CN104017335A - 一种碳纤导电增强pet/聚酯合金及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种碳纤导电增强PET/聚酯合金及其制备方法，采用以下组分的原料制备得到：60-70％PET，5-20％聚酯，2-4％成核剂，0.5-10％导电填料、5-20％碳纤维，1-2％偶联剂，0.5-1％抗氧剂和0.5-1％润滑剂组成。其制备方法即首先将PET、聚酯、成核剂、导电填料、偶联剂、抗氧剂和润滑剂放入高混机中混合3-5分钟，然后由双螺杆挤出机第一段筒体加入，所用碳纤维由双螺杆挤出机第四段筒体加入，然后控制双螺杆挤出机的转速为1050-1200rpm，温度为240-250℃进行挤出造粒，即得具有力学性能高、成型周期短、产品外观好的导电碳纤增强PET/聚酯合金。

Description

一种碳纤导电增强PET/聚酯合金及其制备方法

技术领域

本发明属于高分子材料领域，尤其是涉及一种碳纤导电增强PET/聚酯合金及其制备方法。

背景技术

当下，随着工业的不断发展，社会不断的进步，换进污染也日益严重。所以寻找一条对环境友好，低碳环保，可持续的发展模式很迫切，尤其在材料方面，金属的冶炼耗能，污染性都很大，使用高分子材料在某些领域替代金属材料可以有效减少能耗，降低污染。因此，质量相对较轻且相对易加工的塑料制品成为了理想的替代品。但是，高分子材料在某些方面不具有金属材料的性能，不利于加工与应用，例如，其导电性差，未经改性的普通塑料其导电率很低，在这种情况下，研发高性能的导电塑料成为了新的趋势。包含高分子材料和导电性填料的导电性高分子复合材料已广泛地用于半导体领域、电器相关领域、汽车和飞行器领域。利用此类导电性复合材料的主要目的为：例如，可以在加工中不用导电底漆直接喷涂，工艺简单，节能环保，还可以保护半导体部件免受静电，通过阻断电磁波来防止精密仪器的误操作，防止由于摩擦引起的静电的产生等。

聚对苯二甲酸乙甲醇酯(以下简称PET)具有优良的力学性能、耐热性能、电性能以及化学稳定性，并且是一种廉价的热塑性工程塑料。但是由于易翘曲及较长的成型周期，很大程度上限制了其应用范围。近些年来国内外研究者对PET共混改性做了大量研究，并已经有很多合金化产品在市场销售，但此类合金依然受到树脂间相容性的影响，机械性能较差，而PET/聚酯类合金则不存在此类问题，且成本较低。因此PET/聚酯类合金成为新的开发热点。

然而，PET、PTT(聚对苯二甲酸丙二醇酯)、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)和PEN(聚2，6-萘二甲酸乙二醇酯)等具有相似的化学结构，聚酯之间的相容性虽然很好，但彼此的结晶性能差异较大。为了改善结晶性差异，优化合金性能，就需要使用成核剂。目前市场上的成核剂可以分为无机、有机和高分子三类，其中效果较好的当属美国杜邦公司开发的离聚物Surlyn树脂。

碳纤维不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼具纺织纤维的柔软可加工性。它比重不到钢的1/4，但强度却非常高，是新一代增强纤维。与传统的玻璃纤维(GF)相比，碳纤维的杨氏模量是其3倍多，而且在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性十分出色。碳纤维按力学性能分为通用型和高性能型。通用型碳纤维强度为1000兆帕(MPa)、模量为100GPa左右。高性能型碳纤维又分为高强型(强度2000MPa、模量250GPa)和高模型(模量300GPa以上)，强度大于4000MPa的又称为超高强型：模量大于450GPa的称为超高模型。此外，碳纤维自身还具有导电特性，且能在树脂集体间贯穿形成导电网链，从而大大提高材料的导电能力。

