CN109370211B - 一种适于静电喷涂的pa/ppo合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适于静电喷涂的PA/PPO合金及其制备方法；所述PA/PPO合金包括以下组分和重量份：PPO树脂15～40份、尼龙(PA)45～70份、增韧剂3～15份、相容剂0.2～3份、导电炭黑(CCB)1～5份、膨胀石墨(EG)2～10份、其他助剂0.2～2份。本发明的PA/PPO合金具有优异的抗静电性和尺寸稳定性，表面触感光滑并且操作简单，无需制备导电母粒，可应用于汽车、家电等静电喷涂领域。

Description

一种适于静电喷涂的PA/PPO合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种适于静电喷涂的PA/PPO合金及其制备方法。
背景技术
PA/PPO合金，以PA为连续相，PPO分散在基体中，这种合金兼具有PA的良好加工性、耐化学腐蚀性和抗冲击性以及PPO的耐高温性能和尺寸稳定性。经过增韧改性后的PA/PPO合金特别适用于汽车、家电等应用领域。
导电PA/PPO结合了合金的优异性能和导电性，在静电喷涂领域更加突出PA/PPO的应用潜力。为了实现较好静电喷涂效果，材料的表面电阻率需稳定在1011Ω以下，通常通过加入耐温较高的导电炭黑实现此永久抗静电效果，但一方面导电炭黑的价格较高，另一方面单一添加导电炭黑难以形成导电通路，并且存在难加工难分散，需要制备导电母粒等问题(如专利201310007354.4)。石墨具有耐高温、导电、导热、润滑性、化学稳定性等功能，对石墨进行改性处理，可以提高石墨的电化学性能，其中膨胀石墨遇高温可瞬间体积150～300倍，它不仅保持石墨的导电、耐高温和耐腐蚀等性能，同时克服了天然石墨脆性的缺点，增加了它的柔软性和可塑性，从而改善其在树脂基体中的分散，但是单纯的使用膨胀石墨改善材料的导电性，存在添加份数高，难添加的问题。
发明内容
本发明的目的在于保证PA/PPO导电性的同时，降低导电炭黑的使用量，通过一步法生产，提供一种适于静电喷涂的PA/PPO合金及其制备方法。具体来说，本发明针对现有PA/PPO合金的不足，使用导电炭黑复配膨胀石墨，可实现一步法生产，同时大大提高了材料的抗静电性能和导电均一性，降低了导电炭黑的使用量，节约成本，成为汽车上挡泥板、尾门外壳、加油小门等制件的理想备选材料。
为了实现上述目的，本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明涉及一种适于静电喷涂的PA/PPO合金，所述的PA/PPO合金由以下重量份的组分制成：
PPO树脂：15～40份；
尼龙(PA)：45～70份；
增韧剂：3～15份；
相容剂：0.2～3份；
导电炭黑(CCB)：1～5份；
膨胀石墨(EG)：2～10份；
其他助剂：0.2～2份。
优选地，所述的PPO树脂的特征粘度范围为30～55cm3/g；所述的PA为PA6、PA610、PA612、PA66、PA1212中的一种或至少两种混合物。
优选地，增韧剂为SEBS、SBS、EPDM、EVA、POE中的一种或至少两种的混合物。
优选地，相容剂为SEBS接枝马来酸酐(SEBS-g-MAH)、POE接枝马来酸酐(POE-g-MA)、乙酸乙烯共聚物接枝马来酸酐(EVA-g-MAH)中的一种或至少两种的混合物。其中相容剂中马来酸酐的接枝率为0.5～3wt％；SEBS-g-MAH有利于增韧PPO相，POE-g-MAH或者EVA-g-MAH用于增韧PA相，其中马来酸酐含量低于0.5wt％不利于在PA连续相中分散，马来酸酐的含量高于3wt％可能影响相容剂的分散以及体系的稳定。
优选地，所述的导电炭黑吸收邻苯二甲酸二丁酯(BDP值)的范围为0.5～3cm3/g，BDP值低于0.5cm3/g时，导电炭黑较难分散，当BDP值高于3cm3/g不利于导电炭黑的加入。
