TWI788009B - 導電聚酯組成物 - Google Patents
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Abstract
本發明公開一種導電聚酯組成物，其包括聚酯基質材料及導電補強材料。導電補強材料包含多條奈米碳管（carbon nanotubes），並且多條奈米碳管分散於聚酯基質材料中。在每條奈米碳管中，奈米碳管的長度定義為L，奈米碳管的直徑定義為D且是介於1奈米至30奈米之間，並且奈米碳管的L/D值是介於300至2,000之間。多條奈米碳管彼此接觸以形成多個接觸點，以使得導電聚酯組成物具有不大於10
7Ω/sq的一表面阻抗。
Description
本發明涉及一種聚酯組成物，特別是涉及一種導電聚酯組成物，其具有高的導電特性。
現有技術多使用導電石墨或導電碳黑等球形導電材料（L/D值小於10）的添加來提升聚酯材料的導電特性。以石墨或碳黑作為導電添加劑，需要添加極高的比例（如：大於20 wt.%）才能使聚酯材料達到導電的效果。
然而，該些導電聚酯材料的延伸性不佳，其容易發生掉粉的現象（如：石墨或碳黑）。再者，該些導電聚酯材料在經過高倍率的延伸後，即不具備導電的特性。
於是，本發明人有感上述缺陷可改善，乃特潛心研究並配合科學原理的運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺陷的本發明。
本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種導電聚酯組成物。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是，提供一種導電聚酯組成物，其包括：一聚酯基質材料；以及一導電補強材料，所述導電補強材料包含有多條奈米碳管（carbon nanotubes），並且多條所述奈米碳管分散於所述聚酯基質材料中；其中，在每條所述奈米碳管中，所述奈米碳管的長度定義為L，所述奈米碳管的直徑定義為D且是介於1奈米至30奈米之間，並且所述奈米碳管的L/D值是介於300至2,000之間；其中，多條所述奈米碳管彼此接觸以形成多個接觸點，以使得所述導電聚酯組成物具有不大於10
7Ω/sq的一表面阻抗。
優選地，在每條所述奈米碳管中，所述長度是介於10微米至20微米之間，所述直徑是介於5奈米至20奈米之間，並且所述L/D值是介於1,000至2,000之間。
優選地，基於所述導電聚酯組成物的總重，所述聚酯基質材料的含量範圍是介於70 wt.%至95 wt.%之間，並且所述導電補強材料的含量範圍是介於1.5 wt.%至10 wt.%之間。
優選地，所述導電補強材料的多條所述奈米碳管為具有多層碳原子結構的多壁奈米碳管（multi-walled carbon nanotubes，MWCNT）。
優選地，所述導電聚酯組成物進一步包括：一相容劑，所述相容劑經配置輔助多條所述奈米碳管分散於所述聚酯基質材料中；其中，基於所述導電聚酯組成物的總重，所述相容劑的含量範圍是介於1.5 wt%至10 wt%之間。
優選地，所述導電補強材料的多條所述奈米碳管是選自由羥基化奈米碳管及羧基化奈米碳管所組成的材料群組的至少其中之一；其中，所述相容劑為經由甲基丙烯酸縮水甘油酯（glycidyl methacrylate，GMA）接枝、改質、或共聚合的聚烯烴相容劑、或矽氧烷類化合物。
優選地，所述相容劑的分子結構中的甲基丙烯酸縮水甘油酯能於一混練的過程中產生開環反應（ring cleavage），並且所述甲基丙烯酸縮水甘油酯中的環氧基能於所述開環反應後與所述奈米碳管表面上的反應性官能基及/或所述聚酯基質材料分子結構中的酯基（ester group）進行化學反應，以使得所述奈米碳管分散於所述聚酯基質材料中；其中，所述奈米碳管表面的反應性官能基為羥基（-OH）官能基及羧基（-COOH）官能基的至少其中之一。
