[发明专利]一种聚碳酸酯/聚乙烯合金导电复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚碳酸酯/聚乙烯合金导电复合材料及其制备技术。

背景技术

导电塑料具有普通塑料的优点(质量轻、价格低、耐腐蚀、易成型等)，同时拥有类金属的导电特性，是一种理想的抗静电、电磁屏蔽材料。

以上这些功能的实现通常是通过在塑料基体中加入逾渗阈值浓度以上的导电填料来实现的，主要包括：导电炭黑，金属粉，金属纤维，石墨纤维，碳纤维，碳纳米管等。而导电炭黑是其中应用最为广泛的导电填料。

然而，导电炭黑填充热塑性导电复合材料在实际的生产和应用中还存在不少问题，如在单一聚合物基体中添加的导电炭黑的含量需达到一较高浓度才能使最终的复合材料具有较好的导电性能。高的导电炭黑添加量至少产生如下不良后果：1、材料成本的增加。2、材料综合物理性能劣化，尤其是韧性。因此，降低整个体系的导电炭黑添加渗滤值是导电炭黑填充热塑性导电复合材料的一个非常重要的研究和开发方向。

中国专利CN 101531786A中公开了一种黑色哑光导电塑料的制备方法。整个制备过程分为三步，第一步，先在双螺杆挤出机上制备炭黑导电母粒；第二步，在双螺杆挤出机上制备哑光母粒；第三步，将前两步的母粒与聚苯乙烯，聚酰胺，增韧剂按一定比例混合抽粒即得哑光导电聚苯乙烯。该材料的导电性能是通过两步来完成的，第一，制备高浓度炭黑导电母粒；第二，将导电母粒与聚合物基体共混抽粒稀释。该专利使用的是特导电碳黑(比表面积达1000m²/g以上)，与普通高导碳黑相比，价格要高很多，且添加量仍需8-12份。制备过程包括两步挤出工艺，生产成本比一步挤出工艺的要高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种低导电炭黑含量且综合性能优良的聚碳酸酯/聚乙烯合金导电复合材料。

本发明的另一个目的在于提供上述聚碳酸酯/聚乙烯合金导电复合材料的制备方法。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种聚碳酸酯/聚乙烯合金导电复合材料，由以下重量份的组分组成：

聚碳酸酯            50-80份

聚乙烯树脂          10-30份

导电炭黑            6-12份

相容剂              2-6份。

在上述聚碳酸酯/聚乙烯合金导电复合材料中，还可以添加有如下重量份的组分：

热稳定剂            0.1-0.3份。

在上述聚碳酸酯/聚乙烯合金导电复合材料中，还可以添加有如下重量份的组分：

加工助剂            0.1-0.3份。

在上述聚碳酸酯/聚乙烯合金导电复合材料中，所述的聚碳酸酯的熔体流动速率为5～30g/10min(300℃，1.2Kg ASTM D-1238)。

在上述聚碳酸酯/聚乙烯合金导电复合材料中，所述的聚乙烯树脂为粉状，其熔体流动速率为0.2～30g/10min(190℃，2.16kg ISO1133)。

在上述聚碳酸酯/聚乙烯合金导电复合材料中，所述的导电炭黑为高结构导电炭黑，其氮气吸附值为150～400m²/g。

在上述聚碳酸酯/聚乙烯合金导电复合材料中，所述的相容剂优选为N-苯基马来酰胺-苯乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、马来酸酐接枝聚烯烃中的一种或几种的混合物。主要作为聚碳酸酯和聚乙烯两相不相容体系的相容剂。

在上述聚碳酸酯/聚乙烯合金导电复合材料中，所述的热稳定剂优选为酚类、胺类、亚磷酸酯类、半受阻酚类、丙烯酰基官能团、硫代酯类中的一种或几种的混合物。

在上述聚碳酸酯/聚乙烯合金导电复合材料中，所述的加工助剂优选为低分子酯类、金属皂类、硬脂酸复合酯类、酰胺类中的一种或几种的混合物。

上述聚碳酸酯/聚乙烯合金导电复合材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)导电聚乙烯基体的制备：将聚乙烯树脂、导电炭黑、热稳定剂和加工助剂在高混机中混合均匀后，进入到同向双螺杆挤出机中，在190℃-220℃的温度下熔融挤出造粒。

(2)将聚碳酸酯、相容剂和导电聚乙烯基体混合均匀后直接于注塑机中注塑最终得到产品。