中国专利文献CN103224694A公开了一种导电PBT复合材料的制备方法，其配方按重量百分比为：聚对苯二甲酸乙二酯80-100份、导电母粒15-20份、增韧剂1-5份、光屏蔽剂1-2份、抗氧剂0.2-0.8份。其中，导电母粒由68％石墨烯、22％分散剂、10％偶联剂组成。该发明制作导电母粒，增加了其工艺复杂度，间接提高成本；并且该复合物添加了较多的石墨烯，材料的成本明显偏高，同时，PBT的成本也高于PET，综合其成本明显偏高，不利于工业化，竞争力低。

中国专利文献CN1420911A公开了一种导电PPO/PA合金及其制备方法，所述的复合材料按重量百分比计依次为：聚苯醚10～50份、尼龙35～65份、碳原纤0.4～3份、滑石5～40份、最高可达10份的相容剂以及最高可达20份的抗冲改性剂等。该发明制备工艺简单，制得的产品机械性能好、稳定性高，且具有良好的阻燃性能和导电性能。

但是，上述的合金材料采用的两相体系相容性并不好，因此需要添加增容剂促使其相容，这不但会增加合金的成本，而且会影响材料的刚性，导致拉伸和弯曲性能的降低。其次，聚苯醚的成本相对于PET来说较高，该导电合金中PET于其他聚酯的成本相对来说更低，且已加工。上述的几种合金材料虽然采用了碳纤维进行增强，但并未添加硅烷偶联剂去改善碳纤维在树脂基体间的分散性及界面作用力，因此碳纤维的增强和导电效用并没有充分发挥，产品的力学性能并不理想。此外，硅烷偶联剂还可以提高材料中无机填料与树脂的亲和力，从而改善合金的性能。本发明正是为了解决这些问题而提出的。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种碳纤导电增强PET/聚酯合金及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种碳纤导电增强PET/聚酯合金，由以下组分及重量份含量的原料制备得到：

PET60-70、聚酯5-20、成核剂2-4、导电填料0.5-10、碳纤维5-20、偶联剂1-2、抗氧剂0.5-1、润滑剂0.5-1。

所述的PET为粘度0.8-0.9dl/g的聚对苯二甲酸乙二醇酯。

所述的聚酯为聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯或聚2，6-萘二甲酸乙二醇酯。

所述的成核剂为Surlyn树脂。

所述导电填料选自天然鳞片石墨粉、人造石墨粉、膨胀石墨、炭黑或导电金属粉中的一种或几种。

所述的碳纤维为T700等级的碳纤维，拉伸强度5200MPa。

所述的偶联剂为硅烷偶联剂。

所述的抗氧剂选自抗氧剂168或抗氧剂1010中的一种或两种。

所述的润滑剂选自石蜡、聚乙烯蜡或聚丙烯蜡中的一种或两种。

作为优选的实施方式，聚酯合金采用以下组分及重量份含量的原料制备得到：PET65.8、聚酯17、成核剂4、导电填料5.7、碳纤维5、偶联剂1、抗氧剂1、润滑剂0.5％；所述的聚酯为聚2，6-萘二甲酸乙二醇酯；所述的成核剂为Surlyn树脂；所述导电填料选自天然鳞片石墨粉、人造石墨粉、膨胀石墨、炭黑或导电金属粉中的一种或几种；所述的碳纤维等级为T700，拉伸强度5200MPa；所述的偶联剂为硅烷偶联剂；所述的抗氧剂为抗氧剂168和抗氧剂1010按质量比为3∶7组成的混合物；所述的润滑剂为石蜡。

作为优选的实施方式，聚酯合金采用以下组分及重量份含量的原料制备得到：PET67.4、聚酯12.6、成核剂3、导电填料4、碳纤维10、偶联剂1.5、抗氧剂1、润滑剂0.5％；所述的聚酯为聚对苯二甲酸丙二醇酯；所述的成核剂为Surlyn树脂；所述导电填料选自天然鳞片石墨粉、人造石墨粉、膨胀石墨、炭黑或导电金属粉中的一种或几种；所述的碳纤维等级为T700，拉伸强度5200MPa；所述的偶联剂为硅烷偶联剂；所述的抗氧剂为抗氧剂168和抗氧剂1010按质量比为3∶7组成的混合物；所述的润滑剂为聚乙烯蜡。