優選地，所述導電補強材料的多條所述奈米碳管是選自由羥基化多壁奈米碳管（hydroxylate multi walled carbon nanotubes）及羧基化多壁奈米碳管（carboxylic multi walled carbon nanotubes）所組成的材料群組的至少其中之一。
優選地，所述相容劑是選自由乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物（E-MA-GMA）、聚烯烴彈性體接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯（POE-g-GMA）、聚乙烯接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯（PE-g-GMA）、及矽氧烷類化合物（siloxane），所組成的材料群組的至少其中之一。
優選地，所述的導電聚酯組成物進一步包括：一抗氧化劑及一黑色母；其中，基於所述導電聚酯組成物的總重，所述抗氧化劑的含量範圍是介於0.1 wt%至1 wt%之間，並且所述黑色母的含量範圍是介於1 wt%至5 wt%之間。
優選地，所述導電聚酯組成物經配置通過一雙螺桿製程混練改質，並且經過所述雙螺桿製程混練改質的所述導電聚酯組成物具有不大於10
7Ω/sq的表面阻抗。
優選地，所述導電聚酯組成物經過所述雙螺桿製程混練改質後，接續形成為一導電聚酯片狀材料；其中，所述導電聚酯片狀材料未經延伸前具有介於10
3Ω/sq至10
4Ω/sq的表面阻抗，並且所述導電聚酯片狀材料沿著一延伸方向經過200%至400%的延伸後具有介於10
4Ω/sq至10
7Ω/sq的表面阻抗。
本發明的有益效果在於，本發明所提供的導電聚酯組成物，其能通過“所述導電補強材料包含有多條奈米碳管（carbon nanotubes），並且多條所述奈米碳管分散於所述聚酯基質材料中；其中，在每條所述奈米碳管中，所述奈米碳管的長度定義為L，所述奈米碳管的直徑定義為D且是介於1奈米至30奈米之間，並且所述奈米碳管的L/D值是介於300至2,000之間；其中，多條所述奈米碳管彼此接觸以形成多個接觸點，以使得所述導電聚酯組成物具有不大於10
7Ω/sq的一表面阻抗”的技術方案，以使得所述導電聚酯組成物在少量添加導電補強材料的情況下，仍然能具有高的導電特性，並且所述導電聚酯組成物在經過高倍率延伸後仍然能具有高的導電特性。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。
應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件或者信號，但這些元件或者信號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。
[導電聚酯組成物]
如圖1所示，本發明實施例公開一種導電聚酯組成物100，並且所述導電聚酯組成物100包含有一聚酯基質材料1及一導電補強材料2。本實施例的導電聚酯組成物100能通過其導電補強材料2的材料種類選擇及含量範圍調整、而具有高的導電特性。再著，本實施例的導電聚酯組成物100在經過高倍率延伸後、仍然能具有高的導電特性。據此，本實施例的導電聚酯組成物100特別適合用於製造具有延伸成型需求的電子載盤（carrier tray）或電子載帶（carrier tape）。
在本實施例中，所述聚酯基質材料1為導電聚酯組成物100的基質材料。所述聚酯基質材料1是由二元酸與二元醇或其衍生物通過縮合聚合反應而獲得的高分子聚合物。也就是說，所述聚酯基質材料1為聚酯材料。優選地，所述聚酯材料為聚對苯二甲酸乙二酯（PET）或聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）。特優選地，所述聚酯材料為聚對苯二甲酸乙二酯（PET），但本發明不受限於此。
