CN112080112A - 一种导电塑料及其原料组合物、制备方法和应用 - Google Patents
一种导电塑料及其原料组合物、制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112080112A CN112080112A CN201910510280.3A CN201910510280A CN112080112A CN 112080112 A CN112080112 A CN 112080112A CN 201910510280 A CN201910510280 A CN 201910510280A CN 112080112 A CN112080112 A CN 112080112A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tpv
- conductive
- pbt
- raw material
- material composition
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L67/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/001—Conductive additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
- C08L2205/035—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend containing four or more polymers in a blend
Abstract
本发明公开了一种导电塑料及其原料组合物、制备方法和应用。该导电塑料的原料组合物包括PBT树脂、TPV热塑性硫化胶和导电材料,所述PBT树脂和所述TPV热塑性硫化胶的质量比为(1.67~16):1。本发明中的原料组合物制得的导电塑料中:PBT树脂为连续相、TPV热塑性硫化胶为分散相,所导电材料分布在PBT和TPV的界面处。该导电塑料可以兼顾导电性能和力学性能:表面电阻率102~104Ω/sq、拉伸强度43~47Mpa、弹性模量2400~2800MPa、缺口冲击强度5.4~6.4KJ/m2,能够满足柔性压力传感器中导电膜的要求,具有良好的市场前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种导电塑料及其原料组合物、制备方法和应用。
背景技术
导电塑料是将树脂和导电物质混合,用塑料的加工方式进行加工的功能型高分子材料,其中常用的导电物质主要有碳材料和金属材料。金属材料导电性能好,但是在加工成型过程中,由于塑料成型设备的机械运动,对金属材料破坏严重,因而对成型加工设备和技术要求苛刻。相比之下,碳材料的可加工性较好,但导电性较差,表面电阻率为102~104Ω/sq的导电塑料往往需要添加大量的碳材料,导致塑料的强度下降。
研究表明,导电塑料的体积电阻率会在导电物质含量达到某一临界值时,突然下降几个数量级,称作突增界限浓度或渗滤阀值(Percolation Threshold Concentration,PTC)。通过降低PTC实现导电塑料导电性能和力学性能的平衡是本领域技术人员一直致力于研究的方向。
现有技术中也有相关报道,例如中国专利CN 102850735A,其公开了通过采用聚对苯二甲酸丁二醇酯(polybutylene terephthalate,PBT)和丙烯酸-苯乙烯-丙烯腈共聚物(ASA)的组合物体系来实现碳纳米管的均匀分散、进一步提升导电塑料导电性能和力学性能的效果;再例如中国专利CN105949739A,其公开了通过采用PBT树脂和甲基丙烯酸丁二烯苯乙烯共聚物(MBS共聚物)的组合物体系来降低碳材料的逾渗阀值,使组合物兼具良好的导电性能和冲击性能。但是上述专利制得的导电塑料表面电阻率均大于104Ω/sq,难以满足高导电性产品的要求。
因此,如何制备得到具有低PTC值、且表面电阻率≤104Ω/sq的导电塑料,是本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中导电塑料在表面电阻率≤104Ω/sq时,导电材料用量高,力学性能差的缺陷,而提供了一种导电塑料及其原料组合物、制备方法和应用。本发明中的PBT/TPV导电塑料表面电阻率为102~104Ω/sq,属于导电级,且具有良好的力学性能,能够满足柔性压力传感器中导电膜的性能要求。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的。
本发明提供了一种PBT/TPV导电塑料的原料组合物,其包括PBT树脂、TPV热塑性硫化胶和导电材料;
所述PBT树脂和所述TPV热塑性硫化胶的质量比为(1.67~16):1。
本发明中,所述PBT树脂可为本领域常规的PBT树脂(polybutyleneterephthalate,聚对苯二甲酸丁二醇酯),优选地,所述PBT树脂的特性粘度为0.8~1.1dL/g,例如0.9±0.05dL/g。