作为优选的实施方式，聚酯合金采用以下组分及重量份含量的原料制备得到：PET67.4、聚酯12.6、成核剂3、导电填料4、碳纤维10、偶联剂1.5、抗氧剂1、润滑剂0.5％；所述的聚酯为聚对苯二甲酸丁二醇酯；所述的成核剂为Surlyn树脂；所述导电填料选自天然鳞片石墨粉、人造石墨粉、膨胀石墨、炭黑、碳纳米管或导电金属粉中的一种或几种；所述的碳纤维等级为T700，拉伸强度5200MPa；所述的偶联剂为硅烷偶联剂；所述的抗氧剂为抗氧剂168和抗氧剂1010按质量比为3∶7组成的混合物；所述的润滑剂为聚乙烯蜡。

作为优选的实施方式，聚酯合金采用以下组分及重量份含量的原料制备得到：PET61.2、聚酯15.3、成核剂3、导电填料2.5、碳纤维15、偶联剂1.5、抗氧剂0.5、润滑剂1％；所述的聚酯为聚对苯二甲酸丙二醇酯；所述的成核剂为Surlyn树脂；所述导电填料一般由天然鳞片石墨粉、人造石墨粉、膨胀石墨、炭黑或导电金属粉中的一种或几种；所述的碳纤维等级为T700，拉伸强度5200MPa；所述的偶联剂为硅烷偶联剂；所述的抗氧剂为抗氧剂1010；所述的润滑剂为石蜡和聚丙烯蜡按质量比为1∶1组成的混合物。

作为优选的实施方式，聚酯合金采用以下组分及重量份含量的原料制备得到：PET61.2、聚酯15.3、成核剂3、导电填料2.5、碳纤维15、偶联剂1.5、抗氧剂0.5、润滑剂1％；所述的聚酯为聚对苯二甲酸丁二醇酯；所述的成核剂为Surlyn树脂；所述导电填料选自天然鳞片石墨粉、人造石墨粉、膨胀石墨、炭黑或导电金属粉中的一种或几种；所述的碳纤维等级为T700，拉伸强度5200MPa；所述的偶联剂为硅烷偶联剂；所述的抗氧剂为抗氧剂1010；所述的润滑剂为石蜡和聚丙烯蜡按质量比为1∶1组成的混合物。

作为优选的实施方式，聚酯合金采用以下组分及重量份含量的原料制备得到：PET65.6、聚酯7.4、成核剂2、导电填料1.5、碳纤维20、偶联剂2、抗氧剂0.5、润滑剂1；所述的聚酯为聚对苯二甲酸丁二醇酯；所述的成核剂为Surlyn树脂；所述导电填料选自天然鳞片石墨粉、人造石墨粉、膨胀石墨、炭黑或导电金属粉中的一种或几种；所述的碳纤维等级为T700，拉伸强度5200MPa；所述的偶联剂为硅烷偶联剂；所述的抗氧剂为抗氧剂1010；所述的润滑剂为聚乙烯蜡和聚丙烯蜡按质量比为1∶1组成的混合物。

碳纤导电增强PET/聚酯合金的制备方法，采用以下步骤：

(1)将PET、聚酯、成核剂、导电填料、偶联剂、抗氧剂和润滑剂放入高混机中混合3-5min，然后由双螺杆挤出机第一段筒体加入；

(2)将碳纤维由双螺杆挤出机第四段筒体加入；

(3)控制双螺杆挤出机的转速为1050-1200rpm，温度为240-250℃进行挤出造粒，制备得到导电碳纤增强PET/聚酯合金。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)由于制备过程中采用了合适的成核剂，改善了聚酯合金的结晶性能。由于Surlyn8920在高温下可与PET发生反应，形成带有离子端基的产物PET-COONa，此产物形成封端离子簇，并在PET熔体中聚集，形成异相微区。促进了初级成核。同时，在异相微区表面上存在着以PET分子链结构单元为主的界面层，它和离子簇之间有很好的相互作用，这样就加速了初级晶核的形成。在PET-COONa生成的同时。还有PET-R(R为Surlyn8920的柔性集团)的生成。由于R分子链的柔性比PET分子链好，它的引入可以促进PET分子链的柔性运动，不但降低了分子链扩散进入晶格的自由能，也提高了PET的结晶速率。此外，由于体系中酯的存在，反应会生成酯-COONa和酯-R，这两种物质的存在会进一步增强上述作用，使体系的结晶速率变得更快，从而缩短了导电碳纤增强PET/聚酯合金的成型周期。目前还没发现其他成核剂有如此作用。