在含量範圍方面，基於所述導電聚酯組成物100的總重，所述聚酯基質材料1的含量範圍優選是介於70 wt.%至95 wt.%之間、且特優選是介於75 wt.%至95 wt.%之間。需說明的是，在本文中所使用的術語「基材」或「基質材料」，是指在組成物中含量佔據至少一半以上的材料，以使得該基質材料能呈現為連續相介質、且能呈現其材料特性（如：延伸成型的加工性）。
上述形成聚酯材料中的二元酸為對苯二甲酸、間苯二甲酸、1,5-萘二甲酸、2,6-萘二甲酸2,6-萘二甲酸、1,4-萘二甲酸、聯苯甲酸、二苯基乙烷二羧酸、二苯基碸二羧酸、蒽-2,6-二羧酸、1,3-環戊烷二甲酸、1,3-環己烷二甲酸、1,4-環己烷二甲酸、丙二酸、二甲基丙二酸、丁二酸、3,3-丁二酸二乙酯、戊二酸、2,2-二甲基戊二酸、己二酸、2-甲基己二酸、三甲基己二酸、庚二酸、壬二酸、癸二酸、辛二酸、及十二烷二酸中的至少其中一種。
再者，上述形成聚酯材料中的二元醇為乙二醇、丙二醇、六亞甲二醇、新戊二醇、1,2-環己二甲醇、1,4-環己二甲醇、1,10-癸二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、及2,2-雙（4-羥苯基）丙烷或雙（4-羥苯）碸中的至少其中一種。
請繼續參閱圖1所示，為了使所述導電聚酯組成物100能具有高的導電特性，所述導電補強材料2包含有多條奈米碳管21（carbon nanotubes），並且多條所述奈米碳管21是平均地分散於聚酯基質材料1中。
如圖2所示，在每條所述奈米碳管21中，所述奈米碳管21的長度定義為L且是介於5微米（micrometer）至30微米之間，並且所述奈米碳管21的直徑定義為D且是介於1奈米（nanometer）至30奈米之間。再者，所述奈米碳管21的L/D值（又稱長徑比）是介於300至2,000之間。
值得一提的是，在本實施例中，當多條所述奈米碳管21分散於聚酯基質材料1中時，多條所述奈米碳管21於聚酯基質材料1中是連續分散且彼此接觸、從而形成有連續分佈的多個接觸點P（如圖1所示）。藉此，多條所述奈米碳管21能彼此相連，以使得所述導電聚酯組成物100能具有高的導電特性及低的表面阻抗。具體來說，所述導電聚酯組成物100具有不大於10
7Ω/sq的一表面阻抗（surface impedance）。
在本發明的一實施例中，為了使所述導電聚酯組成物100在延伸後仍然能夠具有高的導電特性及低的表面阻抗，所述奈米碳管21的尺寸規格具有一優選範圍。具體來說，在每條所述奈米碳管21中，所述奈米碳管21的長度L優選是介於10微米至20微米之間、所述奈米碳管21的直徑D優選是介於3奈米至20奈米之間，並且所述奈米碳管21的L/D值優選是介於1,000至2,000之間。由於本實施例奈米碳管21的長度L足夠長、且L/D值足夠高，因此本實施例的導電聚酯組成物100在經過高倍率延伸（如200%至400%的延伸）後、仍然能具有連續分佈的多個接觸點P（如圖3所示）、從而具有高的導電特性。
在含量範圍方面，基於所述導電聚酯組成物100的總重，所述導電補強材料2的含量範圍優選是介於1.5 wt.%至10 wt.%之間、且特優選是介於2 wt.%至5 wt.%之間。也就是說，所述導電補強材料2的多條奈米碳管21於導電聚酯組成物100中僅是少量的添加（不大於10 wt.%的添加），即能使得所述導電聚酯組成物100具有高的導電特性及低的表面阻抗。
若所述導電補強材料2的含量低於上述含量範圍的下限值（如：低於1.5 wt.%），則多條所述奈米碳管21於導電聚酯組成物100中將無法形成足夠量的接觸點，而使得所述導電聚酯組成物100無法具有高的導電特性及低的表面阻抗。反之，若所述導電補強材料2的含量高於上述含量範圍的上限值（如：高於10 wt.%），則多條所述奈米碳管21於導電聚酯組成物100中可能會有分散性不佳的問題，並且所述導電聚酯組成物100可能會存在加工性不佳且不容易延伸的問題。
