CN108384213A - 一种高导电率的聚碳酸酯复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高导电率的聚碳酸酯复合材料及其制备方法，其中，所述聚碳酸酯复合材料按重量份计包括如下组分：PC树脂40‑60份、导电母粒10‑30份、补强填料10‑30份、增韧剂2‑6份、第一抗氧化剂0.08‑1.5份以及第一润滑剂0.05‑3.0份，其中，所述导电母粒按重量份计包括如下组分：热塑性树脂40‑70份、导电填料30‑50份、第二抗氧剂0.1‑0.6以及第二润滑剂0.5‑2份。本发明聚碳酸酯复合材料具有极佳的导电性能，体积电阻率可达到102Ω･m。同时，导电填料物质添加比例较低，导电填料的添加量为10%左右时，体积电阻率即可达到104Ω･m以下，而复合材料却可以保持较好的机械性能。此外，还具有较高的流动性和低翘曲性，适用于注塑大尺寸制件。

Description

一种高导电率的聚碳酸酯复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料改性技术领域，尤其涉及一种高导电率的聚碳酸酯复合材料及其制备方法。
背景技术
复合型导电高分子材料（又称为导电高分子复合材料），是指将金属粉、炭黑（CB）、碳纳米管（CNT）、碳纤维（CF）等导电物质加入到绝缘高分子材料制得的复合材料，是具有导电性能的多相多组分体系。导电高分子复合材料可通过改变填料物质含量、尺寸、特性及高分子基体类型等方法调节电学和力学性能，生产过程简单，制造成本较低，且易于大规模生产，因此已经在防静电、消除静电、电磁波屏蔽、微波吸收、数码相机感光元件等方面获得了广泛应用。
传统的导电高分子材料采用大量的导电填料添加到树脂材料中，然而，导电填料本身与树脂的相容性不佳，难以均匀分散，势必会大幅度降低树脂材料的机械性能，从而限制了导电材料的应用范围。同时，传统导电复合材料的导电网络搭建的不是很完善，产品的电阻率测试值往往出现较大的浮动范围，且导电性能易受到产品使用环境条件的影响。
因此，针对以上问题，本发明提出了进一步的改进方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高导电率的聚碳酸酯复合材料及其制备方法，以克服现有技术中存在的不足。
为实现上述发明目的，本发明提供一种高导电率的聚碳酸酯复合材料，其按重量份计包括如下组分：
PC树脂40-60份、
导电母粒10-30份、
补强填料10-30份、
增韧剂2-6份、
第一抗氧化剂 0.08-1.5份以及
第一润滑剂 0.05-3.0份，
其中，所述导电母粒按重量份计包括如下组分：
热塑性树脂40-70份、
导电填料30-50份、
第二抗氧剂 0.1-0.6以及
第二润滑剂 0.5-2份。
作为本发明的聚碳酸酯复合材料的改进，所述PC树脂分子量为20000-24000g/mol，熔融指数为9-15g/10min。
作为本发明的聚碳酸酯复合材料的改进，所述补强填料为短切玻璃纤维、超细滑石粉、陶土、纳米碳酸钙、白炭黑、磨碎玻璃纤维、高岭土、云母片、有机蒙脱土、硅晶须、镁盐晶须以及硅灰石中的一种或两种的复配物。
作为本发明的聚碳酸酯复合材料的改进，所述短切玻璃纤维直径为10μm，长度为4mm；所述超细滑石粉粒径为8000目；所述高岭土、有机蒙脱土及硅灰石均经过有机物包覆处理。
作为本发明的聚碳酸酯复合材料的改进，所述增韧剂为核壳结构的MBS或ACR型增韧剂、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、高胶粉、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物，乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物以及乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或者两种。
作为本发明的聚碳酸酯复合材料的改进，所述第一抗氧化剂为1076抗氧化剂、168抗氧化剂和412S抗氧化剂按0.15：0.3：0.1的重量比复配形成的混合物。
作为本发明的聚碳酸酯复合材料的改进，所述第一润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸酯类、乙烯蜡、硅酮母粒、液体石蜡、微晶石蜡、蒙旦蜡或有机硅中的一种或几种。