(2)由于制备过程中采用了碳纤维，不但可以大幅提升材料的力学性能，还能起到增强导电的效果。碳纤维具有很好的导电性，渗流理论认为，导电复合材料的导电性能由3个条件单独或综合构成：①导电粒子相互接触而成为连续的链状结构，形成导电通道；②各导电粒子独立分散于基体中，通过隧道效应或电子发射形成导电通道；③导电粒子继续连接，是链状通道及隧道效应的综合结果。根据渗流理论，原来孤立分散的填料微粒在体积分散达到某一临界含量以后，就会形成连续的导电通路，这时导电粒子处于两种状态，一是粒子间发生物理接触，电荷载流子可在连续的导体内流动；二是粒子间有粘接剂薄层存在，以致载流子本身的激活而运动。根据“渗流理论”原理，导电网络的形成是复合材料实现导电功能的前提条件。碳纤维的长径比越大，则越有利于导电纤维彼此之间的搭接形成导电通道，碳纤维在在复合材料中，彼此间的接触形成碳纤-碳纤导电网络；同时碳纤维在炭黑之间作为桥梁，形成炭黑-碳纤-炭黑导电网络。同时，该碳纤维具有较高的力学性能，具有高达5200MPa的拉伸模量，可以达到其他普通导电碳纤维达不到的力学效果，增强材料的力学性能。

(3)由于制备过程中采用了硅烷偶联剂，硅烷偶联剂中的水解基团与无机物质结合，形成硅氧烷；而硅烷偶联剂中的的有机官能团可以与有机物反应而结合，通过使用硅烷偶联剂，可以再无机物质与有机物质的界面之间架起“分子桥”，把两种性质悬殊的的材料连接在一起，提高复合材料的性能和增加粘结强度。经试验，硅烷偶联剂KH570在聚酯中应用最好的一类偶联剂。通过KH570对炭黑表面处理，提高了炭黑填料与树脂的亲和力，改善了复合材料的力学性能，同时也改善碳纤维在树脂基体间的分散性及界面作用力，从而优化了材料的力学性能和导电性能，改善了产品的外观。

(4)制备得到的导电碳纤增强PET/聚酯合金具有良好的机械性能和导电性能，可以在某些场合取代昂贵的特种工程塑料，具有广泛的应用前景。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明进行进一步阐述，但并不限制本发明。

本发明的各实施例中所用的PET树脂为上海远纺工业有限公司的PET-CB-608S；

PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)为新疆蓝山屯河聚酯有限公司的PBT-TH6100；

PTT(聚对苯二甲酸丙二醇酯)为美国RTP公司的4700-TFE-10；

PEN(聚2，6-萘二甲酸乙二醇酯)为日本帝人公司的TN-8065S；

成核剂为美国杜邦公司的离聚物Surlyn8920；

炭黑为云南曲靖众一精细化工公司的ZY6500，粒度为44um；

鳞片石墨为青岛东凯石墨有限公司，粒度分别为12um，44um，104um；

石墨粉为深圳市华南鑫科技有限公司，粒度分别为104um；

膨胀石墨为青岛富生石墨公司，粒径325目；

导电金属粉为深圳昌鑫达屏蔽材料有限公司，粒径325、400、600、800目；

碳纤维为韩国晓星公司的TG01；

硅烷偶联剂为南京千鹏化工有限公司的KH-570；

抗氧剂168和抗氧剂1010为德国巴斯夫公司生产；

石蜡为石家庄翼马化工有限公司生产；

聚乙烯蜡和聚丙烯蜡为上海科麦德实业有限公司生产。

本发明各实施例中的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、冲击强度、热变形温度(1.82MPa)及热导率测定所用的仪器的型号及生产厂家信息如下。