本发明中,所述TPV热塑性硫化胶可为本领域常规的热塑性硫化橡胶(Thermoplastic Vulcanizate,TPV),也称为热塑性动态硫化橡胶。所述TPV热塑性硫化胶一般是指高度硫化的三元乙丙橡胶EPDM微粒分散在连续聚丙烯PP相中组成的高分子弹性体材料,例如PP/EPDM基材的聚烯烃类热塑性动态硫化橡胶或者PP/NBR基材的耐油性热塑性动态硫化橡胶。
本发明中,所述TPV热塑性硫化胶的硬度优选为60A~95A,例如85A。
本发明中,所述PBT树脂和所述TPV热塑性硫化胶的质量比优选为(3~4):1,例如3.45:1、3.28:1、3.17:1。
本发明中,所述导电材料可为本领域常规的可用于导电塑料的导电材料,例如导电炭黑和/或碳纳米管。
其中,所述导电炭黑的粒径可为10~200nm,例如20~30nm。
其中,所述碳纳米管的直径可为10~50nm,例如10~15nm。
其中,所述碳纳米管的长度可为1~20μm,例如3~5μm。
本发明中,所述PBT树脂和所述导电材料的质量比优选为(3.125~160):1,例如6.57:1、4.76:1或3.96:1。
当所述导电材料为导电炭黑时,所述PBT树脂和所述导电材料的质量比优选为(3.33~8):1,例如6.90:1、5.05:1或4.23:1。
当所述导电材料为碳纳米管时,所述PBT树脂和所述导电材料的质量比优选为(50~160):1,例如137.90:1、82.03:1或63.40:1。
当所述导电材料为导电炭黑和碳纳米管时,所述PBT树脂和所述导电材料的质量比优选为(3~7):1,例如6.57:1、4.76:1或3.96:1。
本发明中,所述PBT/TPV导电塑料的原料组合物中,还可包括表面活性剂和/或抗水解剂。
其中,所述表面活性剂可为本领域常规的表面活性剂,优选为非离子型表面活性剂,例如聚乙烯吡咯烷酮、聚环氧乙烷和脂肪酸甘油酯中的一种或者多种,再例如聚环氧乙烷。
所述聚环氧乙烷可为日本住友化学生产的型号为PEO-3的聚环氧乙烷。
其中,所述表面活性剂的用量可为本领域常规的用量,例如所述PBT树脂和所述表面活性剂的质量比为(500~8000):1,再例如1379:1、820.25:1或634.00:1。
其中,所述抗水解剂可为本领域常规的聚酯用抗水解剂,例如单碳化二亚胺类抗水解剂和/或聚合型碳化二亚胺类抗水解剂。
所述聚合型碳化二亚胺类抗水解剂的聚合度优选为100~200。
其中,所述抗水解剂的用量可为本领域常规的用量,优选地,所述PBT树脂和所述抗水解剂的质量比为(50~800):1,例如137.90:1、131.24:1或126.80:1。
在本发明一优选实施方式中,所述PBT/TPV导电塑料的原料组合物中,以重量份计,其包括下述组分:50~80份PBT树脂,5~30份TPV热塑性硫化胶,10~15份导电炭黑,0.5~1份碳纳米管,0.01~0.1份表面活性剂,0~1份抗水解剂。
在本发明一优选实施方式中,所述PBT/TPV导电塑料的原料组合物中,以重量份计,其包括下述组分:50~80份PBT树脂,5~30份TPV热塑性硫化胶,10~15份导电炭黑,0.5~1份碳纳米管,0.01~0.1份表面活性剂,0.1~1份抗水解剂。
在本发明一优选实施方式中,所述PBT/TPV导电塑料的原料组合物中以重量份计,其包括下述组分:689.5份PBT树脂,200份TPV热塑性硫化胶,100份导电炭黑,5份碳纳米管,0.5份表面活性剂,5份抗水解剂。
在本发明一优选实施方式中,所述PBT/TPV导电塑料的原料组合物中以重量份计,其包括下述组分:656.2份PBT树脂,200份TPV热塑性硫化胶,130份导电炭黑,8份碳纳米管,0.8份表面活性剂,5份抗水解剂。
在本发明一优选实施方式中,所述PBT/TPV导电塑料的原料组合物中以重量份计,其包括下述组分:634份PBT树脂,200份TPV热塑性硫化胶,150份导电炭黑,10份碳纳米管,1份表面活性剂,5份抗水解剂。
在本发明一优选实施方式中,所述PBT/TPV导电塑料的原料组合物中以重量份计,其包括下述组分:634份PBT树脂,200份TPV热塑性硫化胶,150份导电炭黑,10份碳纳米管,1份表面活性剂。
在本发明一优选实施方式中,所述PBT/TPV导电塑料的原料组合物中包括下述组分:53~80%PBT树脂,5~30%TPV热塑性硫化胶,10~15%导电炭黑,0.5~1%碳纳米管,0.01~0.1%表面活性剂,0~1%抗水解剂,百分比是指各原料在所述原料组合物中的重量百分比。
在本发明一优选实施方式中,所述PBT/TPV导电塑料的原料组合物中包括下述组分:53~80%PBT树脂,5~30%TPV热塑性硫化胶,10~15%导电炭黑,0.5~1%碳纳米管,0.01~0.1%表面活性剂,0.1~1%抗水解剂,百分比是指各原料在所述原料组合物中的重量百分比。
其中,所述PBT树脂的重量百分比优选为60~70%,例如68.95%、65.62%或63.40%,百分比是指所述PBT树脂在所述原料组合物中的重量百分比。
其中,所述TPV热塑性硫化胶的重量百分比优选为10~30%,例如20.00%,百分比是指所述TPV热塑性硫化胶在所述原料组合物中的重量百分比。
其中,所述导电炭黑的重量百分比优选为13~15%,例如13.00%或15.00%,百分比是指所述导电炭黑在所述原料组合物中的重量百分比。