作为本发明的聚碳酸酯复合材料的改进，所述导电母粒采用的热塑性树脂为聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺46、聚酰胺12，聚酰胺11、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯、聚碳酸酯-有机硅共聚物、多孔聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚苯醚、聚甲醛中的一种。
作为本发明的聚碳酸酯复合材料的改进，所述导电母粒采用的导电填料为导电炭黑、科琴黑、不锈钢纤维、金属粉、多壁碳纳米管、碳纤维、纳米碳纤维以及石墨烯中的一种、两种的复配物或三种的复配物。
作为本发明的聚碳酸酯复合材料的改进，所述导电母粒采用的第二抗氧剂为BRUGGOLEN H10和412S抗氧剂按1：3的重量比复配而成的混合物。
作为本发明的聚碳酸酯复合材料的改进，所述导电母粒采用的第二润滑剂为甲基硅油、乙烯蜡或硅酮母粒中的一种。
为实现上述发明目的，本发明提供还一种高导电率的聚碳酸酯复合材料的制备方法，其包括如下步骤：
导电母粒的制备：
S11、按重量份称取40-70份的热塑性树脂、30-50份的导电填料、0.1-0.6份的第二抗氧剂、0.5-2.0份的第二润滑剂；
S12、将称取的各组份进行混合；
S13、将混合后的原料送入挤出机中，进行熔融挤出、造粒，得到所述导电母粒。
聚碳酸酯复合材料的制备：
S21、按重量份称取40-60份的PC树脂、10-30份的导电母粒、10-30份的补强填料、2-6份的增韧剂、0.08-1.5份的第一抗氧化剂、0.05-3.0份的第二润滑剂；
S22、将称取的各组份进行混合；
S23、将混合后的原料送入挤出机中，进行熔融挤出、造粒，得到本发明的聚碳酸酯复合材料。
作为本发明的聚碳酸酯复合材料的制备方法的改进，所述步骤S13和S23中，所述挤出机为双螺杆挤出机，在熔融挤出、造粒过程中还包括：补强填料中的玻璃纤维须称取相应重量份进行侧喂。
作为本发明的聚碳酸酯复合材料的制备方法的改进，制备导电母粒的双螺杆挤出机具有十个温控区，所述十个温控区的温度依次为：温控1-2区的温度为220～310℃；温控3-4区的温度为210～310℃；温控5-6区的温度为210～310℃；温控7-8区的温度为210～310℃；温控9-10区的温度为210～310℃；
制备聚碳酸酯复合材料的双螺杆挤出机具有十个温控区，所述十个温控区的温度依次为：
温控1-2区的温度为220～290℃；温控3-4区的温度为220～290℃；温控5-6区的温度为220～290℃；温控7-8区的温度为220～290℃；温控9-10区的温度为220～290℃。
作为本发明的聚碳酸酯复合材料的制备方法的改进，所述双螺杆挤出机为同向双螺杆挤出机，螺杆转速为400-500RPM。
作为本发明的聚碳酸酯复合材料的制备方法的改进，所述双螺杆挤出机还具有两个抽真空区，其中一抽真空区位于输送料段的末端和熔融段的开始端，另一抽真空区位于计量段。
与现有技术相比，本发明的有益效果是: 本发明的高导电率的聚碳酸酯复合材料具有极佳的导电性能，体积电阻率可达到102Ω･m。同时，导电填料物质添加比例较低，导电填料的添加量为10%左右时，体积电阻率即可达到104Ω･m以下，而复合材料却可以保持较好的机械性能。此外，还具有较高的流动性和低翘曲性，适用于注塑大尺寸制件。
具体实施方式
下面结合实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
本发明的高导电率的聚碳酸酯复合材料包括如下组分：PC树脂40-60份、导电母粒10-30份、补强填料10-30份、增韧剂2-6份、第一抗氧化剂 0.08-1.5份以及第一润滑剂0.05-3.0份。
其中，所述PC树脂分子量为20000-24000g/mol，熔融指数为9-15g/10min。
所述导电母粒按重量份计包括如下组分：热塑性树脂40-70份、导电填料30-50份、第二抗氧剂 0.1-0.6以及第二润滑剂 0.5-2份。
其中，所述导电母粒采用的热塑性树脂为聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺46、聚酰胺12，聚酰胺11、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯、聚碳酸酯-有机硅共聚物、多孔聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚苯醚、聚甲醛中的一种。
所述导电母粒采用的导电填料为导电炭黑、科琴黑、不锈钢纤维、金属粉、多壁碳纳米管、碳纤维、纳米碳纤维以及石墨烯中的一种、两种的复配物或三种的复配物。