万能电子拉伸试验机：CMT6104型，深圳新三思集团公司；

悬臂梁冲击试验仪：XJV5.5型，承德市金建检测仪器有限公司；

热变形温度测定仪：XWB-300A型，承德市科承试验机有限公司；

万用表：U1231A型，美国安捷伦公司。

实施例1

一种导电碳纤增强PET/聚酯合金，按重量百分比计算，其原料的组成及含量如下：

PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯，粘度为0.8-0.9dl/g；

聚酯为聚2，6-萘二甲酸乙二醇酯；

成核剂为Surlyn8920；

导电填料可以是天然鳞片石墨粉、人造石墨粉、膨胀石墨、炭黑以及导电金属粉中的一种或一种以上组成的混合物；

碳纤维为拉伸强度5200MPa，碳纤维等级为T700等级；

偶联剂为硅烷偶联剂KH-570；

抗氧剂为抗氧剂168和抗氧剂1010按3∶7的比例组成的混合物；

润滑剂为石蜡。

上述的一种导电碳纤增强PET/聚酯合金的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)、将34.8％PET、8.7％聚酯、45％导电填料、4％成核剂、1％硅烷偶联剂、1％抗氧剂和0.5％润滑剂放入高混机中混合5min，然后由双螺杆挤出机第一段筒体加入；

(2)、将5％碳纤维由双螺杆挤出机第四段筒体加入；

(3)、控制双螺杆挤出机的转速为1050rpm，温度为240℃进行挤出造粒，即得导电碳纤增强PET/聚酯合金。

实施例2

一种导电碳纤增强PET/聚酯合金，按重量百分比计算，其原料的组成及含量如下：

PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯，粘度为0.8-0.9dl/g；

聚酯为聚对苯二甲酸丙二醇酯；

成核剂为Surlyn8920；

导电填料可以是天然鳞片石墨粉、人造石墨粉、膨胀石墨、炭黑以及导电金属粉中的一种或一种以上组成的混合物；

碳纤维为拉伸强度5200MPa，碳纤维等级为T700等级；

相容剂为硅烷偶联剂KH-570；

抗氧剂为抗氧剂168和抗氧剂1010按3∶7的比例组成的混合物；

润滑剂为聚乙烯蜡。

上述的一种导电碳纤增强PET/聚酯合金的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)、将37.4％PET、6.6％聚酯、3％成核剂、40％导电填料、1.5％偶联剂、1％抗氧剂和0.5％润滑剂放入高混机中混合5min，然后由双螺杆挤出机第一段筒体加入；

(2)、将10％碳纤维由双螺杆挤出机第四段筒体加入；

(3)、控制双螺杆挤出机的转速为1100rpm，温度为245℃进行挤出造粒，即得导电碳纤增强PET/聚酯合金。

实施例3

一种导电碳纤增强PET/聚酯合金，按重量百分比计算，其原料的组成及含量如下：

PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯，粘度为0.8-0.9dl/g；

聚酯为聚对苯二甲酸丁二醇酯；

成核剂为Surlyn8920；

导电填料可以是天然鳞片石墨粉、人造石墨粉、膨胀石墨、炭黑以及导电金属粉中的一种或一种以上组成的混合物；

碳纤维为拉伸强度5200MPa，碳纤维等级为T700等级；

相容剂为硅烷偶联剂KH-570；

抗氧剂为抗氧剂168和抗氧剂1010按3∶7的比例组成的混合物；

润滑剂为聚乙烯蜡。

上述的一种导电碳纤增强PET/聚酯合金的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)、将37.4％PET、6.6％聚酯、40％导电填料、3％成核剂、1.5％偶联剂、1％抗氧剂和0.5％润滑剂放入高混机中混合5min，然后由双螺杆挤出机第一段筒体加入；