其中,所述碳纳米管的重量百分比优选为0.8~1.0%,例如0.80%或1.00%,百分比是指所述碳纳米管在所述原料组合物中的重量百分比。
其中,所述表面活性剂的重量百分比优选为0.05~1.0%,例如0.05%、0.08%或0.10%,百分比是指所述表面活性剂在所述原料组合物中的重量百分比。
其中,所述抗水解剂的重量百分比优选为0.50~1%,例如0.50%,百分比是指所述抗水解剂在所述原料组合物中的重量百分比。
本发明还提供了一种PBT/TPV导电塑料的制备方法,其采用如前所述的原料组合物制得,所述制备方法包括下述步骤:
将所述PBT树脂、所述TPV热塑性硫化胶和所述导电材料混合,即可;
当所述原料组合物中还包括表面活性剂和/或抗水解剂时,将所述PBT树脂、所述TPV热塑性硫化胶、所述导电材料、所述表面活性剂和所述抗水解剂混合,即可。
本发明中,优选地,所述制备方法包括下述步骤:
(1)将所述PBT树脂和所述TPV热塑性硫化胶混合,得混合物A;
(2)将步骤(1)中所述混合物A和所述导电材料经熔融共混,即得;
当所述原料组合物中还包括抗水解剂时,步骤(1)中,将所述PBT树脂、所述TPV热塑性硫化胶和所述抗水解剂混合,得混合物A;
当所述原料组合物中还包括表面活性剂时,步骤(2)中,将步骤(1)中所述混合物A、所述导电材料和所述表面活性剂经熔融共混,即得。
其中,当所述原料组合物中还包括表面活性剂时,优选地,将所述导电材料和所述表面活性剂混合后,再和步骤(1)中所述混合物A经熔融共混;更优选地,将所述表面活性剂以喷淋的方式加入。优选地,所述导电材料和所述表面活性剂混合的时间可为60~120min,例如100min。
其中,步骤(1)中,所述混合可在立式搅拌机中进行。
其中,步骤(2)中,所述熔融共混可在双螺杆挤出机中进行。
所述双螺杆挤出机的料筒温度可为230~260℃。所述双螺杆挤出机的螺杆主轴转速可为360~450r/min,例如450r/min。
其中,步骤(2)中,所述熔融共混后,还可按本领域常规操作进行挤出、牵引和造粒。
所述造粒后,还可按本领域常规操作成型,例如注塑成型、流延成型或吹塑成型。所述注塑温度可为240~250℃,例如245℃。
本发明还提供了一种采用上述制备方法制得的PBT/TPV导电塑料。
本发明还提供了一种导电塑料,其包括共混的以下组分:a.PBT树脂;b.TPV热塑性硫化胶;c.导电材料;
所述导电塑料的微观相态是:所述组分a的PBT树脂为连续相;所述组分b的TPV热塑性硫化胶为分散相;所述组分c的导电材料分布在所述连续相和所述分散相的界面处;
所述PBT树脂和所述TPV热塑性硫化胶的质量比为(1.67~16):1。
其中,所述PBT树脂、所述TPV热塑性硫化胶和所述导电材料如前所述。
其中,所述导电塑料中共混的原料还可包括表面活性剂和/或抗水解剂。所述表面活性剂和所述抗水解剂如前所述。
当所述导电塑料中还包括所述表面活性剂时,优选地,所述表面活性剂分布于所述导电材料表面。
当所述导电塑料中还包括所述抗水解剂时,优选地,所述抗水解剂分布于所述连续相。
本发明中,所述PBT/TPV导电塑料的表面电阻率优选为102~104Ω/sq,例如102Ω/sq、103Ω/sq或104Ω/sq。
本发明中,所述PBT/TPV导电塑料的拉伸强度优选为43~47Mpa,例如45Mpa、47MPa或43MPa。
本发明中,所述PBT/TPV导电塑料的弹性模量优选为2400~2800MPa,例如2400MPa、2700MPa、2800MPa或2500MPa。
本发明中,所述PBT/TPV导电塑料的缺口冲击强度优选为5.4~6.4KJ/m2,例如6.1KJ/m2、6.4KJ/m2、6.6KJ/m2或5.4KJ/m2。
本发明还提供了一种所述的PBT/TPV导电塑料作为导电膜的应用。
其中,所述应用优选为在柔性压力传感器中作为导电膜的应用。
在符合本领域常识的基础上,上述各优选条件,可任意组合,即得本发明各较佳实例。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于:
本发明中通过PBT/TPV共混聚合物来降低导电塑料的PTC值,在较低的炭黑含量下便能够满足材料的高导电性能要求,本发明中的原料组合物制得的导电塑料可以兼顾导电性能和力学性能(表面电阻率102~104Ω/sq、拉伸强度43~47Mpa、弹性模量2400~2800MPa、缺口冲击强度5.4~6.4KJ/m2),满足柔性压力传感器中导电膜的要求,具有良好的市场前景。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明,但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,按照常规方法和条件,或按照商品说明书选择。
下述实施例及对比例中:
导电炭黑的粒径为20~30nm;
碳纳米管直径为10~15nm,长度为3~5μm;
表面活性剂购自日本住友化学,型号为PEO-3;
PBT树脂特性粘度为0.9±0.05dL/g;
TPV热塑性硫化胶硬度为85A;
抗水解剂为聚合型碳化二亚胺类抗水解剂,聚合度为100~200;
TPE热塑性弹性体粒子购自埃克斯美孚,硬度为85A;
