比配制而成：
聚酰胺(PA66)：70-85份；
导电炭黑：20-30份；
抗氧剂：0.1～1份；
润滑剂：0.1～1份。
2.根据权利要求1所述的一种导电增强型聚苯硫醚/聚酰胺复合材料，其特征在于：所述聚苯硫醚(PPS)树脂为线性，相对分子质量为5-7万。
3.根据权利要求1所述的一种导电增强型聚苯硫醚/聚酰胺复合材料，其特征在于：所述抗氧剂是三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、季戊四醇类十二硫代丙酯、四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种导电增强型聚苯硫醚/聚酰胺复合材料，其特征在于：所述润滑剂是乙撑双硬脂酸酰胺、硅酮粉或含氟聚合物中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种导电增强型聚苯硫醚/聚酰胺复合材料，其特征在于：所述玻璃纤维的直径为10-20um。
6.根据权利要求2所述的一种导电增强型聚苯硫醚/聚酰胺复合材料及其制备方法，其特征在于：所述聚酰胺(PA66)的粘度为2.4-3.2dl/g。
7.根据权利要求2所述的一种导电增强型聚苯硫醚/聚酰胺复合材料，其特征在于：所述导电炭黑为链状结构。
8.一种导电增强型聚苯硫醚/聚酰胺复合材料的制备方法，其特征在于：包括导电聚酰胺(PA66)母体的制备以及导电增强型聚苯硫醚/聚酰胺复合材料的制备，所述导电聚酰胺(PA66)母体的制备包括以下步骤：
S01：按照权利要求1，按照重量，称取导电聚酰胺(PA66)母体制备的原料；
S02：将S01中的原料一起加入高速混合机中混合均匀后，经双螺杆挤出机熔融、挤出，切粒干燥即得到，其工艺为双螺杆一区温度190-210℃、二区温度250-270℃、三区温度255-275℃、四区温度255-275℃、五区温度255-275℃、六区温度255-275℃、七区温度250-270℃、八区温度250-270℃、九区温度250-270℃，转速为250～280r/min；
所述导电增强型聚苯硫醚/聚酰胺复合材料的制备步骤包括：
S03：按照权利要求1，按照重量，称取制备导电增强型聚苯硫醚/聚酰胺复合材料的原料，其中导电聚酰胺(PA66)就是按照步骤S01、S02制备而成的，
S04：将S03中的原料经高速混合机分散混合后，通过双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、干燥得到复合材料，其工艺为双螺杆一区温度190-210℃、二区温度255-275℃、三区温度265-285℃、四区温度275-295℃、五区温度275-295℃、六区温度265±285℃、七区温度265±285℃、八区温度265-285℃、九区温度270-290℃，转速为280～300r/min。
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