(2)、将10％碳纤维由双螺杆挤出机第四段筒体加入；

(3)、控制双螺杆挤出机的转速为1100rpm，温度为245℃进行挤出造粒，即得导电碳纤增强PET/聚酯合金。

实施例4

一种导电碳纤增强PET/聚酯合金，按重量百分比计算，其原料的组成及含量如下：

PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯，粘度为0.8-0.9dl/g；

聚酯为聚对苯二甲酸丙二醇酯；

成核剂为Surlyn8920；

导电填料可以是天然鳞片石墨粉、人造石墨粉、膨胀石墨、炭黑以及导电金属粉中的一种或一种以上组成的混合物；

碳纤维为拉伸强度5200MPa，碳纤维等级为T700等级；

偶联剂为硅烷偶联剂KH-570；

抗氧剂为抗氧剂1010；

润滑剂为石蜡和聚丙烯蜡按质量比为1∶1组成的混合物。

上述的一种导电碳纤增强PET/聚酯合金的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)、将35.2％的PET、8.8％的聚酯、3％成核剂、35％导电填料、1.5％偶联剂、0.5％抗氧剂和1％润滑剂放入高混机中混合3min，然后由双螺杆挤出机第一段筒体加入；

(2)、将15％碳纤维由双螺杆挤出机第四段筒体加入；

(3)、控制双螺杆挤出机的转速为1200rpm，温度为245℃进行挤出造粒，即得导电碳纤增强PET/聚酯合金。

实施例5

一种导电碳纤增强PET/聚酯合金，按重量百分比计算，其原料的组成及含量如下：

PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯，粘度为0.8-0.9dl/g；

聚酯为聚对苯二甲酸丁二醇酯；

成核剂为Surlyn8920；

导电填料可以是天然鳞片石墨粉、人造石墨粉、膨胀石墨、炭黑以及导电金属粉中的一种或一种以上组成的混合物

碳纤维为拉伸强度5200MPa，碳纤维等级为T700等级；

偶联剂为硅烷偶联剂KH-570；

抗氧剂为抗氧剂1010；

润滑剂为石蜡和聚丙烯蜡按质量比为1∶1组成的混合物。

上述的一种导电碳纤增强PET/聚酯合金的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)、将35.2％PET、8.8％聚酯、3％成核剂、35％导电填料、1.5％偶联剂、0.5％抗氧剂和1％润滑剂放入高混机中混合4min，然后由双螺杆挤出机第一段筒体加入；

(2)、将15％碳纤维由双螺杆挤出机第四段筒体加入；

(3)、控制双螺杆挤出机的转速为1200rpm，温度为245℃进行挤出造粒，即得导电碳纤增强PET/聚酯合金。

实施例6

一种导电碳纤增强PET/聚酯合金，按重量百分比计算，其原料的组成及含量如下：

PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯，粘度为0.8-0.9dl/g；

聚酯为聚对苯二甲酸丁二醇酯；

成核剂为Surlyn8920；

导电填料可以是天然鳞片石墨粉、人造石墨粉、膨胀石墨、炭黑以及导电金属粉中的一种或一种以上组成的混合物，

碳纤维为拉伸强度5200MPa，碳纤维等级为T700等级；

偶联剂为硅烷偶联剂KH-570；

抗氧剂为抗氧剂1010；

润滑剂为聚乙烯蜡和聚丙烯蜡按质量比为1∶1组成的混合物。

上述的一种导电碳纤增强PET/聚酯合金的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)、将40％PET、4.5％聚酯、2％成核剂、30％导电填料、2％偶联剂、0.5％抗氧剂和1％润滑剂放入高混机中混合5min，然后由双螺杆挤出机第一段筒体加入；

(2)、将20％碳纤维由双螺杆挤出机第四段筒体加入；

(3)、控制双螺杆挤出机的转速为1200rpm，温度为250℃进行挤出造粒，即得导电碳纤增强PET/聚酯合金。

按以下条件和设备测定比容电阻，使用注塑机按照ASTM进行制样，用钢锯或剃刀在所用拉伸条(ASTM D638)的狭窄平行部位的两端切口，以导电银漆在两个切口处进行涂覆，使银漆自然干燥30分钟以上或者在烘箱(70-100℃)中放置至少5分钟，用万用表测量电阻，利用样条的尺寸按下式计算比容电阻(SPV)＝(测量电阻)(宽度)(厚度)/(长度)。

对上述实施例1-6所得的导电碳纤增强PET/聚酯合金的拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、弯曲模量、比容电阻、冲击强度、热变形温度(1.82MPa)、成型收缩率(圆片)进行检测，其结果见下表1：

