抗静电增强对苯二甲酸丁二醇酯复合材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种抗静电增强对苯二甲酸丁二醇酯复合材料及其制备方法，该复合材料其组成按重量份数为：聚对苯二甲酸丁二醇酯100；导电碳黑3-12；碳纤维20-25；润滑剂0.8-2；抗氧剂0.3-0.5；抗静电剂3-5。本发明所述复合材料较常用的玻纤增强材料比重低且强度高，同时兼具普通玻纤增强材料的高耐温性能；材料表面电阻稳定，抗静电效果优异。

权利要求

1.一种抗静电增强对苯二甲酸丁二醇酯复合材料，其特征在于，其组成按重量份数为：所述导电碳黑为导电炉法碳黑、超导电炉法碳黑、特导电炉法碳黑或者乙炔碳黑中一种或者几种的复配；

所述抗静电剂为长链的烷基季铵、磷或膦盐或者烷基磺酸、磷酸或二硫代氨基甲酸的碱金属盐或者乙氧基化脂肪族烷基胺一种或者几种的复配。

2.如权利要求1所述的抗静电增强对苯二甲酸丁二醇酯复合材料，其特征在于：所述聚对苯二甲酸丁二醇酯，其相对密度为1.30~1.34，熔点为222~227℃，其动力粘度为

0.9~1.1Pa.s。

3.如权利要求1所述的抗静电增强对苯二甲酸丁二醇酯复合材料，其特征在于：所述碳纤维为聚丙烯腈纤维、沥青纤维、粘胶丝或酚醛纤维经碳化制得的长丝或者短切纤维中的一种或者几种复配。

4.如权利要求1所述的抗静电增强对苯二甲酸丁二醇酯复合材料，其特征在于：所述润滑剂为OP蜡、硬脂酸类、硅酮类或者乙撑双硬脂酰胺的改性产品中的一种或者几种复配。

5.如权利要求1所述的抗静电增强对苯二甲酸丁二醇酯复合材料，其特征在于：所述抗氧剂为四[3-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯与亚磷酸三（2，4-二叔丁基苯酯）的复配混合物或三甘醇双-3-（3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基）丙烯腈、三（2，

4-二叔丁基酚）亚磷酸酯中的一种。

6.一种如权利要求1所述的抗静电增强对苯二甲酸丁二醇酯复合材料制备方法，其特征在于，包括步骤：a：按重量份数称取聚对苯二甲酸丁二醇酯、导电碳黑、润滑剂、抗氧剂、抗静电剂，并在高速混合机中搅拌混合均匀；

b：将搅拌好的混合物置于双螺杆机中熔融，侧喂料加入碳纤维，挤出造粒。

7.如权利要求6所述的抗静电增强对苯二甲酸丁二醇酯复合材料制备方法，其特征在于，步骤b中的工艺条件为：双螺杆挤出机一区温度为190~210℃，二区温度为220~240℃，三区温度为230~245℃，四区温度为225~240℃，五区230~250℃，混合料在螺杆中输送时间为1~5分钟，压力为10~18MPa。

说明书

抗静电增强对苯二甲酸丁二醇酯复合材料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种抗静电增强对苯二甲酸丁二醇酯复合材料及其制备方法。

背景技术

[0002] 聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是一种结晶型线形饱和聚酯树脂。其结晶速度快，可高速成型；耐候性、电性能、阻燃性能、耐化学药品性、摩擦磨耗特性优异，吸水性低、热变形温度高；机械性能优良，机械强度高、耐疲劳性和尺寸稳定性好，蠕变也较小，这些性能在高温条件下也极少变化。但是，其在抗静电性能方面效果不够理想。

发明内容

[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种抗静电增强对苯二甲酸丁二醇酯复合材料及其制备方法。

[0004] 为解决上述技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

[0005] 一种抗静电增强对苯二甲酸丁二醇酯复合材料，其组成按重量份数为：

[0006] 聚对苯二甲酸丁二醇酯 100；

[0007] 导电碳黑 3-12；

[0008] 碳纤维 20-25；

[0009] 润滑剂 0.8-2；

[0010] 抗氧剂 0.3-0.5；

[0011] 抗静电剂 3-5。

[0012] 优选的，所述聚对苯二甲酸丁二醇酯，其相对密度为1.30～1.34，熔点为222～227℃，其动力粘度为0.9～1.1Pa.S。

[0013] 优选的，所述导电碳黑为导电炉法碳黑、超导电炉法碳黑、特导电炉法碳黑或者乙炔碳黑中一种或者几种的复配。

[0014] 优选的，所述碳纤维为聚丙烯腈纤维、沥青纤维、粘胶丝或酚醛纤维经碳化制得的长丝或者短切纤维中的一种或者几种复配。

[0015] 优选的，所述润滑剂为OP蜡、硬脂酸类或者脂肪酸类、硅酮类或者乙撑双硬脂酰胺的改性产品中的一种或者几种复配。

[0016] 优选的，所述抗氧剂为四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯)的复配混合物或三甘醇双-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙烯腈、三(2，4-二叔丁基酚)亚磷酸酯中的一种。

