[发明专利]基于聚甲醛和高结构化炭黑的导电树脂复合物

说明书

技术领域

本发明涉及导电热塑性塑料，特别是在改进配方中含有效量的高结构化炭黑和其它必要组分的聚甲醛复合物。 

发明背景

因为塑料内的电阻通常非常高，所以存在产生静电的风险，这在某些应用领域可以带来破坏，或甚至危险。用于减小聚合物树脂内部电阻的现有方法包括加入金属粉末、金属纤维、碳纤维、石墨或炭黑。导电炭黑已被实施用于赋予许多热塑性树脂包括聚甲醛导电性的方法中。导电聚甲醛树脂组合物的例子在美国专利4,391,741和4,555,357中有公开。 

如公知的，炭黑细粉负载物在热塑性树脂内明显降低最终模制品的韧性和柔性。部件性能的缺陷通常是由于差的伸长率和低的冲击强度。和聚甲醛一起使用高度结构化的炭黑的缺点是它们对加工条件的敏感性，特别是因加工过程中给化合物带来的批号间差异所引起的体积电阻率不一致。聚甲醛和导电炭黑的熔体加工导致熔体粘度严重增大，导致熔体流动性下降，并使得它更难成形为模制品，特别是其中关于电导率容忍度限制低的注射模制品。一方面，炭黑分散必须足够好；另一方面，过度剪切而分解了附聚体必须不允许。因此原因，使用润滑剂添加剂面临的挑战是要控制熔体内的剪切程度，同时要避免物理性质损失。 

美国专利No.6,262,165公开了导电聚甲醛，包含1.0-30重量份DBP吸收率至少为200ml/100g的导电碳粉、1.0-30重量份具有规定平均纤维长度的碳纤维和0.001-5重量份润滑剂。该润滑剂不受限制。具体提到了脂族羧酸的碱金属盐或碱土金属盐，酰胺化合物如亚乙基双硬脂基酰 胺，以及脂族醇如硬脂醇和山萮醇。 

授予Polyplastics Co.Ltd.的美国专利No.4,831,073教导了通过在混入导电碳负载物如炭黑、碳纤维和/或石墨之前，形成聚甲醛和热稳定剂如碱金属碳酸盐和/或碱土金属碳酸盐的预混物而制得的导电聚甲醛。 

美国专利No.4,828,755描述了其中使用聚乙二醇和非极性聚乙烯蜡完成炭黑混入树脂基体中的混合物。但是，提到了耐磨性、机械性质和耐热性要折衷。 

美国专利No.6,790,385教导了导电聚甲醛混合物，包含一种具有主要外部，即表面活性效果的润滑剂和具有主要内部润滑作用，即主要在熔体内的粘度减小效果的润滑剂。 

由于使用导电炭黑的聚甲醛伴随的问题，包括物理性质特别是断裂伸长率损失，所以期望降低炭黑的有效量，但仍能保持10⁶欧姆-厘米或更低的电阻率，并减少注射成型之后所得性质的变化。 

发明内容

一方面，本发明是包含聚甲醛、聚乙二醇、金属氧化物、高结构化炭黑和梳型聚合物的聚甲醛复合物。 

具体而言，本发明涉及一种聚甲醛复合物，包含30-98.7重量％聚甲醛均聚物或共聚物、0.1-10重量％聚亚烷基二醇、0.1-10重量％金属氧化物、1-15％高结构化颗粒炭黑和0.1-5重量％含单独、离散结构部分的梳型聚合物，其中一种结构部分的极性比其它结构部分相对要高。 

另一方面，本发明涉及由前述聚甲醛复合物得到模制品，其体积电阻率为10⁰-10⁶欧姆-厘米，特别是10-10³欧姆-厘米。该制品提供在将前述复合物注入模腔内以形成成型制品之后的一致电阻率性质。 

在优选方面，本发明涉及一种聚甲醛复合物，包含30-95.5重量％聚甲醛均聚物或共聚物，0.5-5重量％、更优选1-3重量％聚亚烷基二醇，0.5-5重量％、更优选0.5-3重量％金属氧化物，2-10％高结构化颗粒炭黑 和1-3重量％含主链极性相对低而侧链极性相对高的梳型聚合物。本发明特别适用于形成燃料系统部件，包括燃料泵壳体、ICV阀、燃料输送模块、燃料运送模块和燃料罐安装阀。 

详细描述