所述导电母粒采用的第二抗氧剂为BRUGGOLEN H10和412S抗氧剂按1：3的重量比复配而成的混合物。所述导电母粒采用的第二润滑剂为甲基硅油、乙烯蜡或硅酮母粒中的一种。
所述补强填料为短切玻璃纤维、超细滑石粉、陶土、纳米碳酸钙、白炭黑、磨碎玻璃纤维、高岭土、云母片、有机蒙脱土、硅晶须、镁盐晶须以及硅灰石中的一种或两种的复配物。
其中，所述短切玻璃纤维直径为10μm，长度为4mm；所述超细滑石粉粒径为8000目；所述高岭土、有机蒙脱土及硅灰石均经过有机物包覆处理。所述超细滑石粉经过有机硅包覆，如此与树脂基体的相容性较好，便于滑石粉的分散。同时，所述高岭土、有机粘土及硅灰石等均经过有机物包覆处理，如此与PC树脂相容性均较好。
所述增韧剂为核壳结构的MBS或ACR型增韧剂、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、高胶粉、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物，乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物以及乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或者两种。
所述第一抗氧化剂为1076抗氧化剂、168抗氧化剂和412S抗氧化剂按0.15：0.3：0.1的重量比复配形成的混合物。所述第一润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸酯类、乙烯蜡、硅酮母粒、液体石蜡、微晶石蜡、蒙旦蜡或有机硅中的一种或几种。
下面结合几个实施例对本发明的高导电率的聚碳酸酯复合材料的制备方法进行举例说明。
实施例1
导电母粒的制备：
S11、称取60份的聚苯硫醚（PPS）树脂、25份的导电炭黑、15份的碳纳米管、0.4份的抗氧剂BRUGGOLEN H10、0.3份的抗氧剂412S，0.8份的PE蜡；
S12、将称取的各组份进行混合；
S13、将混合后的原料送入挤出机中，进行熔融挤出、造粒。
上述挤出机十区温度为280～310℃，螺杆转速为450RPM。
导电复合材料的制备：
S21、称取55份的PC树脂、30份的导电母粒、10份的短切玻璃纤维、4份核壳结构MBS增韧剂、0.15份的抗氧剂1076、0.3份的抗氧剂168、0.1份的抗氧剂412S、0.5份的聚戊四醇硬脂酸酯（PETS）；
S22、将称取的各组份进行混合；
S23、将混合后的原料送入挤出机中，进行熔融挤出、造粒；其中，10份的短切玻璃纤维须侧喂。
上述挤出机十区温度为250～290℃，螺杆转速为450RPM。
实施例2
导电母粒的制备：
S11、称取60份的聚苯硫醚（PPS）树脂、25份的导电炭黑、15份的碳纳米管、0.1份的抗氧剂BRUGGOLEN H10、0.3份的抗氧剂412S，0.8份的PE蜡；
S12、将称取的各组份进行混合；
S13、将混合后的原料送入挤出机中，进行熔融挤出、造粒。
上述挤出机十区温度为280～310℃，螺杆转速为450RPM。
导电复合材料的制备：
S21、称取35份的PC树脂、50份的导电母粒、10份的短切玻璃纤维、4份核壳结构MBS增韧剂、0.15份的抗氧剂1076、0.3份的抗氧剂168、0.1份的抗氧剂412S、0.5份的PETS；
S22、将称取的各组份进行混合；
S23、将混合后的原料送入挤出机中，进行熔融挤出、造粒；其中，10份的短切玻璃纤维须侧喂。
上述挤出机十区温度为255～295℃，螺杆转速为450RPM。
实施例3
导电母粒的制备：
S11、称取60份的聚苯硫醚（PPS）树脂、20份的导电炭黑、10份的碳纳米管、10份的石墨烯、0.1份的抗氧剂BRUGGOLEN H10、0.3份的抗氧剂412S，0.8份的PE蜡；
S12、将称取的各组份进行混合；
S13、将混合后的原料送入挤出机中，进行熔融挤出、造粒。
上述挤出机十区温度为280～310℃，螺杆转速为450RPM。
导电复合材料的制备：
S21、称取55份的PC树脂、30份的导电母粒、10份的短切玻璃纤维、4份核壳结构MBS增韧剂、0.15份的抗氧剂1076、0.3份的抗氧剂168、0.1份的抗氧剂412S、0.5份的PETS；
S22、将称取的各组份进行混合；
S23、将混合后的原料送入挤出机中，进行熔融挤出、造粒；其中，10份的短切玻璃纤维须侧喂。
上述挤出机十区温度为250～290℃，螺杆转速为450RPM。
实施例4
导电母粒的制备：