ASA(丙烯酸酯类橡胶体与丙烯腈、苯乙烯的接枝共聚物)粒子购自LG化学,熔融指数为9.0g/10min。
实施例1
将100g导电炭黑、5g碳纳米管采用直接投料的方式加入高速混合机的罐体当中,0.5g表面活性剂PEO-3采用喷淋的方式加入高速混合机的罐体当中,高速混合100分钟,得到中间体;将689.5g PBT树脂、200g TPV热塑性硫化胶粒子、5g抗水解剂采用直接投料的方式加入立式搅拌机的罐体当中搅拌混合,从双螺杆挤出机的第一喂料口加入,同时从双螺杆挤出机的第二喂料口加入上述中间体,熔融共混挤出、牵引、造粒。其中挤出机料筒温度230~260℃,固定主螺杆转速450r/min。挤出物切粒后,使用注塑成型机将得到的粒料进行注塑成型,注塑温度245℃,得到ASTM标准测试样条,进行产品性能测试。测试数据见表1。
实施例2
将130g导电炭黑、8g碳纳米管采用直接投料的方式加入高速混合机的罐体当中,0.8g表面活性剂PEO-3采用喷淋的方式加入高速混合机的罐体当中,高速混合100分钟,得到中间体;将656.2g PBT树脂、200g TPV热塑性硫化胶粒子、5g抗水解剂采用直接投料的方式加入立式搅拌机的罐体当中搅拌混合,从双螺杆挤出机的第一喂料口加入,同时从双螺杆挤出机的第二喂料口加入上述中间体,熔融共混挤出、牵引、造粒。其中挤出机料筒温度230~260℃,固定主螺杆转速450r/min。挤出物切粒后,使用注塑成型机将得到的粒料进行注塑成型,注塑温度245℃,得到ASTM标准测试样条,进行产品性能测试。测试数据见表1。
实施例3
将150g导电炭黑、10g碳纳米管采用直接投料的方式加入高速混合机的罐体当中,1g表面活性剂PEO-3采用喷淋的方式加入高速混合机的罐体当中,高速混合100分钟,得到中间体;将634g PBT树脂、200g TPV热塑性硫化胶粒子、5g抗水解剂采用直接投料的方式加入立式搅拌机的罐体当中搅拌混合,从双螺杆挤出机的第一喂料口加入,同时从双螺杆挤出机的第二喂料口加入上述中间体,熔融共混挤出、牵引、造粒。其中挤出机料筒温度230~260℃,固定主螺杆转速450r/min。挤出物切粒后,使用注塑成型机将得到的粒料进行注塑成型,注塑温度245℃,得到ASTM标准测试样条,进行产品性能测试。测试数据见表1。
实施例4
将150g导电炭黑、10g碳纳米管采用直接投料的方式加入高速混合机的罐体当中,1g表面活性剂PEO-3采用喷淋的方式加入高速混合机的罐体当中,高速混合100分钟,得到中间体;将634g PBT树脂、200g TPV热塑性硫化胶粒子采用直接投料的方式加入立式搅拌机的罐体当中搅拌混合,从双螺杆挤出机的第一喂料口加入,同时从双螺杆挤出机的第二喂料口加入上述中间体,熔融共混挤出、牵引、造粒。其中挤出机料筒温度230~260℃,固定主螺杆转速450r/min。挤出物切粒后,使用注塑成型机将得到的粒料进行注塑成型,注塑温度245℃,得到ASTM标准测试样条,进行产品性能测试。测试数据见表1。
对比例1
将150g导电炭黑、10g碳纳米管采用直接投料的方式加入高速混合机的罐体当中,1g表面活性剂PEO-3采用喷淋的方式加入高速混合机的罐体当中,高速混合100分钟,得到中间体;将834g PBT树脂粒子、5g抗水解剂采用直接投料的方式加入立式搅拌机的罐体当中搅拌混合,从双螺杆挤出机的第一喂料口加入,同时从双螺杆挤出机的第二喂料口加入上述中间体,熔融共混挤出、牵引、造粒。其中挤出机料筒温度230~260℃,固定主螺杆转速450r/min。挤出物切粒后,使用注塑成型机将得到的粒料进行注塑成型,注塑温度245℃,得到ASTM标准测试样条,进行产品性能测试。测试数据见表1。
对比例2
将150g导电炭黑、10g碳纳米管采用直接投料的方式加入高速混合机的罐体当中,1g表面活性剂PEO-3采用喷淋的方式加入高速混合机的罐体当中,高速混合100分钟,得到中间体;将634g PBT树脂、200g TPE热塑性弹性体粒子采用直接投料的方式加入立式搅拌机的罐体当中搅拌混合,从双螺杆挤出机的第一喂料口加入,同时从双螺杆挤出机的第二喂料口加入上述中间体,熔融共混挤出、牵引、造粒。其中挤出机料筒温度230~260℃,固定主螺杆转速450r/min。挤出物切粒后,使用注塑成型机将得到的粒料进行注塑成型,注塑温度245℃,得到ASTM标准测试样条,进行产品性能测试。测试数据见表1。
对比例3
将150g导电炭黑、10g碳纳米管采用直接投料的方式加入高速混合机的罐体当中,1g表面活性剂PEO-3采用喷淋的方式加入高速混合机的罐体当中,高速混合100分钟,得到中间体;将634g PBT树脂、200g ASA(丙烯酸酯类橡胶体与丙烯腈、苯乙烯的接枝共聚物)粒子采用直接投料的方式加入立式搅拌机的罐体当中搅拌混合,从双螺杆挤出机的第一喂料口加入,同时从双螺杆挤出机的第二喂料口加入上述中间体,熔融共混挤出、牵引、造粒。其中挤出机料筒温度230~260℃,固定主螺杆转速450r/min。挤出物切粒后,使用注塑成型机将得到的粒料进行注塑成型,注塑温度245℃,得到ASTM标准测试样条,进行产品性能测试。测试数据见表1。
对比例4