[0017] 优选的，所述抗静电剂为长链的烷基季铵、磷或膦盐或者烷基磺酸、磷酸或二硫代氨基甲酸的碱金属盐或者乙氧基化脂肪族烷基胺一种或者几种的复配

[0018] 一种如上所述的抗静电增强对苯二甲酸丁二醇酯复合材料制备方法，包括步骤：

[0019] a：按重量份数称取聚对苯二甲酸丁二醇酯、导电碳黑、润滑剂、抗氧剂、抗静电剂，并在高速混合机中搅拌混合均匀；

[0020] b：将搅拌好的混合物置于双螺杆机中熔融，侧喂料加入碳纤维，挤出造粒。

[0021] 优选的，步骤b中的工艺条件为：双螺杆挤出机一区温度为190～210℃，二区温度为220～240℃，三区温度为230～245℃，四区温度为225～240℃，五区230～250℃，混合料在螺杆中输送时间为1～5分钟，压力为10～18MPa。

[0022] 本发明具有以下有益效果：

[0023] 本发明所制备的抗静电增强材料具有两个方面的特点：1、增强材料较常用的玻纤增强材料比重低且强度高，同时兼具普通玻纤增强材料的高耐温性能；2、材料表面电阻稳定，抗静电效果优异。

具体实施方式

[0024] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0025] 在下述实施例中，聚对苯二甲酸丁二醇酯，其相对密度为1.30～1.34，熔点为222～227℃，动力粘度为0.9～1.1，其生产商为中国台湾长春、日本三菱或者美国GE。导电碳黑为导电炉法碳黑、超导电炉法碳黑、特导电炉法碳黑等或者乙炔碳黑中一种或者几种的复配。碳纤维为聚丙烯腈纤维、沥青纤维、粘胶丝或酚醛纤维经碳化制得的长丝或者短切纤维中的一种或者几种复配。润滑剂为OP蜡、硬脂酸类或者脂肪酸类、硅酮类或者乙撑双硬脂酰胺的改性产品中的一种或者几种复配。抗氧剂为四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯)的复配混合物或三甘醇双-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙烯腈、三(2，4-二叔丁基酚)亚磷酸酯中的一种。抗静电剂为长链的烷基季铵、磷或膦盐或者烷基磺酸、磷酸或二硫代氨基甲酸的碱金属盐或者乙氧基化脂肪族烷基胺一种或者几种的复配。

[0026] 本发明中，聚对苯二甲酸丁二醇酯的功能是提供一个适当的熔体强度，使得抗静电剂、碳纤维及导电碳黑能够均匀分散在熔融体系中。

[0027] 导电碳黑的电阻率低，赋予塑胶材料抗静电效果。

[0028] 碳纤维的功能是提高复合材料的机械性能，同时可以使塑胶材料具有相应的抗静电效果。

[0029] 润滑剂的功能是使得复合材料体系在熔融状态下抗静电剂及其他组分均匀分散在体系中。

[0030] 抗氧剂的功能是减少材料在加工过程中的氧化。

[0031] 抗静电剂的功能是提高材料的抗静电效果。

[0032] 实施例1：

[0033] 按重量份数称取聚对苯二甲酸丁二醇酯100份、导电碳黑5份、润滑剂0.8份、抗氧剂0.3份、抗静电剂3份。

[0034] 制备方法：将上述原料经高速混合处理10～15分钟，经双螺杆挤出机熔融，侧喂料加入碳纤维20份，挤出造粒；双螺杆挤出机工艺条件为：双螺杆挤出机一区温度为190～210℃，二区温度为220～240℃，三区温度为230～245℃，四区温度为225～240℃，五区230～250℃，混合料在螺杆中输送时间为1～5分钟，压力为10～18MPa。