优选地，其他助剂包括润滑剂、抗氧剂；其中润滑剂为PE蜡、乙烯醋酸乙烯共聚物、硬脂酸酰胺、PP蜡、OP蜡、乙烯基双硬酯酰胺中的一种或至少两种混合物；抗氧剂为巴斯夫亚磷酸酯抗氧剂168、受阻酚抗氧剂1010、Irganox1076、Irganox245中的一种或至少两种混合物。
优选地，所述的膨胀石墨为鳞片石墨，含碳量为大于95wt％,膨胀石墨平均粒径为5～200μm。在本发明的体系中，膨胀石墨的粒径小于5μm不利于导电网络的形成，当膨胀石墨的粒径大于200μm，不利于膨胀石墨的分散；进而无法与导电炭黑以及相容剂起到协同增效作用。
本发明还提供了一种适于静电喷涂的PA/PPO合金的制备方法，其制备方法包括如下步骤：
S1、按照所述重量份数称取各组分；
S2、将步骤S1中称取的各组分在高速混合机中混合2～15min后得到混合物；
S3、将步骤S2得到的混合物从双螺杆挤出机的主喂料进入，经过熔融挤出、冷却、干燥、切粒即得所述PA/PPO合金。
优选地，步骤S3中，所述的双螺杆挤出机为同向旋转的双螺杆挤出机，螺杆的长径比为25～40，螺杆机筒设有真空抽排装置以及温控装置。
优选地，所述的双螺杆挤出机的进料段温度为250～270℃、塑化段温度为260～280℃、均化段温度为265～280℃；螺杆转速为200～700rpm。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明针对提高PA/PPO合金的导电性，在保证材料力学性能和导电性的同时，显著降低了导电炭黑的使用量，从而降低了材料成本，并且加工环节简单易操作。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
以下实施例及对比例中采用的原料为：
PPO为蓝星的LXR045,其粘度为43～47cm3/g；尼龙为PA66,为法国RHODIA的PA66A205F，熔融指数(270℃，0.325Kg)15g/10min；CCB选用卡博特导电炭黑CSX 946，BDP值为175cm3/100g；增韧剂选择陶氏的EPDM 3745P；相容剂选用美国科腾SEBS-g-MA FG1901GT，马来酸酐接枝率为1.4～2％，熔融指数为22g/10min(230℃*5kg)；EG为青岛阎鑫石墨制品有限公司高纯可膨胀石墨，其碳含量为98wt％。经微波炉在调试功率为500w条件下处理25秒后备用，尺寸为20～100μm；助剂包括抗氧剂168、润滑剂为科莱恩蜡粉PE520，各助剂重量配比为1:1。
将实施例1～4和对比例1～2制备的PA/PPO合金经过100℃干燥5h后，按照ASTM标准，在同一注塑条件下注塑成标准物性样条及样板，测试各个树脂组合物的物理性能及导电率。具体的测试标准和条件见表1：
表1
Figure BDA0001810622350000031
Figure BDA0001810622350000041
实施例1
本实施例提供了一种适于静电喷涂的PA/PPO合金及其制备方法，具体步骤如下：
(1)按照表2中的重量比称取各组分；
(2)将称取的各组分在高速混合机中混合2～15min后得到混合物；
将上述混合好的混合物从双螺杆挤出机的主喂料进入，经过熔融挤出、冷却、干燥、切粒得到样品；其中，所述的双螺杆挤出机为同向旋转的双螺杆挤出机，螺杆的长径比为25～40，螺杆机筒设有真空抽排装置以及温控装置；双螺杆挤出机的进料段温度为250～270℃、塑化段温度为260～280℃、均化段温度为265～280℃；螺杆转速为200～700rpm。
实施例2
本实施例提供了一种适于静电喷涂的PA/PPO合金及其制备方法，原料重量比例见表2，制备方法同实施例1。
实施例3
本实施例提供了一种适于静电喷涂的PA/PPO合金及其制备方法，原料重量比例见表2，制备方法同实施例1。
实施例4
本实施例提供了一种适于静电喷涂的PA/PPO合金及其制备方法，原料重量比例见表2，制备方法同实施例1。
对比例1
本对比例提供了一种适于静电喷涂的PA/PPO合金及其制备方法，原料重量比例见表2，制备方法同实施例1。
对比例2