S11、称取60份的聚苯硫醚（PPS）树脂、20份的导电炭黑、10份的碳纳米管、10份的石墨烯、0.1份的抗氧剂BRUGGOLEN H10、0.3份的抗氧剂412S，0.8份的PE蜡；
S12、将称取的各组份进行混合；
S13、将混合后的原料送入挤出机中，进行熔融挤出、造粒。
上述挤出机十区温度为280～310℃，螺杆转速为450RPM。
导电复合材料的制备：
S21、称取35份的PC树脂、50份的导电母粒、10份的短切玻璃纤维、4份核壳结构MBS增韧剂、0.15份的抗氧剂1076、0.3份的抗氧剂168、0.1份的抗氧剂412S、0.5份的PETS；
S22、将称取的各组份进行混合；
S23、将混合后的原料送入挤出机中，进行熔融挤出、造粒；其中，10份的短切玻璃纤维须侧喂。
上述挤出机十区温度为255～295℃，螺杆转速为450RPM。
实施例5
导电母粒的制备：
S11、称取60份的聚苯硫醚（PPS）树脂、20份的导电炭黑、10份的沥青基碳纤维、10份的石墨烯、0.1份的抗氧剂BRUGGOLEN H10、0.3份的抗氧剂412S，0.8份的PE蜡；
S12、将称取的各组份进行混合；
S13、将混合后的原料送入挤出机中，进行熔融挤出、造粒。
上述挤出机十区温度为280～310℃，螺杆转速为450RPM。
导电复合材料的制备：
S21、称取35份的PC树脂、50份的导电母粒、10份的硅晶须、4份核壳结构MBS增韧剂、0.15份的抗氧剂1076、0.3份的抗氧剂168、0.1份的抗氧剂412S、0.5份的PETS；
S22、将称取的各组份进行混合；
S23、将混合后的原料送入挤出机中，进行熔融挤出、造粒。
上述挤出机十区温度为250～300℃，螺杆转速为450RPM。
实施例6
导电母粒的制备：
S11、称取60份的聚苯硫醚（PPS）树脂、20份的导电炭黑、10份的碳纳米管、10份的石墨烯、0.1份的抗氧剂BRUGGOLEN H10、0.3份的抗氧剂412S，0.8份的PE蜡；
S12、将称取的各组份进行混合；
S13、将混合后的原料送入挤出机中，进行熔融挤出、造粒。
上述挤出机十区温度为280～310℃，螺杆转速为450RPM。
导电复合材料的制备：
S21、称取55份的PC树脂、30份的导电母粒、10份的滑石粉、4份核壳结构MBS增韧剂、0.15份的抗氧剂1076、0.3份的抗氧剂168、0.1份的抗氧剂412S、0.5份的PETS；
S22、将称取的各组份进行混合；
S23、将混合后的原料送入挤出机中，进行熔融挤出、造粒。
上述挤出机十区温度为240～290℃，螺杆转速为450RPM。
现结合对比例1和2，对本发明的高导电率的聚碳酸酯复合材料性能进行说明。
对比例1
S1、称取55份的PC树脂、18份的PPS树脂、7.5份的导电炭黑、4.5份碳纳米管、10份的短切玻璃纤维、4份核壳结构MBS增韧剂、0.15份的抗氧剂1076、0.3份的抗氧剂168、0.1份的抗氧剂412S、0.5份的PETS；
S2、将称取的各组份进行混合；
S3、将混合后的原料送入挤出机中，进行熔融挤出、造粒；其中，10份的短切玻璃纤维须侧喂。
上述挤出机十区温度为240～290℃，螺杆转速为450RPM。
对比例2
导电母粒的制备：
S11、称取60份的聚苯硫醚（PPS）树脂、40份的导电炭黑、0.1份的抗氧剂BRUGGOLENH10、0.3的抗氧剂412S，0.8份的PE蜡；
S12、将称取的各组份进行混合；
S13、将混合后的原料送入挤出机中，进行熔融挤出、造粒。
上述挤出机十区温度为280～310℃，螺杆转速为450RPM。
导电复合材料的制备：
S21、称取55份的PC树脂、30份的导电母粒、10份的短切玻璃纤维、4份核壳结构MBS增韧剂、0.15份的抗氧剂1076、0.3份的抗氧剂168、0.1份的抗氧剂412S、0.5份的PETS；
S22、将称取的各组份进行混合；
S23、将混合后的原料送入挤出机中，进行熔融挤出、造粒；其中，10份的短切玻璃纤维须侧喂。
上述挤出机十区温度为250～290℃，螺杆转速为450RPM。
基于上述实施例1-6以及对比例1-2，对得到的高导电率的聚碳酸酯复合材料的Izod缺口冲击强度、拉伸强度、弯曲模量以及体积电阻率进行测量。测量结果如下表1所示：
性能 单位 测试标准 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6 对比例1 对比例2
Izod缺口冲击强度 J/M ASTM D256 151 114 136 107 126 187 144 193
拉伸强度 MPa ASTM D638 67 76 71 79 92 60 66 62