在材料種類方面，多條所述奈米碳管21可以是選自由單壁奈米碳管（single-walled carbon nanotubes，SWCNT）、雙壁奈米碳管（double-walled carbon nanotubes，DWCNT）、及多壁奈米碳管（multi-walled carbon nanotubes，MWCNT）所組成的材料群組的至少其中之一。
如圖2所示，在本發明的一實施例中，多條所述奈米碳管21優選為具有多層碳原子結構的多壁奈米碳管（MWCNT）。採用多壁奈米碳管的優點在於，多壁奈米碳管之結構對稱性較低，其較易進行表面改質，以提升其與樹脂材料之間的相容性與分散性。另外，多壁奈米碳管的結構為幾層到幾十層的同心單壁圓管捲疊而成，其更適合用於延伸，且延伸後較不容易產生斷裂或結構被破壞的問題。由於本實施例的導電聚酯組成物100在應用上需要經過高倍率延伸，因此採用多壁奈米碳管可以使材料具有較寬廣的可延伸範圍。
在本發明的一實施例中，為了提升所述導電補強材料2於聚酯基質材料1中的相容性及分散性，所述導電聚酯組成物100進一步包含有一相容劑（圖未繪示）。其中，所述相容劑經配置輔助多條奈米碳管21分散於聚酯基質材料1中。
在含量範圍方面，基於所述導電聚酯組成物100的總重，所述相容劑的含量範圍優選是介於1.5 wt%至10 wt%之間、且特優選是介於2 wt%至10 wt%之間。
為了使所述相容劑能用來有效地提升奈米碳管21於聚酯基質材料1中的分散性，所述相容劑與奈米碳管之間具有一較佳的重量比例範圍。
具體而言，所述相容劑與奈米碳管之間的重量比例範圍是介於2：1至1：1之間。舉例來說，在所述導電聚酯組成物100中，所述相容劑的含量可以例如是6 wt%，並且所述奈米碳管的含量可以例如是3 wt%。再者，所述相容劑的含量可以例如是3 wt%，並且所述奈米碳管的含量可以例如是3 wt%。換個角度說，所述相容劑的含量較佳地是至少不小於奈米碳管的含量範圍，但本發明不受限於此。
在本發明的一實施例中，為了提升所述導電補強材料2於聚酯基質材料1中的相容性及分散性，所述導電補強材料2的多條奈米碳管21是選自由羥基化奈米碳管（hydroxylated carbon nanotubes）及羧基化奈米碳管（carboxylic carbon nanotubes）所組成的材料群組的至少其中之一。也就是說，所述奈米碳管21為經由羥基改質（-OH modified）或羧基改質（-COOH modified）的奈米碳管21。再者，所述相容劑為經由甲基丙烯酸縮水甘油酯（glycidyl methacrylate，GMA）接枝、改質、或共聚合的聚烯烴相容劑或矽氧烷化合物。
根據上述配置，所述相容劑的分子結構中的甲基丙烯酸縮水甘油酯（GMA）能於一混練改質的過程中產生開環反應（ring cleavage），並且所述甲基丙烯酸縮水甘油酯中的環氧基（epoxy group）能於所述開環反應後與奈米碳管21表面上的反應性官能基及/或所述聚酯基質材料1分子結構中的酯基（ester group）進行化學反應（如：共價鍵結），以使得所述奈米碳管21能與聚酯基質材料1更相容、且更均勻地分散於聚酯基質材料1中。
其中，所述奈米碳管21表面的反應性官能基為羥基（-OH）官能基及羧基（-COOH）官能基的至少其中之一。再者，所述甲基丙烯酸縮水甘油酯中的環氧基（epoxy group）可以例如是與奈米碳管21表面上的反應性官能基及/或所述聚酯基質材料1分子結構中的酯基（ester group）進行共價鍵結（covalent bonding）。
更具體而言，在本發明的一實施例中，所述導電補強材料2的多條奈米碳管21優選是選自由羥基化多壁奈米碳管（hydroxylate multi walled carbon nanotubes）及羧基化多壁奈米碳管（carboxylic multi walled carbon nanotubes）所組成的材料群組的至少其中之一，但本發明不受限於此。
