CN113121967A - 一种导电工程塑料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种导电工程塑料的制备方法，通过调整工程塑料中的各组分配比，将不同原料分批混合，多次造粒的制备工艺，获得具有高导电率，高弯曲模量和抗冲击性能的工程塑料。

Description

一种导电工程塑料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种导电工程塑料的制备方法。
背景技术
导电塑料广泛应用于半导体、防静电材料、导电性材料等领域, 可分为结构型和填充型。结构型导电塑料是高聚物本身或经掺杂之后具有导电性的材料，而填充型导电塑料是本身不具有导电性，但通过加入导电性填充物获得导电性的材料，它是由电绝缘性能较好的合成树脂、塑料和具有优良导电性能的填料及其它添加剂通过混炼造粒，并采用注射、压塑或挤出成型等方法制得。目前90 %以上导电塑料属于复合型。导电填料一般选用纤维状与片状导电材料，包括金属纤维、金属片材、导电碳纤维、导电石墨、导电炭黑、碳纳米管、金属合金填料等。而制备导电性能，冲击性能和力学性能均优良的导电工程塑料是目前研究的重点。
发明内容
本发明提供了一种导电工程塑料的制备方法，通过调整工程塑料中的各组分配比，将不同原料分批混合，多次造粒的制备工艺，获得具有高导电率，高弯曲模量和抗冲击性能的工程塑料。
具体的方案如下：
一种导电工程塑料的制备方法，包括：
1） 将PC、POE-g-GMA、特导电炭黑HG-1P 和白油以预定的质量比预混，得到混合物；
2） 将步骤1得到的混合物加入到挤出机中，挤出造粒；
3） 将所述步骤2得到的产物与回收PET、POE-g-GMA以预定质量比混合，混合物再次加入到挤出机中，挤出造粒，得到所述导电工程塑料，所述导电工程塑料中，回收PET：PC：POE-g-GMA =5:4:1，所述特导电炭黑HG-1P：所述回收PET、PC和POE-g-GMA质量之和=88:12-92:8，所述白油占所述特导电炭黑HG-1P、回收PET、PC和POE-g-GMA质量之和的8-10wt%。
进一步的，所述步骤1中，所述PC、POE-g-GMA、特导电炭黑HG-1P 和白油以35.2:4:12:8的质量比预混。
进一步的，所述步骤3中，所述步骤2得到的产物：回收PET：POE-g-GMA=59.2:44:4.8。
进一步的，所述步骤1中，所述PC、POE-g-GMA、特导电炭黑HG-1P 和白油以36:4:10:10的质量比预混。
进一步的，所述步骤3中，所述步骤2得到的产物：回收PET：POE-g-GMA=60:45:5。
进一步的，所述步骤1中，所述PC、POE-g-GMA、特导电炭黑HG-1P 和白油以36.8:4:8:10的质量比预混。
进一步的，所述步骤3中，所述步骤2得到的产物：回收PET：POE-g-GMA=58.8:46:5.2。
进一步的，所述步骤2中，所述步骤1得到的产物由所述挤出机的主料进口加入，第一助剂由所述挤出机的辅料进口加入，所述第一助剂的质量为所述步骤1得到的产物的10-15wt%，所述第一助剂由苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物40wt%，异丙烯基三乙氧基硅烷32wt%，过氧化二异丙苯18wt%，二月桂酸二丁基锡7wt%和三乙烯二胺3wt%组成。
进一步的，所述步骤3中，将所述步骤2得到的产物与回收PET、POE-g-GMA以预定质量比混合，得到的混合物由所述挤出机的主料进口加入，第二助剂由所述挤出机的辅料进口加入，所述第二助剂加入的量为所述步骤3中混合物质量的6-8wt%，所述第二助剂由苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物30wt%、DPN30wt%、DLTP20wt%和氧化镧20wt%组成。
本发明具有如下有益效果：
分批混合造粒，先将PC、POE-g-GMA、特导电炭黑HG-1P 和白油以预定的质量比预混，造粒，将导电材料与PC充分混合分散后，再加入回收PET材料，交联，成核，能够提高导电材料的分散性能，提高材料的导电率；
经过发明人多次试验发现特导电炭黑对于塑料的导电性的提高效果远高于其他导电炭黑，电阻率数量级能够提高至103-4Ω·m以上；
第一助剂促进材料中物理交联点的形成，提高材料的韧性和强刚度； 第二助剂中的氧化镧作为成核剂，提高结晶温度，促进材料的注塑性能；
第一助剂在混合挤塑的中期加入有利于导电剂的分散，而第二助剂在后期加入有利于其他的分散，提高材料的机械性能。
具体实施方式
本发明下面将通过具体的实施例进行更详细的描述，但本发明的保护范围并不受限与实施例。
实施例
各实施例中各组份的重量分配比如表 1 所示。把各组份按配比称取，于高速搅拌机中混合30min，出料，将混合料的原料置于双螺杆挤出机中造粒，挤出机的第一加热段的温度为180℃，第二加热段的温度为200℃，第三加热段的温度为220℃，第四加热段的温度为230℃，第五加热段的温度为240℃，挤出温度为240℃，转速 100r/min，造粒；将造粒产物与其他组分按配比称取，于高速搅拌机中混合30min，出料，将混合料的原料置于双螺杆挤出机中造粒，挤出机的第一加热段的温度为200℃，第二加热段的温度为220℃，第三加热段的温度为240℃，第四加热段的温度为250℃，第五加热段的温度为260℃，挤出温度为260℃，转速 100r/min，造粒。