弯曲模量 MPa ASTM D790 4805 5295 4917 5433 5987 4235 4752 4438
体积电阻率 Ω･m ASTM D648 104 102 103 102 102 104 107 1011
表1
从而，由表1可知，单独采用导电炭黑的对比例2，体积电阻率只有1011Ω･m，而采用不同导电填料互配的实施例1-6，体积电阻率都是在104Ω･m以下，可以满足使用要求，这是因为不同形状的导电填料物质，由于体积效应，更易于形成导电网格，导电体系的逾渗阈值更低，而球状的导电炭黑在添加比例较低的情况，难于形成稳定的导电网络。
同时，由表1可知，对比例1直接将导电填料与PC树脂共混，熔融挤出造粒，复合材料的体积电阻率也只有107Ω･m。这是因为采用导电母粒制备导电复合材料，导电填料物质与PPS树脂可预先形成较强的相互作用，在制备复合材料的过程中，导电填料物质不能发生大幅度的迁移，大部分分布在PPS树脂以及PPS树脂与PC树脂的界面，选择性分布的导电填料物质之间更易于形成导电网格。
实施例7
导电母粒的制备：
S11、称取60份的聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）树脂、25份的导电炭黑、15份的碳纳米管、0.1份的抗氧剂BRUGGOLEN H10、0.3份的抗氧剂412S，0.8份的PE蜡；
S12、将称取的各组份进行混合；
S13、将混合后的原料送入挤出机中，进行熔融挤出、造粒。
上述挤出机十区温度为230～260℃，螺杆转速为450RPM。
导电复合材料的制备：
S21、称取55份的PC树脂、30份的导电母粒、10份的短切玻璃纤维、3份核壳结构MBS增韧剂、1份的POE-g-MAH，0.15份的抗氧剂1076、0.3份的抗氧剂168、0.1份的抗氧剂412S、0.5份的PETS；
S22、将称取的各组份进行混合；
S23、将混合后的原料送入挤出机中，进行熔融挤出、造粒；其中，10份的短切玻璃纤维须侧喂。
上述挤出机十区温度为240～270℃，螺杆转速为450RPM。
实施例8
导电母粒的制备：
S11、称取60份的聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）树脂、25份的导电炭黑、15份的碳纳米管、0.1份的抗氧剂BRUGGOLEN H10、0.3份的抗氧剂412S，0.8份的PE蜡；
S12、将称取的各组份进行混合；
S13、将混合后的原料送入挤出机中，进行熔融挤出、造粒。
上述挤出机十区温度为230～260℃，螺杆转速为450RPM。
导电复合材料的制备：
S21、称取35份的PC树脂、50份的导电母粒、10份的短切玻璃纤维、3份核壳结构MBS增韧剂、1份的POE-g-MAH，0.15份的抗氧剂1076、0.3份的抗氧剂168、0.1份的抗氧剂412S、0.5份的PETS；
S22、将称取的各组份进行混合；
S23、将混合后的原料送入挤出机中，进行熔融挤出、造粒；其中，10份的短切玻璃纤维须侧喂。
上述挤出机十区温度为240～270℃，螺杆转速为450RPM。
实施例9
导电母粒的制备：
S11、称取60份的聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）树脂、20份的导电炭黑、10份的碳纳米管、10份的纳米碳纤维、0.1份的抗氧剂BRUGGOLEN H10、0.3份的抗氧剂412S，0.8份的PE蜡；
S12、将称取的各组份进行混合；
S13、将混合后的原料送入挤出机中，进行熔融挤出、造粒。
上述挤出机十区温度为230～260℃，螺杆转速为450RPM。
导电复合材料的制备：
S21、称取35份的PC树脂、50份的导电母粒、10份的短切玻璃纤维、3份核壳结构MBS增韧剂、1份的POE-g-MAH，0.15份的抗氧剂1076、0.3份的抗氧剂168、0.1份的抗氧剂412S、0.5份的PETS；
S22、将称取的各组份进行混合；
S23、将混合后的原料送入挤出机中，进行熔融挤出、造粒；其中，10份的短切玻璃纤维须侧喂。
上述挤出机十区温度为240～270℃，螺杆转速为450RPM。
实施例10
导电母粒的制备：
S11、称取70份的聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）树脂、10份的碳纳米管、10份的碳纤维、10份的石墨烯、0.1份的抗氧剂BRUGGOLEN H10、0.3份的抗氧剂412S，0.8份的PE蜡；
S12、将称取的各组份进行混合；