更具體而言，在本發明的一實施例中，所述相容劑是選自由乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物（E-MA-GMA）、聚烯烴彈性體接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯（POE-g-GMA）、聚乙烯接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯（PE-g-GMA）、及矽氧烷化合物（siloxane)，所組成的材料群組的至少其中之一。優選地，所述相容劑為乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物（E-MA-GMA）搭配矽氧烷化合物（siloxane)，但本發明不受限於此。
值得一提的是，在上述相容劑中，甲基丙烯酸縮水甘油酯（以下簡稱GMA）的分子結構內含有碳碳雙鍵和環氧基的反應性雙官能團。GMA本身是一種不溶於水、且易溶於有機溶劑的無色透明液體。GMA對皮膚和黏膜具有刺激性，但幾乎無毒。GMA含有雙官能團，其既可以進行自由基型反應，又可以進行離子型反應，因此具有很高的反應活性，從而可以廣泛地應用於高分子材料的合成及改進。諸如：聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚乙烯-辛烯（POE）等聚烯烴，經由GMA接枝改質後可以顯著提高聚合物的黏結能力及親水性及其與高分子樹脂之間的相容性。
在本發明的一實施例中，為了提升所述導電聚酯組成物100整體的抗氧化特性，所述導電聚酯組成物100進一步包含有一抗氧化劑（antioxidants）。在含量範圍方面，基於所述導電聚酯組成物100的總重，所述抗氧化劑的含量範圍是介於0.1 wt%至1 wt%之間，但本發明不受限於此。
在材料種類方面，所述抗氧化劑可以例如是選自由受阻酚系抗氧化劑、酚類抗氧化劑、混合型抗氧化劑、亞磷酸酯系抗氧化劑、及複合型抗氧化劑所組成的材料群組的至少其中之一。優選地，所述抗氧化劑為亞磷酸類抗氧化劑與受阻酚類抗氧劑的複合物。
在本發明的一實施例中，為了提升所述導電聚酯組成物100整體的黑色程度，所述導電聚酯組成物100進一步包含有一黑色母（black master batches）。在含量範圍方面，基於所述導電聚酯組成物100的總重，所述黑色母的含量範圍是介於1 wt%至5 wt%之間，但本發明不受限於此。黑色母添加目的係控制導電聚酯材料的色相。
根據上述導電聚酯組成物100的的材料種類選擇及含量範圍調整，本實施例的導電聚酯組成物100能通過一雙螺桿製程進行混練改質，以使得所述導電補強材料2能均勻分散於聚酯基質材料1中，並且使得所述聚酯組成物100具有高的導電特性及低的表面電阻。值得一提的是，經過所述雙螺桿製程混練改質的導電聚酯組成物100具有不大於10
7Ω/sq的表面阻抗。
更具體地說，所述導電聚酯組成物100經過雙螺桿製程混練改質後，接續形成為一導電聚酯片狀材料，其可以用於製造電子載帶或電子載盤。
其中，所述導電聚酯片狀材料未經延伸前具有介於10
3Ω/sq至10
4Ω/sq的表面阻抗，並且所述導電聚酯片狀材料沿著一延伸方向（如：TD方向或MD方向）經過200%至400%的延伸（或拉伸）後具有介於10
4Ω/sq至10
7Ω/sq的表面阻抗。值得一提的是，所述導電聚酯片狀材料在被延伸後，雖然多條奈米碳管21彼此間的分布密度變低，但是多條奈米碳管21仍然彼此接觸、且形成有多個接觸點P（如圖3），因此其仍能提供一定的導電性。
本發明的一實施例另提供一種電子載帶（carrier tape），其是由如上所述的導電聚酯組成物100所製成，並且所述電子載帶經過延伸成型。
本發明的一實施例另提供一種電子載盤（carrier tray），其是由如上所述的導電聚酯組成物100所製成，並且所述電子載盤經過延伸成型。
[實驗數據測試]
以下，參照本發明實施例1與比較例1及2詳細說明本發明之內容。然而，以下實施例僅作為幫助了解本發明，本發明的範圍並不限於這些示範例。
