[发明专利]抗静电热塑性聚碳酸酯组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗静电材料及其制备方法，特别涉及一种含有改性接枝炭黑的热塑性聚碳酸酯组合物及其制备方法，属于聚合物及加工技术领域。

背景技术

聚碳酸酯(PC)是一种综合性能优良的热塑性工程塑料，具有优良的机械性能、尺寸稳定性、耐热性和耐寒性，抗冲击强度高，广泛应用于电子、电器和汽车制造业。但是，由于PC熔点高，加工流动性差，制品易应力开裂，对缺口敏感性强，价格也非常高，因而在一定程度上限制了它的应用。

将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)与PC共混，一方面提高了ABS的耐热性能和力学性能，另一方面降低了的熔体粘度，提高了流动性，改善了加工性，减少了制品内应力和冲击强度对制品厚度的敏感性，制得的共混合金性能介于ABS和PC之间，既具有较高的冲击强度、挠曲性、刚性和耐热性，同时又具有良好的加工性能，并改善了耐化学品性和低温韧性，同时价格适中，因此发展十分迅速。

聚碳酸酯具有优良的电绝缘性，当其与其他材料表面接触或相互摩擦时，产生静电积累，电压可达数千伏，导致洗尘、电击电震，甚至火花放电，在生产和使用过程中产生很多麻烦和很大危害。为了避免静电的影响，常采用抗静电改性的方法，以拓展应用范围。

对于高分子材料，制备抗静电型树脂的常用方法为填充导电填料，添加抗静电剂以及与导电高分子共混等。其中炭黑作为导电填料，可以均匀且廉价的获得稳定的表面电阻值，所以被广泛使用。

通常认为，电阻为1*10^1-2Ωcm(欧姆-厘米)的聚合物复合材料为“导电的”，电阻为1*10^3-6Ωcm的聚合物复合材料为“半导电的”，电阻为1*10^7-12Ωcm的聚合物复合材料为“抗静电的”。为了使材料起到抗静电的效果，炭黑的添加量需控制在15％(重量百分数)以上。然而较高的炭黑添加量不仅会导致机械性能和成型性能的下降，而且炭黑易从填充材料的表面脱离，造成环境污染。

中国发明专利(公开号为CN1616531)中，公开了利用高导电炭黑制备抗静电聚乙烯组合物的方法，最终达到抗静电效果的炭黑用量高达16％以上。公开号为CN101501136A的专利中阐述了一种导电性树脂组合物以及用该导电树脂组合物制备导电片材方法。由于采用了多元组合物体系，炭黑的添加量有所下降，但仍在一定程度上导致导电树脂机械性能的下降。

炭黑的原生粒子粒径较小，极易团聚，很难在介质中稳定均匀的分散。而且炭黑本身作为无机填料，与聚合物基也存在相容性的问题。为了使炭黑在聚合物基体中产生导电网络，常选用粒径较大的导电炭黑粒径，如Cabot公司最常用的VXC-72导电炭黑。采用小粒径的炭黑填充聚合物往往需要的添加量很大，而且存在上述的机械性能下降、环境污染等一系列问题。

为了提高炭黑与聚合物基的浸润性，常常对其进行表面改性。目前已知的炭黑改性方法有表面活性剂处理法、氧化法和表面接枝法等。然而很多方法均是在溶液体系中进行，不仅不利于存在后处理难、不易规模化生产的问题，而且容易污染环境。公开号为CN1781999A的专利中介绍了一种原位接枝有机化合物的纳米炭黑及其制造方法，提供了一种可以在无需溶剂、无污染、成本低的条件下大批量生产改性炭黑的方法。公开号为CN1789302A的专利利用这种改性炭黑方法制备出改性纳米炭黑以及用该炭黑补强橡胶，炭黑具有很好的分散性，补强橡胶具有高的扯断强度、高扯断伸长率以及高的定伸应力，并且加工性能好，不飞粉。

综上所述，应用现有技术在考虑成本、不损害机械性能的前提下，制备出抗静电的热塑性聚碳酸酯组合物是极其困难的。因此，本领域迫切需要一种在低炭黑逾渗阈值的条件下，制备兼具抗静电性和机械性能的热塑性聚碳酸酯组合物的方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种抗静电热塑性聚碳酸酯组合物及其制备方法，以满足有关领域发展的需要。

本发明所述的抗静电热塑性聚碳酸酯组合物，其组分包括聚碳酸酯组合物和接枝改性炭黑，以所述的抗静电热塑性聚碳酸酯组合物的总重量为基准，含有2-30％的接枝改性炭黑和40-95％的聚碳酸酯树脂；

所述的聚碳酸酯选自芳香聚碳酸酯或聚酯碳酸酯中的一种以上；

所述的聚碳酸酯选自Bayer公司的2405，Sabic(原GE)公司的Lexan141，Basf公司的PC110或Dow公司的Calibre 300-5中的一种或几种。