CN104387756A - 一种导电聚苯醚/聚酰胺组合物及其制备方法和应用 - Google Patents

一种导电聚苯醚/聚酰胺组合物及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种导电聚苯醚/聚酰胺组合物及制备方法，所述导电聚苯醚/聚酰胺组合物按重量份数计包括25-35份聚苯醚，40–55份聚酰胺，4-7份增容剂，7–10份增韧剂，1–5份导电炭黑、3-9份碳纤维和0–2份的偶联剂。其制备方法即首先将导电炭黑或经偶联剂处理过的导电炭黑、聚苯醚、聚酰胺、增容剂、增韧剂放入高混机中混合，然后由双螺杆挤出机第一段筒体加料口加入，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240-275℃进行挤出，即得具有力学强度高、生产工艺简单、产品外观好，具有良好导电能力的导电聚苯醚/聚酰胺组合物。

Description

一种导电聚苯醚/聚酰胺组合物及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种导电聚苯醚/聚酰胺组合物及其制备方法和应用，属于高分子材料领域。 
背景技术
相对于金属材料而言，高分子材料质量相对较轻，不易被腐蚀，价格低廉，且加工容易，生产能耗低，污染小等特点，使其在目前的实际应用中越来越广泛，在某些领域已经取代金属材料。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，未经改性材料不但力学性能、热性能差，所以通常加入某些助剂来改善其力学性能；在实际应用中需要材料具有某种特性利于实际加工应用，例如使材料具有一定的导电性，可以使材料在没有导电底漆情况下就可以直接的在线喷涂，工艺简单，降低成本，节能环保。 
聚苯醚（简称PPO）具有良好的机械性能以及极佳的耐热性（Tg=210℃，在120℃可长期使用）和耐低温性；优良的尺寸稳定性和较好的化学稳定性；良好的阻燃性，高刚性，高热变形温度（190℃）；低吸水率和低线膨胀系数。但其也有较大的缺点，例如，溶体粘度高，流动性差，加工成型困难等。而聚酰胺（简称PA）具有机械强度高，加工容易等优点和材料尺寸稳定性差，吸水率高等缺点。因此与聚苯醚有着很好的优势互补性，这使得聚苯醚/聚酰胺组合物成为综合性能优异的高分子材料，在机械，汽车，电气电子及家电等领域有着广泛的应用。但是，聚苯醚是非结晶和非极性的，而聚酰胺是结晶性和极性的树脂，两者是完全不相容的两相体系，并且未经改性的高分子组合物其耐冲击性较差，因而聚苯醚/聚酰胺组合物需要增容增韧来改善其性能。 
Silvi等人的美国专利US 6，171，523概括地描述了一种制备导电聚苯醚-聚酰胺组合物的方法，该方法包括在始步骤中熔融共混聚苯醚、不饱和冲击改性聚合物和官能化化合物，还视具体情况可混合部分的聚酰胺，接着与剩余的聚酰胺和具有低挥发物含量的导电炭黑熔融共混。 
中国专利文献CN1420911A公开了一种导电聚苯醚-聚酰胺组合物及其制备方法，所述的复合材料按重量份数计依次为：聚苯醚10-50份、聚酰胺35-65份、碳原纤0.4-3份、滑石5-40份、最高可达10份的增容剂以及最高可达20份的抗冲改性剂等。 
但是，上述的导电聚苯醚/聚酰胺组合物及其制备方法还存在材料成本高、机械性能不足、生产工艺复杂等技术问题。 
发明内容
本发明的目的之一是为了解决上述的导电聚苯醚-聚酰胺组合物的材料成本高、机械性能不足、生产工艺复杂等技术问题而提供一种导电聚苯醚/聚酰胺组合物。 
本发明的另一个目的是提供上述导电聚苯醚/聚酰胺组合物的制备方法。 
本发明的目的之三在于提供包含有上述导电聚苯醚/聚酰胺组合物的制品和粒料。 
本发明的技术方案 
一种导电聚苯醚/聚酰胺组合物，包含如下重量份数的组分：
聚苯醚                25份 - 35份
聚酰胺                40份 - 55份
增容剂                4份 - 7份
增韧剂                7份 - 10份
导电炭黑              1份 - 5份
碳纤维                3份 - 9份
偶联剂                0份 - 2份。
进一步，所述导电炭黑的重量份数为2.6份 - 5.0份，所述碳纤维的重量份数为4.5份 - 8.8份。 
组合物组分的配比不同，其性能也就不同，本发明的提供的含有导电炭黑和碳纤维的导电聚苯醚/聚酰胺组合物所含导电炭黑与碳纤维在一定配比下的总体用量较小，但机械和电学性能却可以保持在较为优异的范围内；具有较低的原料成本且生产工艺相对简单，利于产业应用。 