将150g导电炭黑、10g碳纳米管采用直接投料的方式加入高速混合机的罐体当中,1g表面活性剂PEO-3采用喷淋的方式加入高速混合机的罐体当中,高速混合100分钟,得到中间体;将334g PBT树脂、500g TPV热塑性硫化胶粒子、5g抗水解剂采用直接投料的方式加入立式搅拌机的罐体当中搅拌混合,从双螺杆挤出机的第一喂料口加入,同时从双螺杆挤出机的第二喂料口加入上述中间体,熔融共混挤出、牵引、造粒。其中挤出机料筒温度230~260℃,固定主螺杆转速450r/min。挤出物切粒后,使用注塑成型机将得到的粒料进行注塑成型,注塑温度245℃,得到ASTM标准测试样条,进行产品性能测试。测试数据见表1。
对比例5
将150g导电炭黑、10g碳纳米管采用直接投料的方式加入高速混合机的罐体当中,1g表面活性剂PEO-3采用喷淋的方式加入高速混合机的罐体当中,高速混合100分钟,得到中间体;将804g PBT树脂、30g TPV热塑性硫化胶粒子、5g抗水解剂采用直接投料的方式加入立式搅拌机的罐体当中搅拌混合,从双螺杆挤出机的第一喂料口加入,同时从双螺杆挤出机的第二喂料口加入上述中间体,熔融共混挤出、牵引、造粒。其中挤出机料筒温度230~260℃,固定主螺杆转速450r/min。挤出物切粒后,使用注塑成型机将得到的粒料进行注塑成型,注塑温度245℃,得到ASTM标准测试样条,进行产品性能测试。测试数据见表1。
效果实施例1
取实施例、对比例制得的样品进行性能测试。
检测方法如下:
拉伸强度:参照GB/T 1040.3-2006;
弹性模量:参照GB/T 9341-2008;
缺口冲击强度:参照GB/T 1043.1-2008;
表面电阻率:参照GB/T 15662-1995。
表1
由表1可知:
(1)实施例1-4中,PBT/TPV组合物的表面电阻率已经达到了102~104Ω/sq,属于导电级,且PBT/TPV组合物具有良好的缺口冲击性能,能够满足柔性压力传感器中导电膜的性能要求。
(2)实施例3和对比例1中导电成分的用量相同,实施例3的表面电阻率为102Ω/sq,属于导电级,而对比例1的表面电阻率为106Ω/sq,属于抗静电级,说明PBT/TPV组合物具有比PBT更低的PTC值。
(3)将TPV热塑性硫化胶替换为其他性质类似的橡胶材料时,如对比例2、3所示,无法实现实施例1-4中的表面电阻率,说明本申请中PBT和TPV的组合产生了协同降低表面电阻率的作用。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式,但是本领域的技术人员应当理解,这仅是举例说明,本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下,可以对这些实施方式做出多种变更或修改,但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种PBT/TPV导电塑料的原料组合物,其特征在于,其包括PBT树脂、TPV热塑性硫化胶和导电材料,所述PBT树脂和所述TPV热塑性硫化胶的质量比为(1.67~16):1。
2.如权利要求1所述的PBT/TPV导电塑料的原料组合物,其特征在于,所述PBT树脂的特性粘度为0.8~1.1dL/g,优选为0.9±0.05dL/g;
和/或,所述TPV热塑性硫化胶的硬度为60A~95A,优选为85A;
和/或,所述PBT树脂和所述TPV热塑性硫化胶的质量比为(3~4):1,优选为3.45:1、3.28:1、3.17:1;
和/或,所述导电材料为导电炭黑和/或碳纳米管;其中,所述导电炭黑的粒径优选为10~200nm,更优选为20~30nm;所述碳纳米管的直径优选为10~50nm,更优选为10~15nm;所述碳纳米管的长度优选为1~20μm,更优选为3~5μm;
和/或,所述PBT树脂和所述导电材料的质量比为(3.125~160):1,优选为6.57:1、4.76:1或3.96:1。
3.如权利要求1或2所述的PBT/TPV导电塑料的原料组合物,其特征在于,所述PBT/TPV导电塑料的原料组合物中,还包括表面活性剂和/或抗水解剂;其中:
所述表面活性剂优选为非离子型表面活性剂,更优选为聚乙烯吡咯烷酮、聚环氧乙烷和脂肪酸甘油酯中的一种或者多种,最优选为聚环氧乙烷;所述聚环氧乙烷优选为日本住友化学生产的型号为PEO-3的聚环氧乙烷;
优选地,所述PBT树脂和所述表面活性剂的质量比为(500~8000):1,更优选为1379:1、820.25:1或634.00:1;
所述抗水解剂优选为单碳化二亚胺类抗水解剂和/或聚合型碳化二亚胺类抗水解剂;所述聚合型碳化二亚胺类抗水解剂的聚合度优选为100~200;
优选地,所述PBT树脂和所述抗水解剂的质量比为(50~800):1,更优选为137.90:1、131.24:1或126.80:1。
4.如权利要求3所述的PBT/TPV导电塑料的原料组合物,其特征在于,所述PBT/TPV导电塑料的原料组合物中包括下述组分:53~80%PBT树脂,5~30%TPV热塑性硫化胶,10~15%导电炭黑,0.5~1%碳纳米管,0.01~0.1%表面活性剂,0~1%抗水解剂,百分比是指各原料在所述原料组合物中的重量百分比;