表1实施例1-6所得的导电碳纤增强PET/聚酯合金的物理性能

从表1中可以看出，随着碳纤维含量的增加，所得的导电碳纤增强PET/聚酯合金材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、冲击强度及热变形温度随之提高，由此表明碳纤维含量与PET聚酯合金的力学性能呈正相关趋势，

进一步，通过对实施例3、5、6的比较发现，在合金基体相同的情况下(均为PET/PBT合金)，随着导电填料含量的不断降低(从4％-2.5％-1.5％)，材料的电阻率没有升高，反而有降低不少。而与此同时，合金中碳纤维的含量不断升高，因此表明碳纤维具有优良的导电性，可以有效增强材料的导电性能，降低合金电阻率。

进一步，通过对实施例2-3和实施例4-5比较发现，在其他配方均相同的情况下，PET/PBT合金在力学性能上更具优势，而PET/PTT合金则在导电性上相对较好。这可能是随着聚酯链结构不同，导致聚酯粘度不同，粘度大的导电性较差。因此，不同种类的聚酯对PET合金各项性能的影响也不尽相同，在实际应用中应根据具体情况选择合适的聚酯对PET进行改性。

综上所述，本发明的一种导电碳纤增强PET/聚酯合金，具有机械性能好、电阻率低、成本低等特点。本发明采用了合适的成核剂、导电填料及偶联剂，增强了聚酯的结晶性能，提高了聚酯与导电填料间的亲和力，改善了碳纤维在树脂基体间的分散性及界面作用力，从而优化了合金的加工性能、导电性能和机械性能，可以在某些场合取代昂贵的特种工程塑料，具有广泛的应用前景。

以上所述仅是本发明的优选实施案例，需要说明的是，对于该领域的一般技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可做出些许补充和改进，这些补充和改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种碳纤导电增强PET/聚酯合金，其特征在于，该聚酯合金由以下组分及重量份含量的原料制备得到：

PET60-70、聚酯5-20、成核剂2-4、导电填料0.5-10、碳纤维5-20、偶联剂1-2、抗氧剂0.5-1、润滑剂0.5-1。

2.根据权利要求1所述的一种碳纤导电增强PET/聚酯合金，其特征在于，所述的PET为粘度0.8-0.9dl/g的聚对苯二甲酸乙二醇酯；所述的聚酯为聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯或聚2，6-萘二甲酸乙二醇酯。

3.根据权利要求1所述的一种碳纤导电增强PET/聚酯合金，其特征在于，所述的成核剂为Surlyn树脂；所述导电填料选自天然鳞片石墨粉、人造石墨粉、膨胀石墨、炭黑或导电金属粉中的一种或几种；所述的碳纤维为T700等级的碳纤维，拉伸强度5200MPa；所述的偶联剂为硅烷偶联剂；所述的抗氧剂选自抗氧剂168或抗氧剂1010中的一种或两种；所述的润滑剂选自石蜡、聚乙烯蜡或聚丙烯蜡中的一种或两种。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种碳纤导电增强PET/聚酯合金，其特征在于，聚酯合金优选以下组分及重量份含量的原料制备得到：

PET65.8、聚酯17、成核剂4、导电填料5.7、碳纤维5、偶联剂1、抗氧剂1、润滑剂0.5％；

所述的聚酯为聚2，6-萘二甲酸乙二醇酯；所述的成核剂为Surlyn树脂；所述导电填料选自天然鳞片石墨粉、人造石墨粉、膨胀石墨、炭黑或导电金属粉中的一种或几种；所述的碳纤维等级为T700，拉伸强度5200MPa；所述的偶联剂为硅烷偶联剂；所述的抗氧剂为抗氧剂168和抗氧剂1010按质量比为3∶7组成的混合物；所述的润滑剂为石蜡。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的一种碳纤导电增强PET/聚酯合金，其特征在于，聚酯合金优选以下组分及重量份含量的原料制备得到：