S13、将混合后的原料送入挤出机中，进行熔融挤出、造粒。
上述挤出机十区温度为230～260℃，螺杆转速为450RPM。
导电复合材料的制备：
S21、称取55份的PC树脂、30份的导电母粒、15份的云母片、3份核壳结构MBS增韧剂、1份的POE-g-MAH，0.15份的抗氧剂1076、0.3份的抗氧剂168、0.1份的抗氧剂412S、0.5份的PETS；
S22、将称取的各组份进行混合；
S23、将混合后的原料送入挤出机中，进行熔融挤出、造粒；
上述挤出机十区温度为240～270℃，螺杆转速为450RPM。
实施例11
导电母粒的制备：
S11、称取70份的聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）树脂、10份的碳纳米管、10份的不锈钢纤维、10份的石墨烯、0.1份的抗氧剂BRUGGOLEN H10、0.3份的抗氧剂412S，0.8份的PE蜡；
S12、将称取的各组份进行混合；
S13、将混合后的原料送入挤出机中，进行熔融挤出、造粒。
上述挤出机十区温度为230～260℃，螺杆转速为450RPM。
导电复合材料的制备：
S21、称取55份的PC树脂、30份的导电母粒、15份的镁盐晶须、3份核壳结构MBS增韧剂、1份的POE-g-MAH，0.15份的抗氧剂1076、0.3份的抗氧剂168、0.1份的抗氧剂412S、0.5份的PETS；
S22、将称取的各组份进行混合；
S23、将混合后的原料送入挤出机中，进行熔融挤出、造粒；
上述挤出机十区温度为240～270℃，螺杆转速为450RPM。
实施例12
导电母粒的制备：
S11、称取70份的聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）树脂、10份的科琴黑、10份的不锈钢纤维、10份的石墨烯、0.1份的抗氧剂BRUGGOLEN H10、0.3份的抗氧剂412S，0.8份的PE蜡；
S12、将称取的各组份进行混合；
S13、将混合后的原料送入挤出机中，进行熔融挤出、造粒。
上述挤出机十区温度为230～260℃，螺杆转速为450RPM。
导电复合材料的制备：
S21、称取55份的PC树脂、30份的导电母粒、15份的有机蒙脱土、3份核壳结构MBS增韧剂、1份的POE-g-MAH，0.15份的抗氧剂1076、0.3份的抗氧剂168、0.1份的抗氧剂412S、0.5份的PETS；
S22、将称取的各组份进行混合；
S23、将混合后的原料送入挤出机中，进行熔融挤出、造粒；
上述挤出机十区温度为240～270℃，螺杆转速为450RPM。
现结合对比例3和4，对本发明的高导电率的聚碳酸酯复合材料性能进行进一步说明。
对比例3
导电复合材料的制备：
S1、称取73份的PC树脂、7.5份的导电炭黑、4.5份的碳纳米管、10份的玻璃纤维、3份核壳结构MBS增韧剂、1份的POE-g-MAH，0.15份的抗氧剂1076、0.3份的抗氧剂168、0.1份的抗氧剂412S、0.5份的PETS；
S2、将称取的各组份进行混合；
S3、将混合后的原料送入挤出机中，进行熔融挤出、造粒； 其中，10份的短切玻璃纤维须侧喂。
上述挤出机十区温度为240～280℃，螺杆转速为450RPM。
对比例4
导电母粒的制备：
S11、称取45份的聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）树脂、25份的导电炭黑、20份的碳纳米管、10份的不锈钢纤维、0.1份的抗氧剂BRUGGOLEN H10、0.3的抗氧剂412S，0.8份的PE蜡；
S12、将称取的各组份进行混合；
S13、将混合后的原料送入挤出机中，进行熔融挤出、造粒。
上述挤出机十区温度为230～260℃，螺杆转速为450RPM。
导电复合材料的制备：
S21、称取25份的PC树脂、60份的导电母粒、10份的短切玻璃纤维、3份核壳结构MBS增韧剂、1份的POE-g-MAH，0.15份的抗氧剂1076、0.3份的抗氧剂168、0.1份的抗氧剂412S、0.5份的PETS；
S22、将称取的各组份进行混合；
S23、将混合后的原料送入挤出机中，进行熔融挤出、造粒；
上述挤出机十区温度为240～270℃，螺杆转速为450RPM。
基于上述实施例7-12以及对比例3-4，对得到的高导电率的聚碳酸酯复合材料的 Izod缺口冲击强度、拉伸强度、弯曲模量以及体积电阻率进行测量。测量结果如下表2所示：
性能 单位 测试标准 实施例7 实施例8 实施例9 实施例10 实施例11 实施例12 对比例3 对比例4