表1(单位g)
组分 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
PC/POE-g-GMA/特导电炭黑HG-1P /白油 35.2/4/12/8 36/4/10/10 36.8/4/8/10 36/4/10/10 36/4/10/10
回收PET/POE-g-GMA 44/4.8 45/5 46/5.2 45/5 45/5
第一助剂 0 0 0 6 9
第二助剂 0 0 0 7 9.5
第一助剂：苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物40wt%，异丙烯基三乙氧基硅烷32wt%，过氧化二异丙苯18wt%，二月桂酸二丁基锡7wt%和三乙烯二胺3wt%；第二助剂：苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物30wt%、DPN30wt%、DLTP20wt%和氧化镧20wt%。
对比例
PC、POE-g-GMA、导电炭黑VC、回收PET和白油按照质量比40:10:12:50:10称取，于高速搅拌机中混合30min，出料，将混合料的原料置于双螺杆挤出机中造粒，挤出机的第一加热段的温度为180℃，第二加热段的温度为200℃，第三加热段的温度为220℃，第四加热段的温度为230℃，第五加热段的温度为240℃，挤出温度为240℃，转速 100r/min，造粒。
测试与结果
力学性能测试：材料的抗冲击性能测试按照GB/T1843-2008标准在室温下进行悬臂梁冲击强度性能测试；弯曲性能按照GB/T9341-2008标准进行测试，速率为2mm/min。每组试样测试5次以上，结果取平均值。
表2
测试项目 电阻率数量级（Ω·m） 悬臂梁冲击强度（kJ/m<sup>2</sup>） 弯曲模量（MPa）
测试标准 GB/T 1410 GB/T 1843 GB/T 9341
实施例1 10<sup>4</sup> 1.6 2402
实施例2 10<sup>4</sup> 3.2 1718
实施例3 10<sup>7</sup> 3.7 1937
实施例4 10<sup>4</sup> 14.5 2683
实施例5 10<sup>4</sup> 16.1 2906
对比例 10<sup>11</sup> 46 1796
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但是应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种导电工程塑料的制备方法，包括：
1）将PC、POE-g-GMA、特导电炭黑HG-1P 和白油以预定的质量比预混，得到混合物；
2）将步骤1得到的混合物加入到挤出机中，挤出造粒；
3）将所述步骤2得到的产物与回收PET、POE-g-GMA以预定质量比混合，混合物再次加入到挤出机中，挤出造粒，得到所述导电工程塑料，所述导电工程塑料中，回收PET：PC：POE-g-GMA =5:4:1，所述特导电炭黑HG-1P：所述回收PET、PC和POE-g-GMA质量之和=88:12-92:8，所述白油占所述特导电炭黑HG-1P、回收PET、PC和POE-g-GMA质量之和的8-10wt%。
2.如权利要求1所述的方法，所述步骤1中，所述PC、POE-g-GMA、特导电炭黑HG-1P 和白油以35.2:4:12:8的质量比预混。
3.如权利要求2所述的方法，所述步骤3中，所述步骤2得到的产物：回收PET：POE-g-GMA=59.2:44:4.8。
4.如权利要求1所述的方法，所述步骤1中，所述PC、POE-g-GMA、特导电炭黑HG-1P 和白油以36:4:10:10的质量比预混。
5.如权利要求4所述的方法，所述步骤3中，所述步骤2得到的产物：回收PET：POE-g-GMA=60:45:5。
6.如权利要求1所述的方法，所述步骤1中，所述PC、POE-g-GMA、特导电炭黑HG-1P 和白油以36.8:4:8:10的质量比预混。
7.如权利要求6所述的方法，所述步骤3中，所述步骤2得到的产物：回收PET：POE-g-GMA=58.8:46:5.2。
8.如权利要求1所述的方法，所述步骤2中，所述步骤1得到的产物由所述挤出机的主料进口加入，第一助剂由所述挤出机的辅料进口加入，所述第一助剂的质量为所述步骤1得到的产物的10-15wt%，所述第一助剂由苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物40wt%，异丙烯基三乙氧基硅烷32wt%，过氧化二异丙苯18wt%，二月桂酸二丁基锡7wt%和三乙烯二胺3wt%组成。
9.如权利要求8所述的方法，所述步骤3中，将所述步骤2得到的产物与回收PET、POE-g-GMA以预定质量比混合，得到的混合物由所述挤出机的主料进口加入，第二助剂由所述挤出机的辅料进口加入，所述第二助剂加入的量为所述步骤3中混合物质量的6-8wt%，所述第二助剂由苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物30wt%、DPN30wt%、DLTP20wt%和氧化镧20wt%组成。
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