[0035] 实施例2：

[0036] 按重量份数称取聚对苯二甲酸丁二醇酯100份、导电碳黑8份、润滑剂1份、抗氧剂0.4份、抗静电剂4份。

[0037] 制备方法：将上述原料经高速混合处理10～15分钟，经双螺杆挤出机熔融，侧喂料加入碳纤维22份，挤出造粒；双螺杆挤出机工艺条件为：双螺杆挤出机一区温度为190～210℃，二区温度为220～240℃，三区温度为230～245℃，四区温度为225～240℃，五区230～250℃，混合料在螺杆中输送时间为1～5分钟，压力为10～18MPa。

[0038] 实施例3：

[0039] 按重量份数称取聚对苯二甲酸丁二醇酯100份、导电碳黑10份、润滑剂1.5份、抗氧剂0.4份、抗静电剂4份。

[0040] 制备方法：将上述原料经高速混合处理10～15分钟，经双螺杆挤出机熔融，侧喂料加入碳纤维22份，挤出造粒；双螺杆挤出机工艺条件为：双螺杆挤出机一区温度为190～210℃，二区温度为220～240℃，三区温度为230～245℃，四区温度为225～240℃，五区230～250℃，混合料在螺杆中输送时间为1～5分钟，压力为10～18MPa。

[0041] 实施例4：

[0042] 按重量份数称取聚对苯二甲酸丁二醇酯100份、导电碳黑11份、润滑剂1.8份、抗氧剂0.4份、抗静电剂4份。

[0043] 制备方法：将上述原料经高速混合处理10～15分钟，经双螺杆挤出机熔融，侧喂料加入碳纤维24份，挤出造粒；双螺杆挤出机工艺条件为：双螺杆挤出机一区温度为190～210℃，二区温度为220～240℃，三区温度为230～245℃，四区温度为225～240℃，五区230～250℃，混合料在螺杆中输送时间为1～5分钟，压力为10～18MPa。

[0044] 实施例5：

[0045] 按重量份数称取聚对苯二甲酸丁二醇酯100份、导电碳黑12份、润滑剂2份、抗氧剂0.5份、抗静电剂5份。

[0046] 制备方法：将上述原料经高速混合处理10～15分钟，经双螺杆挤出机熔融，侧喂料加入碳纤维25份，挤出造粒；双螺杆挤出机工艺条件为：双螺杆挤出机一区温度为190～210℃，二区温度为220～240℃，三区温度为230～245℃，四区温度为225～240℃，五区230～250℃，混合料在螺杆中输送时间为1～5分钟，压力为10～18MPa。

[0047] 对比例1：

[0048] 按重量份数称取聚对苯二甲酸丁二醇酯100份、润滑剂2份、抗氧剂0.5份。

[0049] 制备方法：将上述原料经高速混合处理10～15分钟，经双螺杆挤出机熔融，侧喂料加入玻璃纤维25份，挤出造粒；双螺杆挤出机工艺条件为：双螺杆挤出机一区温度为190～210℃，二区温度为220～240℃，三区温度为230～245℃，四区温度为225～240℃，五区230～250℃，混合料在螺杆中输送时间为1～5分钟，压力为10～18MPa。

[0050] 性能评价方式及实行标准

[0051] 一、检测的方法、步骤、条件或标准。

[0052] 将按上述方法完成的粒子事先在110～120℃的鼓风烘箱中干燥4小时，然后再将干燥好的粒子材料在注射机上进行注射成型制样，注射成型模温控制在100℃。

[0053] 拉伸强度按ISO 527标准进行检验。试样类型为I型，样条尺寸(mm)：150(长)×(20±0.2)(端部宽度)×(4±0.2)(厚度)，拉伸速度为50mm/min；

[0054] 弯曲强度和弯曲模量按ISO 178标准进行检验。试样类型为试样尺寸(mm)：(80±2)×(10±0.2)×(4±0.2)，弯曲速度为20mm/min；

[0055] 缺口冲击强度按ISO 180标准进行检验。试样类型为I型，试样尺寸(mm)：(80±2)×(10±0.2)×(4±0.2)；缺口类型为A类，缺口深为厚的1/3；

[0056] 热变形温度按ISO 75-2标准进行检验。试样类型为I型，试样尺寸(mm)：127(长)×(13±0.1)×(6.35±0.1)；升温速率为120℃/1h，压力为1.82MPa，设定形变量为0.21mm。

[0057] 表面电 阻测 试按ISO 1853标准 测试，试样类 型为试 样尺寸 (mm)：(80±2)×(10±0.2)×(4±0.2)

[0058] 以上测试所出的室温环境为23℃。

[0059] 实施例1～5及对比例1配方及材料性能见表1：

[0060] 表1

[0061]