Izod缺口冲击强度 J/M ASTM D256 148 102 121 162 191 179 134 51
拉伸强度 MPa ASTM D638 69 80 84 63 79 64 72 58
弯曲模量 MPa ASTM D790 5011 5422 5738 4987 5320 4944 5054 6089
体积电阻率 Ω･m ASTM D648 104 102 102 102 102 102 106 101
表2
从表2可以看出，通过两种或者三种导电填料物质的复配，可以将导电填料物质的添加比例降低到9%时，复合材料的体积电阻率就可以达到102Ω･m，此时导电填料及补强填料对材料的性能较小，各实施例的机械性能较好。对比例3在不添加PBT树脂的情况下，采用导电炭黑和碳纳米管直接与PC共混制备导电复合材料，复合材料的体积电阻率为106Ω･m，达不到采用阻燃母粒的加工方式的导电效果。这是因为采用导电母粒加工，导电填料物质经过二次分散，在树脂基材里面分布的更加均匀。对比例4的导电复合材料机械性能较差，很难满足一些结构件的性能要求。
综上所述，本发明的高导电率的聚碳酸酯复合材料具有极佳的导电性能，体积电阻率可达到102Ω･m。同时，导电填料物质添加比例较低，导电填料的添加量为10%左右时，体积电阻率即可达到104Ω･m以下，而复合材料却可以保持较好的机械性能。此外，还具有较高的流动性和低翘曲性，适用于注塑大尺寸制件。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节， 而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现 本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非 限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落 在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (16)

1.一种高导电率的聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述聚碳酸酯复合材料按重量份计包括如下组分：
PC树脂40-60份、
导电母粒10-30份、
补强填料10-30份、
增韧剂2-6份、
第一抗氧化剂 0.08-1.5份以及
第一润滑剂 0.05-3.0份，
其中，所述导电母粒按重量份计包括如下组分：
热塑性树脂40-70份、
导电填料30-50份、
第二抗氧剂 0.1-0.6以及
第二润滑剂 0.5-2份。
2.根据权利要求1所述的高导电率的聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述PC树脂分子量为20000-24000g/mol，熔融指数为9-15g/10min。
3.根据权利要求1所述的高导电率的聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述补强填料为短切玻璃纤维、超细滑石粉、陶土、纳米碳酸钙、白炭黑、磨碎玻璃纤维、高岭土、云母片、有机蒙脱土、硅晶须、镁盐晶须以及硅灰石中的一种或两种的复配物。
4.根据权利要求3所述的高导电率的聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述短切玻璃纤维直径为10μm，长度为4mm；所述超细滑石粉粒径为8000目；所述高岭土、有机蒙脱土及硅灰石均经过有机物包覆处理。
5.根据权利要求1所述的高导电率的聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述增韧剂为核壳结构的MBS或ACR型增韧剂、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、高胶粉、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物，乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物以及乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或者两种。
6.根据权利要求1所述的高导电率的聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述第一抗氧化剂为1076抗氧化剂、168抗氧化剂和412S抗氧化剂按0.15：0.3：0.1的重量比复配形成的混合物。