PET67.4、聚酯12.6、成核剂3、导电填料4、碳纤维10、偶联剂1.5、抗氧剂1、润滑剂0.5％；

所述的聚酯为聚对苯二甲酸丙二醇酯；所述的成核剂为Surlyn树脂；所述导电填料选自天然鳞片石墨粉、人造石墨粉、膨胀石墨、炭黑或导电金属粉中的一种或几种；所述的碳纤维等级为T700，拉伸强度5200MPa；所述的偶联剂为硅烷偶联剂；所述的抗氧剂为抗氧剂168和抗氧剂1010按质量比为3∶7组成的混合物；所述的润滑剂为聚乙烯蜡。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的一种碳纤导电增强PET/聚酯合金，其特征在于，聚酯合金优选以下组分及重量份含量的原料制备得到：

PET67.4、聚酯12.6、成核剂3、导电填料4、碳纤维10、偶联剂1.5、抗氧剂1、润滑剂0.5％；

所述的聚酯为聚对苯二甲酸丁二醇酯；所述的成核剂为Surlyn树脂；所述导电填料选自天然鳞片石墨粉、人造石墨粉、膨胀石墨、炭黑、碳纳米管或导电金属粉中的一种或几种；所述的碳纤维等级为T700，拉伸强度5200MPa；所述的偶联剂为硅烷偶联剂；所述的抗氧剂为抗氧剂168和抗氧剂1010按质量比为3∶7组成的混合物；所述的润滑剂为聚乙烯蜡。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的一种碳纤导电增强PET/聚酯合金，其特征在于，聚酯合金优选以下组分及重量份含量的原料制备得到：

PET61.2、聚酯15.3、成核剂3、导电填料2.5、碳纤维15、偶联剂1.5、抗氧剂0.5、润滑剂1％；

所述的聚酯为聚对苯二甲酸丙二醇酯；所述的成核剂为Surlyn树脂；所述导电填料一般由天然鳞片石墨粉、人造石墨粉、膨胀石墨、炭黑或导电金属粉中的一种或几种；所述的碳纤维等级为T700，拉伸强度5200MPa；所述的偶联剂为硅烷偶联剂；所述的抗氧剂为抗氧剂1010；所述的润滑剂为石蜡和聚丙烯蜡按质量比为1∶1组成的混合物。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的一种碳纤导电增强PET/聚酯合金，其特征在于，聚酯合金优选以下组分及重量份含量的原料制备得到：

PET61.2、聚酯15.3、成核剂3、导电填料2.5、碳纤维15、偶联剂1.5、抗氧剂0.5、润滑剂1％；

所述的聚酯为聚对苯二甲酸丁二醇酯；所述的成核剂为Surlyn树脂；所述导电填料选自天然鳞片石墨粉、人造石墨粉、膨胀石墨、炭黑或导电金属粉中的一种或几种；所述的碳纤维等级为T700，拉伸强度5200MPa；所述的偶联剂为硅烷偶联剂；所述的抗氧剂为抗氧剂1010；所述的润滑剂为石蜡和聚丙烯蜡按质量比为1∶1组成的混合物。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的一种碳纤导电增强PET/聚酯合金，其特征在于，聚酯合金优选以下组分及重量份含量的原料制备得到：

PET65.6、聚酯7.4、成核剂2、导电填料1.5、碳纤维20、偶联剂2、抗氧剂0.5、润滑剂1；

所述的聚酯为聚对苯二甲酸丁二醇酯；所述的成核剂为Surlyn树脂；所述导电填料选自天然鳞片石墨粉、人造石墨粉、膨胀石墨、炭黑或导电金属粉中的一种或几种；所述的碳纤维等级为T700，拉伸强度5200MPa；所述的偶联剂为硅烷偶联剂；所述的抗氧剂为抗氧剂1010；所述的润滑剂为聚乙烯蜡和聚丙烯蜡按质量比为1∶1组成的混合物。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的碳纤导电增强PET/聚酯合金的制备方法，其特征在于，该方法采用以下步骤：

(1)将PET、聚酯、成核剂、导电填料、偶联剂、抗氧剂和润滑剂放入高混机中混合3-5min，然后由双螺杆挤出机第一段筒体加入；

(2)将碳纤维由双螺杆挤出机第四段筒体加入；

(3)控制双螺杆挤出机的转速为1050-1200rpm，温度为240-250℃进行挤出造粒，制备得到导电碳纤增强PET/聚酯合金。