[发明专利]一种低翘曲高刚性导电PBT复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分子复合工程材料，特别是涉及一种低翘曲高刚性导电PBT复合材料及其制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸丁二酯（简称PBT）材料作为五大工程塑料之一，因其优良的耐热性、阻燃性、成型加工性可被应用于打印机、印钞机、开票机等需要送纸操作的领域，以取代金属制造的零部件，在满足功能性要求的同时，也达到了轻量化和降低成本的要求。由于这些替代部件多为关键功能键，因此除了要保证较高强度的同时，还必须要有很好的导电性，以便能及时消除纸张之间摩擦和纸张与零部件摩擦产生的电荷，同时要达到组装和送纸平稳，制品必须平整度高，没有翘曲。

然而普通的增强PBT材料的翘曲变形大，导电性能一般，翘曲问题和导电问题一度使PBT的市场陷于窘境，目前各生产厂家非常重视对于低翘曲和高导电性的PBT材料的研究，目前广泛使用的解决PBT翘曲和导电问题的方法是采用矿物填充、石墨纤维、金属粉或玻纤复合填充来降低翘曲问题，提高导电性，在这方面已做过很多工作。

Kochanowski等在美国专利No.4460731、Phipps在美国专利No.4140669，Kokai在日本专利No.60-124649和Kohyo在日本专利No.1-502833中提到使用滑石粉和玻纤混合填充的方法，Goedde等在美国专利No.4203887中提供了一种使用硅酸钙和硅烷处理的陶土的方法，虽然这些方法可以使得PBT材料的翘曲得到一定改善，但材料的强度和韧性受到了损害，并且没有提及对PBT材料导电性能的影响。

Hepp在美国专利No.4393153中以及Keep在美国专利No.4874809中提出了添加云母和橡胶的方法，虽然PBT材料的翘曲问题和韧性问题得到改善，但材料的强度和导电性能一般。

翁永华等人在专利CN1563186A中通过添加镁盐晶须，使得PBT材料的翘曲得到较为理想的改善，同时对材料具有一定的增强效果，但他没有提及这些添加物对PBT材料导电性能的影响。

Wilder等在美国专利No.5075354中采用了一种经过特殊处理的玻璃微珠和普通纤维混合以改善翘曲的方法，但他同样没有提及这些添加物对PBT材料其它的物理机械性能和导电性能的影响。

因此，如何获得一种在PBT材料的翘曲性，材料的强度和韧性，以及导电性之间能到达平衡，同时成本又相对合理的方法，依然值得人们不断努力探索。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备方法简单、成本低、低翘曲、高刚性且导电性能优异的PBT复合材料及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

本发明的第一方面，是提供一种低翘曲高刚性导电PBT复合材料，包含按重量份计的以下组分：

450～560份的PBT树脂、150～250份的碳纤维、0～120份的玻璃纤维、100～120份的ABS类树脂、30～50份的相容增韧剂、30～80份的无机填充剂；

其中所述ABS类树脂为ABS树脂、AS树脂、BS树脂、ASA树脂或AES树脂中的一种或几种混合；所述相容增韧剂为丙烯酸酯类化合物。

本发明通过将ABS类树脂、碳纤维、玻璃纤维与PBT材料共混，充分利用了玻璃纤维增强PBT的结晶性和ABS类树脂的非结晶性特征，以及碳纤维的增强作用，大幅度提高PBT的抗冲击强度，同时使用丙烯酸酯类化合物作为PBT/ABS体系的相容增韧剂，使共混物的室温冲击强度提高了100～200J/m。

由于作为增强材料的碳纤维本身具有良好的导电性，因此在复合材料内部与碳纤维实现良好的导电网络，赋予材料基体优异的导电性能。

另外，通过向上述PBT复合材料中加入无机填充剂，使得该复合材料在保持较高刚性，优异导电性的同时，翘曲得到理想的改善。

在本发明另一类优选例中，所述PBT树脂为相对密度1.38～1.55g/mm³，熔融温度225℃～235℃，聚对苯二甲酸丁二酯。

在本发明另一类优选例中，所述碳纤维为短切碳纤维、长束碳纤维或碳纤维晶须中的一种，更优选为短切碳纤维。

在本发明另一类优选例中，所述玻璃纤维为短切玻璃纤维、长束玻璃纤维或玻璃纤维晶须中的一种，更优选为短切玻璃纤维。