优选地,所述PBT/TPV导电塑料的原料组合物中包括下述组分:53~80%PBT树脂,5~30%TPV热塑性硫化胶,10~15%导电炭黑,0.5~1%碳纳米管,0.01~0.1%表面活性剂,0.1~1%抗水解剂,百分比是指各原料在所述原料组合物中的重量百分比。
5.如权利要求4所述的PBT/TPV导电塑料的原料组合物,其特征在于,所述PBT树脂的重量百分比为60~70%,优选为68.95%、65.62%或63.40%,百分比是指所述PBT树脂在所述原料组合物中的重量百分比;
和/或,所述TPV热塑性硫化胶的重量百分比为10~30%,优选为20.00%,百分比是指所述TPV热塑性硫化胶在所述原料组合物中的重量百分比;
和/或,所述导电炭黑的重量百分比为13~15%,优选为13.00%或15.00%,百分比是指所述导电炭黑在所述原料组合物中的重量百分比;
和/或,所述碳纳米管的重量百分比为0.8~1.0%,优选为0.80%或1.00%,百分比是指所述碳纳米管在所述原料组合物中的重量百分比;
和/或,所述表面活性剂的重量百分比为0.05~1.0%,优选为0.05%、0.08%或0.10%,百分比是指所述表面活性剂在所述原料组合物中的重量百分比;
和/或,所述抗水解剂的重量百分比为0.50~1%,优选为0.50%,百分比是指所述抗水解剂在所述原料组合物中的重量百分比。
6.一种PBT/TPV导电塑料的制备方法,其特征在于,其采用如权利要求1~5中任一项所述的原料组合物制得,所述制备方法包括下述步骤:
将所述PBT树脂、所述TPV热塑性硫化胶和所述导电材料混合,即可;
当所述原料组合物中还包括表面活性剂和/或抗水解剂时,将所述PBT树脂、所述TPV热塑性硫化胶、所述导电材料、所述表面活性剂和所述抗水解剂混合,即可。
7.如权利要求6所述的PBT/TPV导电塑料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括下述步骤:
(1)将所述PBT树脂和所述TPV热塑性硫化胶混合,得混合物A;
(2)将步骤(1)中所述混合物A和所述导电材料经熔融共混,即得;
当所述原料组合物中还包括抗水解剂时,步骤(1)中,将所述PBT树脂、所述TPV热塑性硫化胶和所述抗水解剂混合,得混合物A;
当所述原料组合物中还包括表面活性剂时,步骤(2)中,将步骤(1)中所述混合物A、所述导电材料和所述表面活性剂经熔融共混,即得;优选地,将所述导电材料和所述表面活性剂混合后,再和步骤(1)中所述混合物A经熔融共混;更优选地,将所述表面活性剂以喷淋的方式加入;所述导电材料和所述表面活性剂混合的时间优选为60~120min,更优选为100min;
步骤(1)中,所述混合优选在立式搅拌机中进行;
步骤(2)中,所述熔融共混优选在双螺杆挤出机中进行;所述双螺杆挤出机的料筒温度优选为230~260℃;所述双螺杆挤出机的螺杆主轴转速优选为360~450r/min,更优选为450r/min。
8.一种如权利要求6或7所述的PBT/TPV导电塑料的制备方法制得的PBT/TPV导电塑料。
9.一种导电塑料,其特征在于,其包括共混的以下组分:
a.PBT树脂;b.TPV热塑性硫化胶;c.导电材料;
所述导电塑料的微观相态是:所述组分a的PBT树脂为连续相;所述组分b的TPV热塑性硫化胶为分散相;所述组分c的导电材料分布在所述连续相和所述分散相的界面处;
所述PBT树脂和所述TPV热塑性硫化胶的质量比为(1.67~16):1;
所述PBT树脂如权利要求1或2所述的PBT树脂;
所述TPV热塑性硫化胶如权利要求1或2所述的TPV热塑性硫化胶;
所述导电材料如权利要求1或2所述的导电材料。
10.一种如权利要求8或9所述的PBT/TPV导电塑料作为导电膜的应用,所述应用优选为在柔性压力传感器中作为导电膜的应用。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910510280.3A CN112080112B (zh) | 2019-06-13 | 2019-06-13 | 一种导电塑料及其原料组合物、制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910510280.3A CN112080112B (zh) | 2019-06-13 | 2019-06-13 | 一种导电塑料及其原料组合物、制备方法和应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112080112A true CN112080112A (zh) | 2020-12-15 |
CN112080112B CN112080112B (zh) | 2022-12-20 |
Family
ID=73733260
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910510280.3A Active CN112080112B (zh) | 2019-06-13 | 2019-06-13 | 一种导电塑料及其原料组合物、制备方法和应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112080112B (zh) |