實施例1為在聚酯組成物中添加3 wt.%的奈米碳管，並且將聚酯組成物製成導電聚酯片狀材料。實施例1奈米碳管的規格如下：多壁奈米碳管、平均值徑5~15奈米、平均長度10~20微米、L/D值1,000~2,000、表面積200~300m
2/g、純度不小於90%、及整體密度0.950~0.150。實施例1的電性測試結果表明，導電聚酯片狀材料在未延伸情況下的表面電阻是介於10
3Ω/sq至10
4Ω/sq之間，導電聚酯片狀材料在200%延伸情況下的表面電阻是介於10
4Ω/sq至10
5Ω/sq之間，並且導電聚酯片狀材料在400%延伸情況下的表面電阻是介於10
6Ω/sq至10
7Ω/sq之間。以上測試結果說明奈米碳管僅需要少量的添加便能使導電聚酯組成物具有高的導電特性及低的表面電阻。再者，實施例1導電聚酯組成物儘管經過高倍率的延伸，其仍然具有高的導電特性。
比較例1為在聚酯組成物中添加25 wt.%的導電石墨球形材料，並且將聚酯組成物製成導電聚酯片狀材料。比較例1的電性測試結果表明，導電聚酯片狀材料在未延伸情況下的表面電阻約是10
5Ω/sq，導電聚酯片狀材料在200%延伸情況下的表面電阻約是10
11Ω/sq，並且導電聚酯片狀材料在400%延伸情況下的表面電阻約是10
11Ω/sq。以上測試結果說明導電石墨材料需要大量的添加才能使導電聚酯組成物具有高的導電特性。然而，比較例1導電聚酯組成物在經過高倍率的延伸的情況下，其已不具有高的導電特性。
比較例2為在聚酯組成物中添加20 wt.%的導電碳黑球形材料，並且將聚酯組成物製成導電聚酯片狀材料。比較例2的電性測試結果表明，導電聚酯片狀材料在未延伸情況下的表面電阻約是10
5Ω/sq，導電聚酯片狀材料在200%延伸情況下的表面電阻約是10
10Ω/sq，並且導電聚酯片狀材料在400%延伸情況下的表面電阻約是10
11Ω/sq。以上測試結果說明導電碳黑材料需要大量的添加才能使導電聚酯組成物具有高的導電特性。然而，比較例2導電聚酯組成物在經過高倍率的延伸的情況下，其已不具有高的導電特性。
以上表面電阻的測試方式是以表面電阻測試儀對導電聚酯片狀材料進行測試。
[表1 實驗數據測試結果]
| 配方/測試結果 | 實施例1 | 比較例1 | 比較例2 |
| 聚酯組成物 | 3 wt.%奈米碳管 | 25 wt.%導電石墨 | 20 wt.%導電碳黑 |
| 表面電阻（未延伸） | 10 3Ω/sq至10 4Ω/sq | 10 5Ω/sq | 10 5Ω/sq |
| 表面電阻（200%延伸） | 10 4Ω/sq至10 5Ω/sq | 10 11Ω/sq | 10 10Ω/sq |
| 表面電阻（400%延伸） | 10 6Ω/sq至10 7Ω/sq | 10 11Ω/sq | 10 11Ω/sq |
[實施例的有益效果]
本發明的有益效果在於，本發明所提供的導電聚酯組成物，其能通過“所述導電補強材料包含有多條奈米碳管（carbon nanotubes），並且多條所述奈米碳管分散於所述聚酯基質材料中；其中，在每條所述奈米碳管中，所述奈米碳管的長度定義為L，所述奈米碳管的直徑定義為D且是介於1奈米至30奈米之間，並且所述奈米碳管的L/D值是介於300至2,000之間；其中，多條所述奈米碳管彼此接觸以形成多個接觸點，以使得所述導電聚酯組成物具有不大於10
7Ω/sq的一表面阻抗”的技術方案，以使得所述導電聚酯組成物在少量添加導電補強材料的情況下，仍然能具有高的導電特性，並且所述導電聚酯組成物在經過高倍率延伸後仍然能具有高的導電特性。
以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。
100:導電聚酯組成物
1:聚酯基質材料
2:導電補強材料
21:奈米碳管
P:接觸點
L:長度
D:直徑
圖1為本發明實施例導電聚酯組成物的示意圖。
圖2為本發明實施例導電聚酯組成物中奈米碳管的示意圖。
圖3為圖1導電聚酯組成物經延伸的示意圖。