进一步，所述聚苯醚的重量份数为26.1份 - 31.1份，所述聚酰胺的重量份数为42.2份 - 50.3份。 
进一步，所述增容剂的重量份数为4.5份 - 5.3份，所述增韧剂的重量份数为7.6份 - 8.7份。 
进一步，所述聚苯醚和聚酰胺的重量比为30：50。在这个配比下，本发明提供的所述导电聚苯醚/聚酰胺组合物具有较佳的综合机械性能和导电性能。 
优选地，所述导电聚苯醚/聚酰胺组合物的比容电阻不超过104 kΩ.cm。具备这样导电性能的导电聚苯醚/聚酰胺组合物可以用于静电喷涂。 
优选地，所述导电聚苯醚/聚酰胺组合物的缺口冲击强度不低于9 KJ/m2。具备机械性能的导电聚苯醚/聚酰胺组合物可以用于制造汽车外部件。 
进一步，所述的增容剂为聚苯醚接枝马来酸酐，接枝率为0.8-1.5。 
进一步，所述的聚酰胺为聚己内酰胺、聚十二酰胺、聚己二酰己二胺和聚癸二酸癸二胺中的任意一种或者多种的组合；优选地，为聚己内酰胺或者聚己二酰己二胺；更优选地，为聚己内酰胺。 
进一步，所述的增韧剂为SEBS和SEBS-g-MAH复配而成。SEBS具有很好的增韧作用，通过分析发现，SEBS主要分布于聚苯醚（PPO）中，在聚酰胺（PA）中几乎没有，而SEBS-g-MAH中酸酐可以与聚酰胺（PA）上的端氨基反应，生成化学键，起到了反应性增容基本的作用，同时材料具有增韧作用，通过实际应用发现复配使用比两者单独使用具有更好的增韧作用，可以明显提高本发明组合物的缺口冲击强度，增强本发明组合物的机械性能。优选的SEBS和SEBS-g-MAH的质量配比为1：3-3：1，更优选地为3：1。 
进一步，所述SEBS-g-MAH的接枝率为1.0-1.7。 
进一步，所述导电炭黑的比表面积为70-770m2/g，更优选地是比表面积为70m2/g的导电炭黑和比表面积为770m2/g的导电炭黑按照重量比为2：1的复配而获得的导电炭黑。 
进一步，本发明所提供的导电聚苯醚/聚酰胺组合物中可以不包含偶联剂也可以包含偶联剂，所述的偶联剂，优选硅烷偶联剂，优选重量份数为0.4-0.6份。 
本发明的导电聚苯醚/聚酰胺组合物的制备方法： 
当不含有偶联剂时，其制备过程具体包括以下步骤：
（1）、将导电炭黑与聚苯醚、聚酰胺、增容剂、增韧剂混合，得到混合料；
（2）、将步骤（1）所得的混合料由双螺杆挤出机第一段筒体加入，将碳纤维由双螺杆挤出机第四段筒体加入，控制双螺杆挤出机的转速为1050-1200rpm，温度为240-250℃进行挤出，得到所述导电聚苯醚/聚酰胺组合物。
当含有偶联剂时，其制备过程具体包括以下步骤： 
（1）、将导电炭黑和用乙醇与水稀释的偶联剂进行混合，混合物在80-100℃下干燥处理，得到经偶联剂处理过的导电炭黑；
所述用乙醇和水稀释的偶联剂中，偶联剂：乙醇：水的质量比为20:72:8；
（2）、将步骤（1）所得的经偶联剂处理过的导电炭黑与聚苯醚、聚酰胺、增容剂、增韧剂混合，得到混合料；
（3）、将步骤（2）所得的混合料由双螺杆挤出机第一段筒体加入，将碳纤维由双螺杆挤出机第四段筒体加入，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，得到所述导电聚苯醚/聚酰胺组合物。
本发明另外还提供一种包含上述导电聚苯醚/聚酰胺组合物的制品，由于其具有良好的导电性能和机械强度，可用于制备可直接进行静电喷涂的各类塑料制品零件等。 
本发明另外还提供一种包含上述导电聚苯醚/聚酰胺组合物的粒料，作为该组合物的一种实际产品形态。 
本发明所提供的导电聚苯醚/聚酰胺组合物，还可以在实际应用中根据需要还可以进一步添加其他助剂，例如：抗氧剂、润滑剂、阻燃剂、热稳定剂、紫外线吸收剂等，在保持良好机械性能和导电性能的同时，满足不同场合的特殊需要。 
本发明的有益效果 
本发明提供了一种导电聚苯醚/聚酰胺组合物，由于优化了聚苯醚/聚酰胺的配比，得到了综合性能优异的高分子组合物材料；且制备过程中采用的聚苯醚接枝马来酸酐具有增容作用，因此改善了高分子组合物中聚苯醚与聚酰胺两相的相容性能，从而改善了含碳纤维的导电聚苯醚/聚酰胺组合物的加工性，并提高了导电聚苯醚/聚酰胺组合物的力学性能等。
进一步，本发明的导电聚苯醚/聚酰胺组合物，由于制备过程中采用了SEBS和SEBS-g-MAH的复配作为增韧剂，改善了组合物韧性，从而改善了含碳纤维的导电聚苯醚/聚酰胺组合物的加工性，并提高了含碳纤维的导电聚苯醚/聚酰胺组合物的抗冲击性等。 
    进一步，本发明的一种导电聚苯醚/聚酰胺组合物，由于制备过程中采用了碳纤维，不但可以大幅提升导电聚苯醚/聚酰胺组合物的力学性能，还能起到增强含碳纤维的导电聚苯醚/聚酰胺组合物的导电效果。 
进一步，本发明的一种导电聚苯醚/聚酰胺组合物，由于制备过程中采用了硅烷偶联剂，不但提高了导电填料与聚苯醚的亲和力，还改善了碳纤维在聚苯醚基体间的分散性及界面作用力，从而优化了含碳纤维的导电聚苯醚/聚酰胺组合物的力学性能和导电性能。 
综上所述，本发明的一种导电聚苯醚/聚酰胺组合物，具有良好的机械性能和导电性能，其生产工艺简单，可以在某些场合取代昂贵的特种工程塑料及金属材料，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。 
可用于本发明的聚苯醚（PPO，PPE）包括所有已知的聚苯醚。优选的，包括聚(2，6- 二甲基-1，4- 亚苯基醚)，以及2，6- 二甲苯酚和2，3，6- 三甲基苯酚的共聚物树脂，更优选地为聚(2，6- 二甲基-1，4- 亚苯基醚)。在期望高耐热性以适应例如涂料固化烘箱的组合物中，玻璃化转变温度(Tg) 高于该烘箱温度的聚苯醚是合意的。特性粘度通常是约0.20 - 0.60 dl/g，在25℃氯仿中测定。基于相似的原则，聚苯醚的其他变型也是可用的。 
可用于本发明的的聚酰胺（PA，也称为“尼龙”）其特征通常在于存在酰胺基团(-C(O)NH-)。常用的聚酰胺是尼龙-6 （也称：PA6，聚己内酰胺）和尼龙6，6（也称：PA66，聚己二酰己二胺），从多种商业来源可购得。然而，其他聚酰胺也可以，如尼龙-4，6 ；尼龙-4 ；尼龙-12 ；尼龙-6，12 ；尼龙-6，10 ；尼龙-6，9 ；尼龙6/6T ；尼龙6，6/6T ；尼龙9T ；以及非晶尼龙。各种聚酰胺的混合物、以及各种聚酰胺共聚物也是可用的。聚酰胺还可以是一种或多种称作“增韧尼龙”的那些( 参见美国专利4,997,612)，其一般通过将一种或多种聚酰胺与一种或多种聚合物或共聚物弹性体增韧剂共混制得。 
可用于本发明的聚酰胺优选的为聚己内酰胺（PA6）或者聚己二酰己二胺（PA66）；更优选地，为聚己内酰胺（PA6）。聚酰胺可以通过许多已知方法得到，如美国专利6,469,093 以及其中提及的专利中所述的那样。聚苯醚与聚酰胺的重量比可以相当大地改变，例如：约34：46-约20∶60的比例，优选地为约30:50的比例。优选地聚苯醚的重量份数为25份 - 35份，聚酰胺的重量份数为40份 - 55份；更优选地聚苯醚的重量份数为26.1份 - 31.1份，聚酰胺的重量份数为42.2份 - 50.3份。 
各种增容剂均可以用于所述导电聚苯醚/聚酰胺组合物中。非限制性的实例包括液体二烯聚合物、环氧化合物、氧化的聚烯烃蜡、醌类、有机硅烷化合物、多官能化合物、多元羧酸以及包含前述增容剂中至少一种的组合。 
官能化的聚苯醚也可以用作增容剂，例如，通过使一种或多种上述增容剂与聚苯醚自身反应所形成的那些。增容剂的一些具体实例如下：柠檬酸、马来酸酐、富马酸、苹果酸、偏苯三酸酐酰氯、以及前述物质的各种衍生物。优选地为聚苯醚接枝马来酸酐（PPO-g-MAH，例如接枝率为1.2），所用增容剂的具体用量将取决于所选的具体试剂以及其所要加入的特定聚合物体系。所用增容剂的重量份数优选地为4份 - 7份，更优选地为4.5份 - 5.3份。 
合适的增韧剂包括天然和合成弹性聚合物，包括这样一些单体的聚合产物，诸如烯烃(例如乙烯、丙烯、1-丁烯和4-曱基-1-戌晞)、链烯基芳族单体(例如苯乙烯和ос-曱基苯乙烯)、共轭二烯(例如丁二烯、异戌二烯和氯丁二烯)和乙烯基敌酸和它们的衍生物(例如乙酸乙烯酯、丙烯酸、烷基丙烯酸、丙烯酸烷基酯诸如丙烯酸曱酯、曱基 丙烯酸烷基酯诸如甲基丙烯酸甲酯和丙烯腈)等单体的聚合产物，所述聚合产物包括均聚物和无规、嵌段、径向嵌段、接枝和核-壳共聚物，以及其混合物。特别有用的增韧性剂包括链烯基芳族化合物和共扼二烯化合物的 A-B(二嵌段)和A-B-A(三嵌段)共聚物，也合适的是核-壳型接枝共聚物和离子键树脂。一个比较优选的实施例是苯乙烯嵌段共聚物（以下简称SEBS）、苯乙烯嵌段共聚物接枝马来酸酐（以下简称SEBS-g-MAH）或两者的复配。优选地，所述的增韧剂为SEBS和SEBS-g-MAH（例如：接枝率为1.0-1.7）复配而成；更优选地，SEBS和SEBS-g-MAH的质量配比为1：3-3：1。所用增韧剂的重量份数优选地为7份 - 10份，更优选地为7.6份 - 8.7份。 
本发明所述的导电炭黑可以是具有不同比表面积的导电炭黑的复配，优选的比表面积的范围是70m2/g-770m2/g；更优选地是比表面积为70m2/g的导电炭黑和比表面积为770m2/g的导电炭黑按照重量比为2：1的复配。 
本发明所述的碳纤维拉伸强度可以是2000到7000MPa，拉伸模量为200到700GPa；优选地所述碳纤维的拉伸强度为5400Mpa。 
本发明导电聚苯醚/聚酰胺组合物中导电炭黑和碳纤维的重量份数范围优选的是导电炭黑为2.6份 - 5.0份，碳纤维为4.5份 - 8.8份；在这一比例范围内，所得到的导电聚苯醚/聚酰胺组合物比容电阻可以不超过104 kΩ.cm，具备这样导电性能的导电聚苯醚/聚酰胺组合物可以用于静电喷涂；所得到的导电聚苯醚/聚酰胺组合物缺口冲击强度不低于9 KJ/m2，具备该机械性能的导电聚苯醚/聚酰胺组合物可以用于制造汽车外部件。 
进一步地，本发明的导电聚苯醚/聚酰胺组合物还可以包含偶联剂，优选地为硅烷偶联剂，如：KH-550（3-氨基丙基三乙氧基硅烷），KH-560（γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷），KH-570（γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷），KH-580（γ-巯丙基三乙氧基硅烷），KH-590（γ-巯丙基三甲氧基硅烷），Si-902（γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷）或KH-792（N-β-（氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷）等。利用硅烷偶联剂的甲基硅氧端基水解生成的硅羟基与碳纤表面的羟基官能团进行键接，可以增强复合材料的拉伸强度等，实际使用中可以根据需要添加。所述偶联剂的重量份数通常为0.4份 - 2份，优选地为0.4份 - 0.6份。 
本发明中的导电聚苯醚/聚酰胺组合物在实际应用中根据需要还可以进一步包括其他助剂，例如：抗氧剂、润滑剂、阻燃剂、热稳定剂、紫外线吸收剂中的一种或两种以上组成的混合物。 
其中抗氧剂可以是四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三甘醇双-3-(3- 叔丁基-4- 羟基-5- 甲基苯基) 丙烯晴和三（2，4-二叔丁基）亚磷酸苯酯中至少一种，优选地可以是四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三（2，4-二叔丁基）亚磷酸苯酯按质量比1：1复配而成。 
润滑剂可以是季戊四醇硬酸酯； 
阻燃剂可以是芳族磷酸酯类；
热稳定剂可以是亚铜盐类；
紫外光吸收剂可以是羟基苯基并***类。
可添加在本发明所提供的导电组合物中的助剂并不局限于上述助剂，本领域技术人员可根据本领域中的常规知识，根据需要添加相应助剂以使本发明的导电聚苯醚/聚酰胺组合物获得其他所需的性能。 
根据本领域中的公知常识和常规方法，本发明的导电聚苯醚/聚酰胺组合物可以做成粒料，并可通过使用以往公知的各种方法（例如注塑）来模制为各种模制的制品。 
适于制作的制品包括：IC托盘材料；电和电子部件例如各种盘播放器等的底盘、盒；各种电脑、其配套设备等的0A部分和机械部分；还有外装部件例如摩托车的安全帽、汽车的挡泥板、门板、前面板、后面板、橱柜板（lockerpanels)、后档板、后门装饰、标志装饰、燃料注入口板、车底挡板、门外把手、门镜壳（door mirror housings)、阀盖进气口（bonnet air intakes)、缓冲器、缓冲保护器、车顶行李架、车顶行李架柱、支柱、支柱罩（pillar covers)、车轮罩、以扰流板等为代表的各种外观套件（aero parts)、各种模 制品（molding)和标志；以仪表板、控制台盒、门窗贴脸（trims)等为代表的内装部件。这些当中，本发明所提供的组合物较为适用于制作汽车的外装部件。 
本发明各实施例中用于测定拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、冲击强度、热变形温度(1.82MPa)及比容电阻等性能参数的仪器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；
高阻仪：ZC-90F型，上海迪一仪表有限公司。
双螺杆挤出机： SHJ-36型，南京诚盟化工机械有限公司。 
本发明各实施例中所得的导电聚苯醚/聚酰胺组合物的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、冲击强度、热变形温度(1.82MPa)及比容电阻等性能参数的相应单位和测试方法如表1： 
表1 
其中，比容电阻的测定步骤如下： 
使用注塑机，将所述导电聚苯醚/聚酰胺组合物按照ISO标准方法进行制样，用钢锯或剃刀在所得的拉伸条(ISO 527-1-1996)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，利用拉伸条的尺寸按下式计算导电聚苯醚/聚酰胺组合物的比容电阻： 
导电聚苯醚/聚酰胺组合物的比容电阻(SPV)＝测量电阻×宽度×厚度÷长度。 
对比实施例1
考察增韧剂分别采用单独的SEBS,单独的SEBS-g-MAH和SEBS:SEBS-g-MAH复配时对聚苯醚/聚酰胺组合物机械性能的影响
一种聚苯醚/聚酰胺组合物，按重量份数计，由33.3份聚苯醚（PPO），53.7份PA66，5.5份增容剂以及7.5份增韧剂组成。
其中所用原料的来源如下： 
聚苯醚（PPO）为蓝星化工生产的LXR045，其特性粘度为0.45dl/g；
PA66为河南平顶山神马公司的FYR2.7，粘度为2.7 Pa.S；
增容剂为聚苯醚接枝马来酸酐，是南通日之升高分子新材料科技有限公司的PPO-g-MAH，其接枝率为1.2；
增韧剂SEBS为Kraton公司的G1651；
增韧剂SEBS-g-MAH为Kraton公司的FG1901，其接枝率为1.0-1.7；
上述聚苯醚/聚酰胺组合物的制备方法如下：
（1）将PPO、PA66、增容剂、增韧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）、控制双螺杆挤出机的转速为1050-1200rpm，温度为240-250℃进行挤出，即得聚苯醚/聚酰胺组合物。
增韧剂分别采用单独的SEBS,单独的SEBS-g-MAH和SEBS:SEBS-g-MAH的重量比分别为1:3、1:1、3:1复配而成时，所得的聚苯醚/聚酰胺组合物的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、缺口冲击强度、热变形温度及比容电阻等性能参数经检测，结果见表2。 
表2 
表2中的结果表明，当增韧剂采用SEBS和SEBS-g-MAH的复配时(SEBS:SEBS-g-MAH＝1：3-3：1)，聚苯醚/聚酰胺组合物的冲击性能较单独地 使用SEBS或SEBS-g-MAH意想不到地得到明显提高。特别是当增韧剂采用SEBS:SEBS-g-MAH＝3：1的复配时，聚苯醚/聚酰胺组合物的缺口冲击性能更佳。 
对比实施例2-8
     一种含导电炭黑、不含碳纤维导电聚苯醚/聚酰胺组合物，按重量份数计，其原料组成见表3：
表3
其中所用材料的具体内容和来源如下：
增韧剂为SEBS:SEBS-g-MAH按重量比3：1的复配，材料来源同对比实施例1；
所用的导电炭黑为特密高公司的ENSACO 260G（比表面积为70m2/g）以及特密高公司的ENSACO 350G（比表面积为770m2/g）的复配，复配比为2:1；
所用偶联剂为硅烷偶联剂，为南京千鹏化工有限公司的KH-560；
其他各成分的选用情况同对比实施例1，性能参数测定的仪器和方法同对比实施例1。
上述对比实施例2-8中导电聚苯醚/聚酰胺组合物的制备方法，步骤如下： 
（1）、将导电炭黑放入高混机中，然后缓慢加入经乙醇与水稀释偶联剂，3-5min后取出放入烘箱中，在80-100℃下干燥处理10分钟，得到经偶联剂处理过的导电炭黑；
（2）将（1）中经偶联剂处理过的导电炭黑、PPO、PA66、增容剂、增韧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；
（3）、控制双螺杆挤出机的转速为1050-1200rpm，温度为240-250℃进行挤出，即得所述的导电聚苯醚/聚酰胺组合物。
其中稀释的偶联剂中偶联剂：乙醇：水的比例为20:72:8。 
对比实施例2-8对应所得的导电聚苯醚/聚酰胺组合物的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、缺口冲击强度、热变形温度及比容电阻等性能参数经检测，结果见表3，从表3中可以看出，通过对比实施例2-6比较发现在聚苯醚：聚酰胺的重量比在大致30：50左右的情况下，随着导电炭黑的增加，聚苯醚/聚酰胺组合物的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、热变形温度略有增加，但是其缺口冲击强度降低。 
将对比实施例7和对比实施例2-6比较发现当聚苯醚：聚酰胺的重量比进一步减小到大致约20：60左右时，所得聚苯醚/聚酰胺组合物的缺口冲击性能较聚苯醚：聚酰胺的重量比在大致30：50左右的同等聚苯醚/聚酰胺组合物（对比实施例4-5）要好，但是相应的导电性能（比容电阻）却比实施例4-5要差一到两个数量级，表现出较差的导电性能。 
将对比实施例8和对比实施例2-6比较发现当聚苯醚：聚酰胺的重量比在30：50左右的基础上进一步提高聚苯醚的含量到46：34时，所得的聚苯醚/聚酰胺组合物较聚苯醚：聚酰胺的重量比在大致30：50左右的同等聚苯醚/聚酰胺组合物（对比实施例2-3）尽管在导电性能上有了显著提升，但是其缺口冲击性能显著降低，严重影响了组合物的应用。 
由此，聚苯醚：聚酰胺的重量比在大致30：50左右的聚苯醚/聚酰胺组合物的综合性能更加优异。 
对比实施例9-13
一种含碳纤维、不含导电炭黑导电聚苯醚/聚酰胺组合物，按重量份数计，其原料组成见表4：
表4
其中所用材料的具体内容和来源如下：
增韧剂为SEBS:SEBS-g-MAH按重量比3：1的复配，材料来源同对比实施例1；
所用的碳纤维拉伸强度为5200MPa，等级为T700等级；
所用偶联剂为硅烷偶联剂，为南京千鹏化工有限公司的KH-560；
其他各成分的选用情况同对比实施例1，性能参数测定的仪器和方法同对比实施例1。
上述对比实施例9-13所述导电聚苯醚/聚酰胺组合物的制备方法如下： 
（1）、将偶联剂、PPO、PA66、增容剂、增韧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，即得所述的导电聚苯醚/聚酰胺组合物。
对比实施例9-13对应所得的导电聚苯醚/聚酰胺组合物的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、缺口冲击强度、热变形温度及比容电阻等性能参数经检测，结果见表4，从表3和表4进行对比可以看出，随聚苯醚/聚酰胺组合物中添加碳纤维的含量升高所得聚苯醚/聚酰胺组合物的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、缺口冲击强度及热变形温度也随之提高，由此表明碳纤维含量与聚苯醚/聚酰胺组合物的力学性能呈正相关趋势。 
实施例1-8
一种导电聚苯醚/聚酰胺组合物，按重量份数计，其原料组成见表5： 
表5
其中所用材料的具体内容和来源如下：
增韧剂为SEBS:SEBS-g-MAH按重量比3：1的复配，材料来源同对比实施例1；
所用的导电炭黑为特密高公司的ENSACO 260G（比表面积为70m2/g）以及特密高公司的ENSACO 350G（比表面积为770m2/g）的复配，复配比为2:1；
所用的碳纤维拉伸强度为5200MPa，等级为T700等级；
所用偶联剂为硅烷偶联剂，为南京千鹏化工有限公司的KH-560；
其他各成分的选用情况同对比实施例1，性能参数测定的仪器和方法同对比实施例1。
上述实施例1的导电聚苯醚/聚酰胺组合物的制备方法如下： 
(1)、将导电炭黑、PPO、PA66、增容剂、增韧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，得导电聚苯醚/聚酰胺组合物。 
上述实施例2-8所述导电聚苯醚/聚酰胺组合物的制备方法，具体步骤如下： 
（1）、将导电炭黑放入高混机中，然后缓慢加入经乙醇与水稀释的偶联剂，3-5min后取出放入烘箱中，在80-100℃下干燥处理10分钟，得到经偶联剂处理过的导电炭黑；
其中经乙醇与水稀释的偶联剂中偶联剂：乙醇：水的质量比为20:72:8；
（2）将（1）中所得经偶联剂处理过的导电炭黑、PPO、PA66、增容剂、增韧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；
（3）、将碳纤维由双螺杆挤出机第四段筒体加入；
（4）、控制双螺杆挤出机的转速为1050-1200rpm，温度为240-250℃进行挤出，得导电聚苯醚/聚酰胺组合物。
通过对比实施例2-6之间的比较发现，在不含碳纤维的情况下，随着导电炭黑含量的增加，导电聚苯醚/聚酰胺组合物的比容电阻减小。在导电炭黑含量为5.1份-6.1份之间时，导电聚苯醚/聚酰胺组合物的比容电阻有一个突变，急遽减小，这个现象符合“渗流理论”，说明导电填料即导电炭黑添加量的渗流值在5.1份 - 6.1份之间。 
通过对比实施例9-13之间的比较发现，在不含导电炭黑的情况下，随着碳纤维含量的增加，导电聚苯醚/聚酰胺组合物的比容电阻下降，但是由于长碳纤含量不易调节，所以导电聚苯醚/聚酰胺组合物的比容电阻只能是某些特定数值。 
通过对实施例1-6与对比实施例2-6以及对比实施例9-13比较发现，随着碳纤维与导电炭黑复配使用，即便是在两者添加量都比较低的情况下，导电聚苯醚/聚酰胺组合物的力学性能、热性能都较好，而且比容电阻也低，与单独使用导电炭黑时相比，导电炭黑添加量明显降低。尤其是在实施例5中（3.5份导电炭黑、8.7份碳纤维），所得的导电聚苯醚/聚酰胺组合物的比容电阻低于104 kΩ.cm，缺口冲击强度高于9 KJ/m2，同时具较高的热变形温度，非常适合用于制造采用静电喷涂的汽车外部件。但是当碳纤维的含量增加到12.1份时（实施例7-8），导电聚苯醚/聚酰胺组合物的综合性能并没有进一步地得到显著地提高。 
正如本发明实施例1所示的那样，本发明不添加偶联剂并不会对本发明的导电组合物的性能造成极大的影响。根据偶联剂的作用机理，添加一定量的偶联剂可以在一定程度上增强复合材料的拉伸强度等机械性能，但在本发明的实际使用中也并不是必需的。 
实施例9-10
一种导电聚苯醚/聚酰胺组合物，按重量份数计，其原料组成见表6： 
表6
其中所用材料的具体内容和来源如下：
所用的PA6为江苏瑞美福实业有限公司生产的MF-800，粘度为2.4Pa.S
增韧剂为SEBS:SEBS-g-MAH按重量比3：1的复配，材料来源同对比实施例1；
所用的导电炭黑为特密高公司的ENSACO 260G（比表面积为70m2/g）以及特密高公司的ENSACO 350G（比表面积为770m2/g）的复配，复配比为2:1；
所用的碳纤维拉伸强度为5200MPa，等级为T700等级；
所用偶联剂为硅烷偶联剂，为南京千鹏化工有限公司的KH-560；
其他各成分的选用情况同对比实施例1，性能参数测定的仪器和方法同对比实施例1。
上述实施例9的导电聚苯醚/聚酰胺组合物的制备方法，具体步骤如下： 
(1)、将导电炭黑、PPO、PA6、增容剂、增韧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，得所述的导电聚苯醚/聚酰胺组合物。 
上述实施例10的导电聚苯醚/聚酰胺组合物的制备方法，具体步骤如下： 
（1）、将导电炭黑放入高混机中，然后缓慢加入经乙醇与水稀释的偶联剂，3-5min后取出放入烘箱中，在80-100℃下干燥处理10分钟，得到经偶联剂处理过的导电炭黑；
其中经乙醇与水稀释的偶联剂中偶联剂：乙醇：水的质量比为20:72:8；
（2）、将（1）中经偶联剂处理过的导电炭黑、PPO、PA6、增容剂、增韧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；
（3）、将碳纤维由双螺杆挤出机第四段筒体加入；
（4）、控制双螺杆挤出机的转速为1050-1200rpm，温度为240-250℃进行挤出，即得导电聚苯醚/聚酰胺组合物。
通过对实施例9、10与实施例1、4比较发现，在其他组分相同的情况下，聚酰胺为PA6的导电聚苯醚/聚酰胺组合物的比容电阻显著低于聚酰胺为PA66的导电聚苯醚/聚酰胺组合物，缺口冲击强度也显著提高，表现出更加优异的导电性能和机械性能，更加适合产业应用。 
     综上所述，本发明的一种导电聚苯醚/聚酰胺组合物，不但具有机械性能好、比容电阻低，而且生产成本低、生产工艺简单等特点。本发明采用了合适的增容剂、增韧剂及偶联剂，改善了组合物的相容性，增强了导电聚苯醚/聚酰胺组合物的抗冲击性，增加了导电炭黑与聚苯醚树脂间的亲和力，改善了碳纤维在聚苯醚树脂基体间的分散性及界面作用力，从而优化了导电聚苯醚/聚酰胺组合物的加工性能、导电性能和机械性能，可以在某些场合取代金属材料或昂贵的特种材料，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 (18)

1.一种导电聚苯醚/聚酰胺组合物，其特征在于所述的导电聚苯醚/聚酰胺组合物包含如下重量份数的组分：
聚苯醚                25份 - 35份
聚酰胺                40份 - 55份
增容剂                4份 - 7份
增韧剂                7份 - 10份
导电炭黑              1份 - 5份
碳纤维                3份 - 9份
偶联剂                0份 - 2份。
2.如权利要求1所述的导电聚苯醚/聚酰胺组合物，其特征在于包含如下重量份数的组分：
聚苯醚                26.1份 - 31.1份
聚酰胺                42.2份 - 50.3份
增容剂                4.5份 - 5.3份
增韧剂                7.6份 - 8.7份
导电炭黑              2.6份 - 5.0份
碳纤维                4.5份 - 8.8份
偶联剂                0份或0.4份–0.6份。
3.如权利要求1或2所述的导电聚苯醚/聚酰胺组合物，其特征在于所述聚苯醚和聚酰胺的重量比为30：50。
4.如权利要求1或2所述的导电聚苯醚/聚酰胺组合物，其特征在于所述的聚酰胺为聚己内酰胺或聚己二酰己二胺。
5.如权利要求1或2所述的导电聚苯醚/聚酰胺组合物，其特征在于所述的增韧剂为SEBS和SEBS-g-MAH复配而成。
6.如权利要求5所述的导电聚苯醚/聚酰胺组合物，其特征在于所述SEBS和SEBS-g-MAH的质量配比为1：3-3：1。
7.如权利要求6所述的导电聚苯醚/聚酰胺组合物，其特征在于所述SEBS和SEBS-g-MAH的质量配比为3：1。
8.如权利要求6所述的导电聚苯醚/聚酰胺组合物，其特征在于所述SEBS-g-MAH的接枝率为1.0-1.7。
9.如权利要求1或2所述的导电聚苯醚/聚酰胺组合物，其特征在于所述导电炭黑的比表面积为70-770m2/g。
10.如权利要求9所述的导电聚苯醚/聚酰胺组合物，其特征在于所述导电炭黑为比表面积为70 m2/g的导电炭黑和比表面积为770m2/g的导电炭黑按照重量比为2：1的复配。
11.如权利要求2所述的导电聚苯醚/聚酰胺组合物，其特征在于所述偶联剂为硅烷偶联剂。
12.如权利要求2所述的导电聚苯醚/聚酰胺组合物，其特征在于包含如下重量份数的组分：
聚苯醚                28.5份
聚酰胺                45.9份
增容剂                4.8份
增韧剂                8.0份
导电炭黑              3.5份
碳纤维                8.7份
偶联剂                                  0.6份；
所述的聚酰胺为聚己二酰己二胺；
所述的聚苯醚为聚(2，6-二甲基-1，4-亚苯基醚)，其特性粘度为0.45 dl/g；
所述的增容剂为聚苯醚接枝马来酸酐,其接枝率为1.2；
所述的增韧剂为SEBS和SEBS-g-MAH复配而成，其质量配比为3：1，其中SEBS-g-MAH的接枝率为1.0-1.7；
所述的导电炭黑为比表面积为70 m2/g的导电炭黑和比表面积为770m2/g的导电炭黑按照重量比为2：1的复配；
所述的碳纤维的拉伸强度为5200MPa，碳纤维的等级为T700等级；
所述的偶联剂为硅烷偶联剂KH-560。
13.如权利要求2所述的导电聚苯醚/聚酰胺组合物，其特征在于包含如下重量份数的组分：
聚苯醚                29.1份
聚酰胺                46.9份
增容剂                5.0份
增韧剂                8.0份
导电炭黑              2.4份
碳纤维                8.1份
偶联剂                                 0.4份；
所述的聚酰胺为聚己内酰胺；
所述的聚苯醚为聚(2，6-二甲基-1，4-亚苯基醚)，其特性粘度为0.45 dl/g；
所述的增容剂为聚苯醚接枝马来酸酐,其接枝率为1.2；
所述的增韧剂为SEBS和SEBS-g-MAH复配而成，其质量配比为3：1，其中SEBS-g-MAH的接枝率为1.0-1.7；
所述的导电炭黑为比表面积为70 m2/g的导电炭黑和比表面积为770m2/g的导电炭黑按照重量比为2：1的复配；
所述的碳纤维的拉伸强度为5200MPa，碳纤维的等级为T700等级；
所述的偶联剂为硅烷偶联剂KH-560。
14.如权利要求1或2所述的导电聚苯醚/聚酰胺组合物的制备方法，其特征在于，当原料中不含有偶联剂时，其制备过程具体包括以下步骤：
（1）、将导电炭黑与聚苯醚、聚酰胺、增容剂、增韧剂混合，得到混合料；
（2）、将步骤（1）所得的混合料由双螺杆挤出机第一段筒体加入，将碳纤维由双螺杆挤出机第四段筒体加入，控制双螺杆挤出机的转速为1050-1200rpm，温度为240-250℃进行挤出，得到所述导电聚苯醚/聚酰胺组合物。
15.如权利要求1或2所述的导电聚苯醚/聚酰胺组合物的制备方法，其特征在于，当原料中含有偶联剂时，其制备过程具体包括以下步骤：
（1）、将导电炭黑和用乙醇与水稀释的偶联剂进行混合，混合物在80-100℃下干燥处理，得到经偶联剂处理过的导电炭黑；
（2）、将步骤（1）所得的经偶联剂处理过的导电炭黑与聚苯醚、聚酰胺、增容剂、增韧剂混合，得到混合料；
（3）、将步骤（2）所得的混合料由双螺杆挤出机第一段筒体加入，将碳纤维由双螺杆挤出机第四段筒体加入，控制双螺杆挤出机的转速为1050-1200rpm，温度为240-250℃进行挤出，得到所述导电聚苯醚/聚酰胺组合物。
16.如权利要求15所述的导电聚苯醚/聚酰胺组合物的制备方法，其特征在于步骤（1）中所述用乙醇和水稀释的偶联剂中，偶联剂：乙醇：水的质量比为20:72:8。
17.一种包含权利要求1、2、12、13任一所述的导电聚苯醚/聚酰胺组合物的制品。
18.一种包含权利要求1、2、12、13任一所述的导电聚苯醚/聚酰胺组合物的粒料。
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