CN112322017A - 一种透明的永久抗静电聚碳酸酯/聚酯合金材料及其制备方法 - Google Patents

一种透明的永久抗静电聚碳酸酯/聚酯合金材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种透明的永久抗静电聚碳酸酯/聚酯合金材料，按质量百分比，主要包括如下组分：聚碳酸脂/聚酯合金73.2％～87.55％；抗静电剂12％～25％；抗静电促进剂0～5％；抗氧剂和抗水解剂0.1～2％；余量为其它助剂；本发明还提出了一种透明的永久抗静电聚碳酸酯/聚酯合金材料的制备方法，主要包括如下步骤：S1、预混料：将各原料按比例称重后在混料机中混合均匀；S2、挤出混炼：用双螺杆挤出机于230～290℃下熔化混炼均匀；S3、拉条冷却、切粒，取塑料粒子若干注塑成所需的样条，进行机械性能、物理性能、电学性能及光学性能的测试；S4、除尘包装。通过上述方式，本发明能够解决较厚的抗静电或静电消散聚碳酸酯合金材料的透明性问题。

Description

一种透明的永久抗静电聚碳酸酯/聚酯合金材料及其制备 方法
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，尤其是涉及一种透明的永久抗静电聚碳酸酯/聚酯合金材料及其制备方法。
背景技术
碳素材料是一种具有抗静电功能的材料，产品为黑色不透明，无法满足客户多样性的颜色外观需求，而且这些碳素颗粒有从塑料零件由于摩擦而脱落掉入精密电路从而引起短路的风险。这类碳素材料主要有碳纤维，炭黑，石墨，碳纳米管等。
聚碳酸酯材料的耐化学性能和耐候性较差。
越来越多的产品在满足抗静电或静电消散的同时需要满足透明度的要求，传统的碳素材料无法满足。
高分子的抗静电剂可以满足这一要求，目前已有的产品有透明抗静电聚丙烯，透明抗静电ABS，透明抗静电PMMA。这些材料各有优缺点。透明抗静电聚丙烯的透明度低，材料表面抗刮擦性差，材料耐热性低；透明抗静电PMMA，抗冲击性能较低；透明抗静电ABS，材料强度、耐热性和抗刮擦性能不足。
聚碳酸酯(PC)作为一种透明材料有着广泛的应用，人们通常用它来做一些产品的外壳，面板，视窗等。但当材料需要满足抗静电和透明要求时，聚碳酸酯只能通过在制品的外表面涂刷抗静电涂层来达到抗静电的作用。这样做的缺点是，增加了一道涂刷工序，增加了制造成本，而且在使用过程中，涂层有脱落的风险，失去抗静电或静电消散的功能，带来安全隐患。
专利号CN101845212A公开了一种高透明永久抗静电聚碳酸酯薄膜及制备方法，一种高透明永久抗静电聚碳酸酯薄膜含有聚碳酸酯、抗静电级树脂、20％的分散剂、25％的热稳定剂和25％的脱模剂，所述抗静电剂的含量为聚碳酸酯重量的1～30％，所述抗静电级树脂中含有抗静电剂，所述抗静电剂为PA6或PA12与PE的两元共聚物，所述共聚物为热塑性高透明弹性体，其制备方法为：a.机械预混合，b.熔融混合，c.冷却切粒。此方法仅限于厚度很小的薄膜制品，无法达到厚度较大注塑产品(厚度>1mm)所需的透明度要求。
专利号CN105504758B具体公开了一种高强度抗静电透明聚碳酸酯薄膜及其制备方法，按照重量份，该聚碳酸酯薄膜由原料聚碳酸酯100份、抗静电剂复配体系5-10份、无机纳米复配体系5-10份、相容剂0-1份以及抗氧剂0-1份制备而成。此发明的高强度抗静电透明聚碳酸酯薄膜虽然其透光率可以达到90％，但其所选抗静电剂与本专利截然不同，且力学性能较差，缺口冲击强度小于700J/m。