Citations (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101323671A (zh) * | 2007-06-12 | 2008-12-17 | 住友橡胶工业株式会社 | 导电热塑性弹性体组合物及由该组合物组成的导电辊的制造方法 |
CN101932637A (zh) * | 2008-01-31 | 2010-12-29 | 住友橡胶工业株式会社 | 导电性成形品及其制造方法 |
CN102181169A (zh) * | 2011-04-21 | 2011-09-14 | 深圳市塑源实业有限公司 | 一种用于pbt粘合包胶的tpe合金材料的制备方法 |
CN102424720A (zh) * | 2011-11-25 | 2012-04-25 | 深圳市科聚新材料有限公司 | 一种导电增强型pc/pbt复合材料及其制备方法 |
CN102532823A (zh) * | 2010-12-30 | 2012-07-04 | 合肥杰事杰新材料股份有限公司 | 一种综合性能优异的抗静电pbt材料及其制备方法 |
CN102924884A (zh) * | 2012-11-15 | 2013-02-13 | 常州大学 | 一种pbt复合材料及其制备方法 |
CN104098813A (zh) * | 2013-04-12 | 2014-10-15 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种导电塑料及其制备方法 |
CN104130500A (zh) * | 2014-07-21 | 2014-11-05 | 四川大学 | 具有正温度系数效应的聚合物基导电弹性体及其制备方法 |
CN105001529A (zh) * | 2015-08-26 | 2015-10-28 | 东莞市海塑实业有限公司 | 一种发泡导电热塑性动态硫化橡胶复合材料及其制备方法 |
CN105542402A (zh) * | 2015-12-17 | 2016-05-04 | 东莞市旭旺塑胶科技有限公司 | 一种pbt永久型抗静电材料及其制备方法和应用 |
CN106633690A (zh) * | 2016-11-17 | 2017-05-10 | 王炳植 | 一种低磨耗导电pbt/pet复合材料及其制备方法 |
CN106751669A (zh) * | 2016-12-19 | 2017-05-31 | 常州百佳薄膜科技有限公司 | 一种合金材料及其制备方法 |
CN109135201A (zh) * | 2018-07-27 | 2019-01-04 | 会通新材料股份有限公司 | 一种合金材料及其制备方法 |
CN109517367A (zh) * | 2018-11-30 | 2019-03-26 | 广东省石油与精细化工研究院 | 一种导电热塑性动态硫化硅橡胶及其制备方法 |
CN109535506A (zh) * | 2018-11-16 | 2019-03-29 | 东莞市海塑实业有限公司 | 一种发泡导电热塑性动态硫化橡胶复合材料及其制备方法 |
-
2019
- 2019-06-13 CN CN201910510280.3A patent/CN112080112B/zh active Active
Patent Citations (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101323671A (zh) * | 2007-06-12 | 2008-12-17 | 住友橡胶工业株式会社 | 导电热塑性弹性体组合物及由该组合物组成的导电辊的制造方法 |
CN101932637A (zh) * | 2008-01-31 | 2010-12-29 | 住友橡胶工业株式会社 | 导电性成形品及其制造方法 |
CN102532823A (zh) * | 2010-12-30 | 2012-07-04 | 合肥杰事杰新材料股份有限公司 | 一种综合性能优异的抗静电pbt材料及其制备方法 |
CN102181169A (zh) * | 2011-04-21 | 2011-09-14 | 深圳市塑源实业有限公司 | 一种用于pbt粘合包胶的tpe合金材料的制备方法 |
CN102424720A (zh) * | 2011-11-25 | 2012-04-25 | 深圳市科聚新材料有限公司 | 一种导电增强型pc/pbt复合材料及其制备方法 |
CN102924884A (zh) * | 2012-11-15 | 2013-02-13 | 常州大学 | 一种pbt复合材料及其制备方法 |
CN104098813A (zh) * | 2013-04-12 | 2014-10-15 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种导电塑料及其制备方法 |
CN104130500A (zh) * | 2014-07-21 | 2014-11-05 | 四川大学 | 具有正温度系数效应的聚合物基导电弹性体及其制备方法 |
CN105001529A (zh) * | 2015-08-26 | 2015-10-28 | 东莞市海塑实业有限公司 | 一种发泡导电热塑性动态硫化橡胶复合材料及其制备方法 |
