CN103897368A - 一种导电聚碳酸酯复合材料及其制品和制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种导电聚碳酸酯复合材料及其制品和制备方法。所述导电聚碳酸酯复合材料包括如下按重量份数计算的组分：聚碳酸酯65~85份；聚酯1~10份；增韧剂0~3份；炭黑A5~15份；炭黑B3~10份；助剂0~1份；其中，炭黑A与炭黑B的总份数不少于10份；所述炭黑A为比表面积在10~40m²/g的炭黑；所述炭黑B为吸油值为130~400cm³/100g。所述导电聚碳酸酯复合材料的制备方法为按比例将聚碳酸酯、聚酯、增韧剂、炭黑、抗氧剂混合均匀后，在230~260℃的温度下熔融挤出、造粒，得到所述导电聚碳酸酯复合材料。其在对复合材料导电性、韧性及表面性能同时有高要求的领域具有好的应用前景。

Description

一种导电聚碳酸酯复合材料及其制品和制备方法

技术领域

本发明涉及导电聚合物领域，特别涉及一种导电聚碳酸酯复合材料及其制品和制备方法。背景技术

现有的SMT组装通常使用载带作为容纳和运输电子元件的工具。为了防止静电损坏电子元件，使用的载带必须具有导电性。为了制备导电性载带，大量使用炭黑填充聚碳酸酯材料。在塑料基体中添加导电填料制备导电复合聚合物是常见的，而炭黑以其价格低廉而被广泛应用。炭黑填料填充到聚合物中，实现塑料电性能从绝缘到导电的转变。但是大量炭黑在聚合物基体中的存在，会大大降低复合材料的性能，尤其是力学性能，并且炭黑在材料的分散不均匀导致挤出成型制品表面缺陷，产生分散不良而造成的麻点。电子元件的小型化和高速安装要求越来越高，对载带的性能提出了更严格的要求，对应的材料的机械性能和挤出成型制品表面平整度尤为关键。

中国专利CN101208389A公开了一种用于导电载带的炭黑填充聚碳酸酯，使用聚碳酸烷基酯作为冲击改性剂能得到高韧性且低气体挥发的载带。中国专利CN1637069A公开了一种使用两种不同吸油值(DBP)碳黑精确控制树脂组合物导电性的方法。但是，导电炭黑的添加量过大时，容易对韧性和表面性能带来负面效果，并且导电炭黑的DBP越高，在聚碳酸酯中有越难分散的趋势。

发明内容

本发明的发明目的，是为了克服现有技术的不足，提供一种导电聚碳酸酯复合材料，该导电聚碳酸酯复合材料具有高的韧性和导电性，同时具有高的表面质量。

本发明的另一目的在于提供由所述导电聚碳酸酯复合材料制成的制品。

本发明的另一目的在于提供由所述导电聚碳酸酯复合材料制成的导电载带。

本发明的另一目的在于提供所述导电聚碳酸酯复合材料制成的制备方法。

一种导电聚碳酸酯复合材料，所述导电聚碳酸酯复合材料包括如下按重量份数计算的组分：

聚碳酸酯              65~85份；

聚酯                  1~10份；

增韧剂                0~3份；

炭黑A                 5~15份；

炭黑B                 3~10份；

助剂                  0~1份；

其中，炭黑A与炭黑B的总份数不少于10份；所述炭黑A为比表面积在10~40m²/g的炭黑；所述炭黑B为吸油值为130~400cm³/100g。

本发明中，所述的炭黑的比表面积根据ASTM标准D3037测定，炭黑的吸油值根据ASTM标准D2414测定。

一种导电聚碳酸酯复合材料，所述导电聚碳酸酯复合材料由如下按重量份数计算的组分组成：

聚碳酸酯               65~85份；

聚酯                   1~10份；

增韧剂                 0~3份；

炭黑A                  5~15份；

炭黑B                  3~10份；

助剂                   0~1份；

其中，炭黑A与炭黑B的总份数不少于10份；所述炭黑A为比表面积在10~40m²/g的炭黑；所述炭黑B为吸油值为130~400cm³/100g。

其中，所述聚碳酸酯的熔体流动速率在300℃，1.2Kg ASTM D-1238测定下为5~30g/10min。

其中，所述聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯和/或聚对苯二甲酸丁二醇酯。

比表面积在10~40m²/g的炭黑粒子直径比较大，分散性较好，更多作为调色剂使用。

其中，所述炭黑A优选比表面积根据ASTM标准D 3037测定为20~31m²/g的炭黑。

其中，所述炭黑A为由灯烟法制备得到的炭黑。

其中，所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物MBS或乙烯-丙烯酸甲酯共聚物EMA。

其中，所述助剂为抗氧剂或润滑剂。

其中，所述抗氧剂为受阻酚类化合物、亚磷酸酯类化合物和有机硫抗氧剂中的一种或几种的混合物。

一种由所述导电聚碳酸酯复合材料制成的制品。

一种由所述导电聚碳酸酯复合材料制成的导电载带。

所述导电聚碳酸酯复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

按比例将聚碳酸酯、聚酯、增韧剂、炭黑、助剂混合均匀后，在230~260℃的温度下熔融挤出、造粒，得到所述导电聚碳酸酯复合材料。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明通过加入炭黑的复配，改善了导电聚碳酸酯复合材料的韧性和炭黑在体系中的分散，使制备得到的导电聚碳酸酯复合材料具有高的韧性和导电性，同时具有高的表面质量。所述在对复合材料导电性、韧性及表面性能同时有高要求的领域具有好的应用前景，特别适用于制备导电载带。