7.根据权利要求1所述的高导电率的聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述第一润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸酯类、乙烯蜡、硅酮母粒、液体石蜡、微晶石蜡、蒙旦蜡或有机硅中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的高导电率的聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述导电母粒采用的热塑性树脂为聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺46、聚酰胺12，聚酰胺11、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯、聚碳酸酯-有机硅共聚物、多孔聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚苯醚、聚甲醛中的一种。
9.根据权利要求1所述的高导电率的聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述导电母粒采用的导电填料为导电炭黑、科琴黑、不锈钢纤维、金属粉、多壁碳纳米管、碳纤维、纳米碳纤维以及石墨烯中的一种、两种的复配物或三种的复配物。
10.根据权利要求1所述的高导电率的聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述导电母粒采用的第二抗氧剂为BRUGGOLEN H10和412S抗氧剂按1：3的重量比复配而成的混合物。
11.根据权利要求1所述的高导电率的聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述导电母粒采用的第二润滑剂为甲基硅油、乙烯蜡或硅酮母粒中的一种。
12.一种高导电率的聚碳酸酯复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
导电母粒的制备：
S11、按重量份称取40-70份的热塑性树脂、30-50份的导电填料、0.1-0.6份的第二抗氧剂、0.5-2.0份的第二润滑剂；
S12、将称取的各组份进行混合；
S13、将混合后的原料送入挤出机中，进行熔融挤出、造粒，得到所述导电母粒。
聚碳酸酯复合材料的制备：
S21、按重量份称取40-60份的PC树脂、10-30份的导电母粒、10-30份的补强填料、2-6份的增韧剂、0.08-1.5份的第一抗氧化剂、0.05-3.0份的第二润滑剂；
S22、将称取的各组份进行混合；
S23、将混合后的原料送入挤出机中，进行熔融挤出、造粒，得到本发明的聚碳酸酯复合材料。
13.根据权利要求12所述的高导电率的聚碳酸酯复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S13和S23中，所述挤出机为双螺杆挤出机，在熔融挤出、造粒过程中还包括：补强填料中的玻璃纤维须称取相应重量份进行侧喂。
14.根据权利要求13所述的高导电率的聚碳酸酯复合材料的制备方法，其特征在于，制备导电母粒的双螺杆挤出机具有十个温控区，所述十个温控区的温度依次为：温控1-2区的温度为220～310℃；温控3-4区的温度为210～310℃；温控5-6区的温度为210～310℃；温控7-8区的温度为210～310℃；温控9-10区的温度为210～310℃；
制备聚碳酸酯复合材料的双螺杆挤出机具有十个温控区，所述十个温控区的温度依次为：
温控1-2区的温度为220～290℃；温控3-4区的温度为220～290℃；温控5-6区的温度为220～290℃；温控7-8区的温度为220～290℃；温控9-10区的温度为220～290℃。
15.根据权利要求13所述的高导电率的聚碳酸酯复合材料的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机为同向双螺杆挤出机，螺杆转速为400-500RPM。
16.根据权利要冷却13所述的高导电率的聚碳酸酯复合材料的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机还具有两个抽真空区，其中一抽真空区位于输送料段的末端和熔融段的开始端，另一抽真空区位于计量段。
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