CN105542402A (zh) * | 2015-12-17 | 2016-05-04 | 东莞市旭旺塑胶科技有限公司 | 一种pbt永久型抗静电材料及其制备方法和应用 |
CN106633690A (zh) * | 2016-11-17 | 2017-05-10 | 王炳植 | 一种低磨耗导电pbt/pet复合材料及其制备方法 |
CN106751669A (zh) * | 2016-12-19 | 2017-05-31 | 常州百佳薄膜科技有限公司 | 一种合金材料及其制备方法 |
CN109135201A (zh) * | 2018-07-27 | 2019-01-04 | 会通新材料股份有限公司 | 一种合金材料及其制备方法 |
CN109535506A (zh) * | 2018-11-16 | 2019-03-29 | 东莞市海塑实业有限公司 | 一种发泡导电热塑性动态硫化橡胶复合材料及其制备方法 |
CN109517367A (zh) * | 2018-11-30 | 2019-03-26 | 广东省石油与精细化工研究院 | 一种导电热塑性动态硫化硅橡胶及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
柴春鹏 等: "《高分子合成材料学》", 31 January 2019, 北京理工大学出版社 * |
橡胶工业原材料与装备简明手册编审委员会: "《橡胶工业原材料与装备简明手册》", 30 November 2016, 北京理工大学出版社 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112080112B (zh) | 2022-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105504503B (zh) | 一种耐划擦、抗析出聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
CN107099077B (zh) | 导电树脂组合物的制备方法 | |
WO2013111862A1 (ja) | 導電性樹脂用マスターバッチの製造方法およびマスターバッチ | |
WO2022052408A1 (zh) | 一种碳纳米管母粒及其制备方法与应用 | |
WO2023185503A1 (zh) | 一种聚酰胺聚丙烯合金材料及其制备方法与应用 | |
CN108276662A (zh) | 一种永久型抗静电聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
CN111849069A (zh) | 一种复合橡胶热塑性弹性体及其制备方法 | |
EP2534193B1 (de) | Verwendung von mischungen zur herstellung schlagzähmodifizierter thermoplastischer zusammensetzungen | |
CN112442251B (zh) | 一种abs复合材料及其制备方法及应用 | |
CN112080112B (zh) | 一种导电塑料及其原料组合物、制备方法和应用 | |
CN111393744B (zh) | 具有抗菌导电性的tpe材料及其制备方法 | |
CN105131511A (zh) | 一种低温增韧聚甲醛复合材料及制备方法 | |
CN107312304B (zh) | 一种二维增强的聚碳酸酯复合材料及其制备方法 | |
CN109265972A (zh) | 易加工高模量的雾面热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法 | |
CN105837990A (zh) | 一种抗菌超细全硫化粉末橡胶聚氯乙烯复合水管及其制备方法 | |
CN112745630A (zh) | 一种超韧、高流动的再生abs/pa6复合材料及其制备方法和应用 | |
JP3755161B2 (ja) | 導電性樹脂組成物およびその製造方法 | |
CN112341747A (zh) | 一种碳纳米管改性的永久抗静电abs材料及其制备方法 | |
CN105924830A (zh) | 一种纳米碳纤维改性超细全硫化粉末橡胶聚氯乙烯复合水管及其制备方法 | |
CN109320898B (zh) | 纳米蒙脱土改性pa6/abs合金及制备方法 | |
CN108299729A (zh) | 一种低成本、高效荧光聚丙烯功能母粒及其复合材料的制备方法 | |
CN114790327B (zh) | 一种具有esd功能的pc/abs组合物及其应用 | |
CN114644793B (zh) | 一种高韧电磁屏蔽聚丙烯复合材料及其制备方法和应用 | |
CN108948533A (zh) | 一种提高聚丙烯复合塑料综合力学性能的方法 | |
CN114456491B (zh) | 一种抗低温冲击聚丙烯改性材料及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |