[发明专利]具有优异的导电性、耐磨性以及高耐热性的热塑性树脂组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有导电性、耐磨性和高耐热性的物理性质的优异平衡的热塑性树脂组合物。更具体地，本发明涉及一种具有改善的导电性、耐磨性和高耐热性并且包含聚苯硫醚树脂、石墨、氟化聚烯烃树脂、晶须和碳纳米管的热塑性树脂组合物。

背景技术

热塑性树脂是当被加热时表现出可塑性而被冷却时又变成固体(固化的)的树脂。通常将热塑性树脂归类为“普通塑料”如聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、丙烯酸树脂、苯乙烯树脂和乙烯基树脂和“工程塑料”如聚碳酸酯树脂、聚苯醚树脂、聚酰胺树脂、聚酯树脂和聚酰亚胺树脂。

热塑性树脂具有优异的加工性和成型性，使得它们已被广泛用于日常生活中的各种制品、办公自动化机械以及电气和电子产品。此外，人们已根据目标最终产品的类型和特性做了许多尝试从而为热塑性树脂赋予特殊性质以增加其价值。当热塑性树脂用于树脂产品之间的或树脂产品与其他材料之间的表面摩擦较强的技术领域时，该热塑性树脂应具有导电性和耐磨性，以防止产生电荷并防止由于树脂的磨耗所造成的产品损坏或污染。为了使热塑性树脂具有导电性，使用导电性填料，如炭黑、石墨、碳纤维、金属粉末、涂覆有金属或金属纤维的无机粉末，并且为了增加热塑性树脂的耐磨性，向该热塑性树脂中加入晶须(whisker)或其他材料。

每一种上述添加剂仅可有效地改善热塑性树脂的一种物理性质，但是在使热塑性树脂的导电性、耐磨性和耐热性全部增加方面具有局限性。

为了解决这个问题，本发明的发明人已通过按特定的百分比将石墨、氟化聚烯烃树脂、晶须和碳纳米管全部混合加入到聚苯硫醚树脂中而开发出一种具有改善的导电性、耐磨性和耐热性的新型热塑性树脂组合物。本发明的热塑性树脂组合物可以用于各种类型的塑料产品的制造，如精密机器零件、电气产品和电子产品的部件、汽车精密零件、线缆等。此外，本发明的热塑性树脂组合物还能够用于打印机轴套。

发明内容

技术问题

本发明的一个方面提供了一种具有改善的导电性、耐磨性和高耐热性的热塑性树脂组合物。

本发明的另一方面提供了一种具有良好的导电性、耐磨性和高耐热性的热塑性树脂组合物，从而使得它可以用于制造各种类型的塑料产品，如精密机器零件、电气产品和电子产品的部件、汽车精密零件、线缆等。

本发明的又一个方面提供了一种使用该热塑性树脂组合物的打印机轴套。

根据以下的公开内容及所附权利要求，将会了解本发明的其他方面、特征和优点。

技术方案

本发明的一个方面是一种具有良好的导电性、耐磨性和高耐热性的热塑性树脂组合物。该组合物包含聚苯硫醚树脂、石墨、氟化聚烯烃树脂、晶须和碳纳米管。在示例性实施方式中，该组合物包含(A)以重量计约50％至约90％的聚苯硫醚树脂、(B)以重量计约5％至约30％的石墨、(C)以重量计约5％至约30％的氟化聚烯烃树脂、(D)以重量计约1％至约10％的晶须、以及(E)以重量计约0.01％至约10％的碳纳米管。

聚苯硫醚树脂(A)的平均分子量可以为约3,000至约50,000g/mol。

石墨(B)的粒径为约0.5至约300μm。在一种示例性实施方式中，可以用碱土金属化合物、硅烷偶联剂、钛偶联剂或含铝的偶联剂对石墨(B)进行表面处理。

氟化聚烯烃树脂(C)的粒径为约3μm至约50μm且比重为约1.2～2.3g/cm³。

晶须(D)的平均直径为约0.15～10μm且平均长度为约2～100μm。在示例性实施方式中，晶须可以是选自由氧化锌晶须、碳酸钙晶须、二氧化钛晶须、二氧化硅晶须、碳化硅晶须、硼酸铝晶须、硼酸镁晶须、钛酸钾晶须、氮化硅晶须、碳化硅晶须和氧化铝晶须组成的组中的一种或多种。在一种示例性实施方式中，晶须(D)含有碳酸钙(CaCO₃)晶须。在另一种示例性实施方式中，晶须(D)可以涂覆有导电材料，该导电材料选自由银、铜、铝、铁、钯、氧化锡、氧化铟、碳化硅、碳化锆、碳化钛、石墨及它们的混合物组成的组。

碳纳米管(E)可以包括单壁碳纳米管、双壁碳纳米管、多壁碳纳米管或它们的混合物。在一种示例性实施方式中，碳纳米管(E)的平均直径为约0.5至约100nm且平均长度为约0.01至约100μm。

该树脂组合物中也可以包含添加剂，该添加剂选自由阻燃剂、抗菌剂、脱模剂、热稳定剂、抗氧化剂、光稳定剂、相容剂、染料、颜料、偶联剂、装填材料(charging material)(填料)、增塑剂、抗冲击改性剂、润滑剂、抗静电剂和它们的混合物组成的组。