专利号CN111500044A涉及一种透明静电耗散PC树脂组合物，包括以下重量份含量的原料组分：聚碳酸酯树脂70～95份；抗静电剂母粒5～30份；酯交换抑制剂0.5～1.5份；其中，抗静电剂母粒包括以下质量百分含量的原料组分：抗静电剂40-60％；酯交换促进剂0.5～1.6％；助交联剂1～3％；余量为聚碳酸酯树脂。此发明是采用化学酯交换反应改善抗静电剂与PC之间的相容性问题，从而解决了抗静电PC的透明性问题。
专利号CN103554862A公开了一种透明抗静电的聚碳酸酯材料及其制备方法，该聚碳酸酯材料为聚碳酸酯和离子液体的混合物，聚碳酸酯与离子液体的质量比为100：0.01～10。其制备方法包括以下步骤：步骤(1)：将聚碳酸酯和离子液体分别在100～120℃下真空干燥24～48h；步骤(2)：将干燥后的聚碳酸酯和离子液体按质量比为100：0.01～10，加入熔融混炼设备240～270℃下进行熔融混炼，得到混合物；步骤(3)：将混合物从熔融混炼设备中出料，降至常温，得到聚碳酸酯材料。此发明采用的抗静电剂与本专利有很大不同，它采用的是离子液体作为抗静电剂，成分上和本专利使用的聚醚-聚酰胺嵌段共聚物有本质不同；其次，树脂体系也不相同：此发明采用的为聚碳酸脂体系，本专利采用的是聚碳酸脂/聚酯合金体系；抗静电时效可能也不相同：此发明采用离子液体作为抗静电剂，它的抗静电效果极其可能是非永久的。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出了一种透明的永久抗静电聚碳酸酯/聚酯合金材料及其制备方法，能够解决较厚的抗静电或静电消散聚碳酸酯合金材料的透明性问题。
本发明的主要内容包括：一种透明的永久抗静电聚碳酸酯/聚酯合金材料，按质量百分比，主要包括如下组分：
Figure BDA0002782013470000021
余量为其它助剂。
优选地，所述抗静电剂选用聚醚-聚酰胺嵌段共聚物，折光系数范围在1.530～1.545之间。
优选地，所述聚碳酸脂/聚酯合金选用折光系数在1.530～1.545之间的聚碳酸脂/聚酯合金。
优选地，所述聚碳酸脂/聚酯合金选用XYLEX系列聚碳酸脂/聚酯合金。
优选地，所述聚碳酸脂/聚酯合金选用XYLEX 8300，其遮光系数为1.539。
优选地，所述聚碳酸脂选用普通型双酚A聚碳酸酯或者硅氧烷聚碳酸酯共聚物，聚碳酸脂包括PETG,PCTG,PCTA。
优选地，聚碳酸脂选用PCTG。
优选地，所述抗静电剂的质量百分比为12％到25％。
优选地，所述抗静电促进剂选用磺酸盐。
优选地，所述抗静电促进剂选用1-丁基-3甲基吡啶三氟甲基磺酸盐。
优选地，所述其它助剂选用光老化剂，脱模剂，颜料，阻燃剂中的一种或多种。
本发明还公开了一种透明的永久抗静电聚碳酸酯/聚酯合金材料的制备方法，主要包括如下步骤：
S1、预混料：将各原料按比例称重后在混料机中混合均匀；
S2、挤出混炼：用双螺杆挤出机于230～290℃下熔化混炼均匀；
S3、拉条冷却、切粒，取塑料粒子若干注塑成所需的样条，进行机械性能、物理性能、电学性能及光学性能的测试；
S4、除尘包装。
优选地，步骤S2中双螺杆挤出机螺杆的长径比在L/D＝38或以上，能够增加抗静电剂的分散性，改善制品透明性。
优选地，双螺杆挤出机的挤出温度为245～265℃。
虽然本发明制备方法为挤出机混炼挤出，但该产品同样适用于密炼机或其他混炼方式加工，也可以通过干混的方式混合后直接注塑成型。
由于聚酯产品容易水解老化，故添加一定的抗氧剂和抗水解剂，添加量为质量百分比0.1％到2％。
本发明的有益效果在于：
1、加工方法简单，生产过程没有化学反应，产品质量稳定，容易控制；
2、产品的透明性好，稳定性好，在3.2毫米的样品上测试，透明度可达到75％以上；
3、由于聚酯的引入，改善了聚碳酸酯的耐化学试剂性能和耐候性能；
4、该发明生产的永久抗静电透明聚碳酸酯合金材料的表面电阻率达到1E9～1E12,即可满足普通抗静电需求，也可满足ATEX防爆(ATEX<1E9 ohms)及静电消散要求。