100:導電聚酯組成物
1:聚酯基質材料
2:導電補強材料
21:奈米碳管
P:接觸點
Claims (8)
- 一種導電聚酯組成物，其包括：一聚酯基質材料；一導電補強材料，所述導電補強材料包含有多條奈米碳管(carbon nanotubes)，並且多條所述奈米碳管分散於所述聚酯基質材料中；其中，在每條所述奈米碳管中，所述奈米碳管的長度定義為L，所述奈米碳管的直徑定義為D且是介於1奈米至30奈米之間，並且所述奈米碳管的L/D值是介於300至2,000之間；其中，多條所述奈米碳管彼此接觸以形成多個接觸點，以使得所述導電聚酯組成物具有不大於107Ω/sq的一表面阻抗；以及一相容劑，所述相容劑經配置輔助多條所述奈米碳管分散於所述聚酯基質材料中；其中，所述導電補強材料的多條所述奈米碳管是選自由羥基化奈米碳管及羧基化奈米碳管所組成的材料群組的至少其中之一；其中，所述相容劑為經由甲基丙烯酸縮水甘油酯(glycidyl methacrylate，GMA)接枝、改質、或共聚合的聚烯烴相容劑、或矽氧烷化合物；其中，基於所述導電聚酯組成物的總重，所述聚酯基質材料的含量範圍是介於70wt.%至95wt.%之間，所述相容劑的含量範圍是介於1.5wt%至10wt%之間，並且所述導電補強材料的含量範圍是介於1.5wt.%至10wt.%之間。
- 如請求項1所述的導電聚酯組成物，其中，在每條所述奈米碳管中，所述長度是介於10微米至20微米之間，所述直徑是介於5奈米至20奈米之間，並且所述L/D值是介於1,000至2,000之間。
- 如請求項1所述的導電聚酯組成物，其中，所述導電補強材 料的多條所述奈米碳管為具有多層碳原子結構的多壁奈米碳管(multi-walled carbon nanotubes，MWCNT)。
- 如請求項1所述的導電聚酯組成物，其中，所述相容劑的分子結構中的甲基丙烯酸縮水甘油酯能於一混練的過程中產生開環反應(ring cleavage)，並且所述甲基丙烯酸縮水甘油酯中的環氧基能於所述開環反應後與所述奈米碳管表面上的反應性官能基及/或所述聚酯基質材料分子結構中的酯基(ester group)進行化學反應，以使得所述奈米碳管分散於所述聚酯基質材料中；其中，所述奈米碳管表面的反應性官能基為羥基(-OH)官能基及羧基(-COOH)官能基的至少其中之一。
- 如請求項1所述的導電聚酯組成物，其中，所述相容劑是選自由乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物(E-MA-GMA)、聚烯烴彈性體接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯(POE-g-GMA)、聚乙烯接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯(PE-g-GMA)、及矽氧烷化合物(siloxane)，所組成的材料群組的至少其中之一。
- 如請求項1所述的導電聚酯組成物，其進一步包括：一抗氧化劑及一黑色母；其中，基於所述導電聚酯組成物的總重，所述抗氧化劑的含量範圍是介於0.1wt%至1wt%之間，並且所述黑色母的含量範圍是介於1wt%至5wt%之間。
- 如請求項1至請求項6中任一項所述的導電聚酯組成物，其中，所述導電聚酯組成物經配置通過一雙螺桿製程混練改質，並且經過所述雙螺桿製程混練改質的所述導電聚酯組成物具有不大於107Ω/sq的表面阻抗。
- 如請求項7所述的導電聚酯組成物，其中，所述導電聚酯組成物經過所述雙螺桿製程混練改質後，接續形成為一導電聚 酯片狀材料；其中，所述導電聚酯片狀材料未經延伸前具有介於103Ω/sq至104Ω/sq的表面阻抗，並且所述導電聚酯片狀材料沿著一延伸方向經過200%至400%的延伸後具有介於104Ω/sq至107Ω/sq的表面阻抗。
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