具体实施方式

下面结合一些具体实施方式对本发明导电聚碳酸酯复合材料、制备方法及其应用做进一步描述。具体实施例为进一步详细说明本发明，非限定本发明的保护范围。

本发明的实施例采用以下原料：

聚碳酸酯-1，购自LG-Dow公司，牌号PC1300-10NP；

聚碳酸酯-2，购自日本帝人化成公司，牌号PC L-1225Y；

聚对苯二甲酸乙二醇酯，选用中国石化集团资产经营管理有限公司仪征分公司工程塑料厂生产的普通有光切片产品；

炭黑A-1，购自Degussa公司，牌号灯黑101，比表面积为20m²/g；

炭黑A-2，购自美国Columbian化学公司，牌号Raven430U，比表面积为31m²/g；

炭黑B-1，购自美国Cabot公司，牌号

XC500，DBP值为148cm³/100g；

炭黑B-2，购自瑞士SPC化学公司，牌号

CB3100，DBP值为380cm³/100g;

增韧剂-1MBS，购自韩国LG化学公司，牌号M-521；

增韧剂-2EMA，购自美国DuPont公司，牌号ELVALOY1125AC；

抗氧剂Irganox1010，购自Ciba公司，四[β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯；

实施例中，所用的原料均按重量份计算。

韧性根据ASTM标准D256测定复合材料的悬臂梁缺口冲击强度来测定；所述的复合材料的冲击强度至少为100J/m才适用于导电载带；

导电性根据ASTM标准D257测定；表面电阻越大，材料导电性越差；

表面质量评价方法如下：

将挤出造粒的粒子使用单螺杆挤出机挤出厚度为80~120μm的片材，在宽5CM长10CM的区域内，高度高于与周边片材40μm的凸起点（麻点）的个数小于3个时，判定表面质量为好；麻点个数在3~6个时，判定为表面质量较好；麻点个数大于6个时，判定为表面质量较差。麻点高度采用千分尺测量，高度H计算如下：

H=H₀-H₁，

其中，片材厚度H₁，麻点处载带厚度H₀。

实施例1~4和对比例1~5

按表1的比例，将聚碳酸酯、聚酯、增韧剂、炭黑、助剂混合均匀后，在230~260℃的温度下熔融挤出、造粒，得到实施例1~4的导电聚碳酸酯复合材料。

表1

从实施例1、2与对比例1、2可以看出，当复合材料中添加了炭黑A后，产品保持良好导电性能的同时，其表面性能得到显著改善，并且韧性有一定的提高。从实施例3与对比例3可以看出，当炭黑的添加量过少时，对产品的导电性能有负面影响，从实施例4与对比例4可以看出，当炭黑A的添加量过多时，对产品的冲击性能有负面影响，从实施例4与对比例5可以看出，当炭黑B的添加量过多时，对产品的冲击和表面质量有负面影响。

实施例5~12

按表2的比例，将聚碳酸酯、聚酯、增韧剂、炭黑、抗氧剂混合均匀后，在230~260℃的温度下熔融挤出、造粒，得到实施例5~12的导电聚碳酸酯复合材料。

表2

从表2的结果可以看出，本发明所制备得到的导电聚碳酸酯复合材料具有高的韧性和导电性，同时具有高的表面质量。所述在对复合材料导电性、韧性及表面性能同时有高要求的领域具有好的应用前景，特别适用于制备导电载带。

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)

1.一种导电聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述导电聚碳酸酯复合材料包括如下按重量份数计算的组分：

聚碳酸酯              65~85份；

聚酯                  1~10份；

增韧剂                0~3份；

炭黑A                 5~15份；

炭黑B                 3~10份；

助剂                  0~1份；

其中，炭黑A与炭黑B的总份数不少于10份；所述炭黑A为比表面积在10~40m²/g的炭黑；所述炭黑B为吸油值为130~400cm³/100g。

2.一种导电聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述导电聚碳酸酯复合材料由如下按重量份数计算的组分组成：

聚碳酸酯              65~85份；

聚酯                  1~10份；

增韧剂                0~3份；

炭黑A                 5~15份；

炭黑B                 3~10份；

助剂                  0~1份；

其中，炭黑A与炭黑B的总份数不少于10份；所述炭黑A为比表面积在10~40m²/g的炭黑；所述炭黑B为吸油值为130~400cm³/100g。

3.如权利要求1或2所述导电聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述聚碳酸酯的熔体流动速率在300℃，1.2KgASTMD-1238测定下为5~30g/10min。

4.如权利要求1或2所述导电聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯和/或聚对苯二甲酸丁二醇酯。

5.如权利要求1或2所述导电聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述炭黑A为由灯烟法制备得到的炭黑。

6.如权利要求1或2所述导电聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物MBS或乙烯-丙烯酸甲酯共聚物EMA。

7.如权利要求1或2所述导电聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述助剂为抗氧剂或润滑剂；所述抗氧剂为受阻酚类化合物、亚磷酸酯类化合物和有机硫抗氧剂中的一种或几种的混合物。

8.一种由权利要求1~7中任意一项权利要求所述导电聚碳酸酯复合材料制成的制品。

9.一种由权利要求1~7中任意一项权利要求所述导电聚碳酸酯复合材料制成的导电载带。

10.权利要求1~7中任意一项权利要求所述导电聚碳酸酯复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

按比例将聚碳酸酯、聚酯、增韧剂、炭黑、助剂混合均匀后，在230~260℃的温度下熔融挤出、造粒，得到所述导电聚碳酸酯复合材料。