具体实施方式
以下对本发明所保护的技术方案做具体说明。
实施例1
将以下原料按比例混合后经双螺杆挤出机于260℃下混炼造粒，测试材料性能。
聚碳酸酯/聚酯合金73.7％，抗静电剂25％，抗静电促进剂0.3％，抗氧剂0.9％，脱模剂0.15％，光老化剂0.25％。
实施列2
将以下原料按比例混合后直接注塑，注塑温度为250℃，测试材料性能。
聚碳酸酯/聚酯合金73.7％，抗静电剂25％，抗静电促进剂0.3％，抗氧剂0.9％，脱模剂0.15％，光老化剂0.25％。
实施例3
将以下原料按比例混合后经双螺杆挤出机于250℃下混炼造粒，测试材料性能。
聚碳酸酯/聚酯合金87.55％，抗静电剂12％，抗静电促进剂0.3％,抗氧剂0.3％，脱模剂0.15％。
实施例4
将以下原料按比例混合后经双螺杆挤出机于250℃下混炼造粒，测试材料性能。
聚碳酸酯/聚酯合金87.55％，抗静电剂12％，抗氧剂0.3％，脱模剂0.15％。
实施例5
将以下原料按比例混合后经双螺杆挤出机于240℃下混炼造粒，测试材料性能。
聚碳酸酯/聚酯合金73.2％，抗静电剂25％，抗静电促进剂0.5％，抗氧剂0.9％，脱模剂0.15％，光老化剂0.25％。
表1-本发明透明永久抗静电聚碳酸酯/聚酯合金材料的性能
Figure BDA0002782013470000051
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种透明的永久抗静电聚碳酸酯/聚酯合金材料，其特征在于，按质量百分比，主要包括如下组分：
Figure FDA0002782013460000011
余量为其它助剂。
2.根据权利要求1所述的一种透明的永久抗静电聚碳酸酯/聚酯合金材料，其特征在于，所述抗静电剂选用聚醚-聚酰胺嵌段共聚物，折光系数范围在1.530～1.545之间。
3.根据权利要求1所述的一种透明的永久抗静电聚碳酸酯/聚酯合金材料，其特征在于，所述聚碳酸脂/聚酯合金选用折光系数在1.530～1.545之间的聚碳酸脂/聚酯合金。
4.根据权利要求3所述的一种透明的永久抗静电聚碳酸酯/聚酯合金材料，其特征在于，所述聚碳酸脂/聚酯合金选用XYLEX系列聚碳酸脂/聚酯合金。
5.根据权利要求1所述的一种透明的永久抗静电聚碳酸酯/聚酯合金材料，其特征在于，所述聚碳酸脂选用普通型双酚A聚碳酸酯或者硅氧烷聚碳酸酯共聚物。
6.根据权利要求1所述的一种透明的永久抗静电聚碳酸酯/聚酯合金材料，其特征在于，所述抗静电剂的质量百分比为12％到25％。
7.根据权利要求1所述的一种透明的永久抗静电聚碳酸酯/聚酯合金材料，其特征在于，所述抗静电促进剂选用磺酸盐。
8.根据权利要求1所述的一种透明的永久抗静电聚碳酸酯/聚酯合金材料，其特征在于，所述其它助剂选用光老化剂，脱模剂，颜料，阻燃剂中的一种或多种。
9.一种用于制备如权利要求1-8任一所述透明的永久抗静电聚碳酸酯/聚酯合金材料的制备方法，其特征在于，主要包括如下步骤：
S1、预混料：将各原料按比例称重后在混料机中混合均匀；
S2、挤出混炼：用双螺杆挤出机于230～290℃下熔化混炼均匀；
S3、拉条冷却、切粒，取塑料粒子若干注塑成所需的样条，进行机械性能、物理性能、电学性能及光学性能的测试；
S4、除尘包装。
10.根据权利要求9所述的一种透明的永久抗静电聚碳酸酯/聚酯合金材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中双螺杆挤出机螺杆的长径比在L/D＝38或以上。
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