本对比例提供了一种适于静电喷涂的PA/PPO合金及其制备方法，原料重量比例见表2，制备方法同实施例1。
表2
组份 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比例1 对比例2
PPO树脂 15 30 40 40 30 40
PA66 70 60 50 45 60 50
EPDM 15 10 10 15 10 10
CCB 1 3 5 1 3 5
EG 2 5 3 10 0 1
POE-g-MA 3 3 3 3 3 3
助剂 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
表3
Figure BDA0001810622350000051
表面触感：◎平滑，〇较平滑，△一般
由表3中实施例1～4及对比例1～2测试结果表明，通过膨胀石墨的引入，在相同电阻率的情况下，明显降低了导电炭黑的使用，同时在一定程度上提升了材料的刚性和表面性能。
本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，以上实施例仅用于说明本发明，而并不用于限制本发明的保护范围。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种适于静电喷涂的PA/PPO合金，其特征在于，所述PA/PPO合金由以下重量份数的组分组成：
PPO树脂：15～40份，
尼龙：45～70份，
增韧剂：3～15份，
相容剂：0.2～3份，
导电炭黑：1~5份，
膨胀石墨：2~10份，
其他助剂：0.2～2份；
所述膨胀石墨为鳞片石墨，含碳量为95～98wt%,平均粒径为5～200μm；
所述相容剂为SEBS接枝马来酸酐、POE接枝马来酸酐，EVA-g-MAH中的一种或至少两种的混合物；所述相容剂中马来酸酐的接枝率为0.5～3wt%；
所述导电炭黑BDP值的范围为0.5～3cm3/g。
2.根据权利要求1所述的适于静电喷涂的PA/PPO合金，其特征在于，所述PPO树脂的特征粘度范围为30～55cm3/g；所述尼龙为 PA6、PA610、PA612、PA66、PA1212中的一种或至少两种混合物。
3.根据权利要求1所述的适于静电喷涂的PA/PPO合金，其特征在于，所述增韧剂为SEBS、SBS、EPDM、EVA、POE中的一种或至少两种的混合物。
4.根据权利要求1所述的适于静电喷涂的PA/PPO合金，其特征在于，所述其他助剂包括润滑剂、抗氧剂；所述润滑剂为PE蜡、乙烯醋酸乙烯共聚物、硬脂酸酰胺、PP蜡、OP蜡、乙烯基双硬酯酰胺中的一种或至少两种混合物；所述抗氧剂为巴斯夫亚磷酸酯抗氧剂168、受阻酚抗氧剂1010、Irganox1076、Irganox245中的一种或至少两种混合物。
5.一种根据权利要求1所述的适于静电喷涂的PA/PPO合金的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
S1、按照所述重量份数称取各组分；
S2、将步骤S1中称取的各组分在高速混合机中混合2～15min后得到混合物；
S3、将步骤S2得到的混合物从双螺杆挤出机的主喂料进入，经过熔融挤出、冷却、干燥、切粒即得所述PA/PPO合金。
6.根据权利要求5所述的适于静电喷涂的PA/PPO合金的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述的双螺杆挤出机为同向旋转的双螺杆挤出机，螺杆的长径比为25～40，螺杆机筒设有真空抽排装置以及温控装置。
7.根据权利要求5或6所述的适于静电喷涂的PA/PPO合金的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的进料段温度为250～270℃、塑化段温度为260～280℃、均化段温度为265～280℃；螺杆转速为200～700rpm。
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