一种矿物填充的永久抗静电PC/PBT复合材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种矿物填充的永久抗静电PC/PBT复合材料及其制备方法，属于高分子材料改性技术领域。所述矿物填充永久抗静电PC/PBT复合材料，按重量份数计包括以下组分：PC 45‑55份，PBT 5‑55份，滑石粉0‑10份，永久抗静电剂0‑22份，增韧剂0‑5份，抗氧剂0‑0.5份，酯交换抑制剂0.2份，黑色母1份。本发明采用纯净度较高的滑石粉来提高整体PC/PBT材料的刚性和尺寸稳定性，同时通过添加永久抗静电剂使整体材料在应用时，更加符合人体工学的要求，增加人体舒适度，降低人体在接触零部件时产生的静电伤害，扩大了材料的应用范围。

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料改性领域，特别涉及一种矿物填充的永久抗静电PC/PBT复合材料及其制备方法。

背景技术

PC/PBT合金材料结合了聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯两种材料的优异特性，其中，PC(聚碳酸酯)是一种通用工程塑料，具有优异的力学性能、电气性能和耐热性能，特别以优异的冲击强度和耐蠕变著称，透光率高，吸水率低，制品尺寸稳定，现已成为五大工程塑料中增长速度最快的通用工程塑料；而PBT(对苯二甲酸丁二醇酯)材料，分子结构高度对称，具有一定的结晶取向能力，具有较高的成膜性，以及PBT塑料具有耐摩擦性好，磨耗小及硬度高，电绝缘性好、抗化学药品稳定性好、耐蠕变、抗疲劳、韧性大和尺寸稳定的优异特性而被大量应用在汽车零部件上。

然而，PC/PBT材料本身不具备永久抗静电的性能，但目前汽车内饰件因其人性化设计而要求降低人手接触摩擦时产生的静电，以提高客户的使用舒适度。

因此，如何提供一种矿物填充的永久抗静电PC/PBT复合材料是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种矿物填充的永久抗静电PC/PBT复合材料及其制备方法，本发明采用纯净度较高的滑石粉来提高整体PC/PBT材料的刚性和尺寸稳定性，同时通过添加永久抗静电剂使整体材料在应用时，更加符合人体工学的要求，增加人体舒适度，以降低人体在接触零部件时产生的静电伤害。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种矿物填充永久抗静电PC/PBT复合材料，按重量份数计包括以下组分：PC 45-55份，PBT 5-55份，滑石粉0-10份，永久抗静电剂0-22份，增韧剂0-5份，抗氧剂0-0.5份，酯交换抑制剂0.2份，黑色母1份。

本发明公开提供的矿物填充的永久抗静电PC/PBT复合材料刚性高，抗静电效果好。

本发明提供了适宜的PC与PBT的配比，通过添加滑石粉，整体提高了材料的刚性，但同时也使材料的韧性大幅度降低，为了达到刚韧平衡，使材料具有优异的使用价值，额外添加了增韧剂。并且，由于PC与PBT的酯交换反应，及滑石粉与PC的酸碱反应，会造成虽然添加了适宜含量的增韧剂，仍然无法达到理想的使用效果，所以又特别添加了酯交换抑制剂和抗氧化助剂，使整体材料更加稳定，性能更好。最终优选抗静电剂，在不大幅度影响整体材料机械性能的同时，使材料兼具抗静电性能。

优选的，所述PC为分子量24000-27000的双酚A型树脂，所述PBT的粘度为1.0，所述滑石粉的粒径为1万目。

优选的，所述永久抗静电剂为聚酰胺基永久抗静电剂，具体包括NC6321、MV1074、MH2030中的一种或几种，所述增韧剂为MBS壳核型改性剂，具体为E920或EXL2616。

优选的，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂，具体为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168或抗氧剂PEPQ。

优选的，所述酯交换抑制剂至少为ADK STAB AX-71、磷酸二氢钠、SA-PGP-B中的一种。

所述黑母粒为PP基材及其中的炭黑含量为40％。

本发明还提供了上述矿物填充的永久抗静电PC/PBT复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将PC、PBT、滑石粉、永久抗静电剂、增韧剂、抗氧剂、酯交换抑制剂和黑色母混合均匀，得到混合料；

S2、将混合料从主料口加入，在转速为200～240rpm，各区段温度为200-260℃的条件下，通过双挤出机挤出造粒，即得所述矿物填充永久抗静电PC/PBT复合材料。

进一步地，所述双螺杆挤出机的各区段温度包括一区温度220～250℃，二区温度220～250℃，三区温度230～250℃，四区温度230～250℃，五区温度220～240℃，六区温度220～250℃，七区温度220～250℃，八区温度220～250℃，九区温度220～250℃，机头温度245～265℃。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供了一种矿物填充的永久抗静电PC/PBT复合材料及其制备方法，具有以下技术效果：

(1)本发明公开提供的矿物填充的永久抗静电PC/PBT复合材料，通过添加纯净的滑石粉，使得滑石粉对PC的影响降低到最低，引入的酯交换抑制剂，稳定了PC/PBT材料的机械性能，得到了高刚性的PC/PBT材料。

(2)本发明采用了适宜的永久抗静电剂，来提高材料的抗静电性能，在不影响其他组分，不造成整体材料性能降低的情况下，得到了综合性能最好的高刚性永久抗静电PC/PBT复合材料。

(3)本发明公开提供的矿物填充的永久抗静电PC/PBT复合材料的制备方法工艺简单，所得复合材料的物理性能优异，便于市面推广与应用，特别适用于有防静电要求的领域。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明，但所述实施例仅用于说明本发明而不是限制本发明。

本发明所用原料：

PC：分子量24000-27000的双酚A型树脂；

PBT：1.0粘度，长春化工；

滑石粉：一万目；

永久抗静电剂1：聚酰胺基永久抗静电剂，NC6321；

永久抗静电剂2：MV1074

永久抗静电剂3：MH2030

增韧剂：MBS壳核型改性剂，具体为E920或EXL2616；

抗氧剂：受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂，具体为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168或抗氧剂PEPQ；

酯交换抑制剂：ADK STAB AX-71，磷酸二氢钠或SA-PGP-B中的一种或几种；

黑母粒：为PP基材，炭黑含量40％。

产品性能测试方法：

表面电阻：按IEC 60093方法评价；

缺口冲击强度：按ISO 179方法评价；

拉伸强度：按ISO 178方法评价。

具体的，对比例与实施例1-3操作步骤如下所述：

把经过干燥的原料混合后用双螺杆加料器连续均匀加入螺杆直径35mm，长径比L/D＝36的双螺杆挤出机主机筒中，主机筒分段控制温度，从加料口至机头出口为230℃、240℃、250℃、250℃、250℃、245℃、245℃、245℃、245℃，255℃，双螺杆转速为300转/分钟，挤出料条经过水槽冷却后切粒得到产品。将上述产品在鼓风烘箱中于100℃干燥4小时后用塑料注射成型机注塑成标准样条，注塑温度250℃。注塑好的样条立即放入玻璃干燥器中在室温放置至少24小时后进行性能测试。其中，方案设计及测试结果见表1。

表1.1实施例1-3的性能测试结果

由表1.1中数据可知，随着永久抗静电剂含量的增加，PC/PBT合金材料整体的机械性能有所降低，但抗静电性能会随着提高(表面电阻降低意味着抗静电性能提高)，但是当永久抗静电剂含量达到一定程度的时候，表面电阻降低的效率也降低(实施例3)，那么为了得到抗静电性能和机械性能都较好的PC/PBT合金材料，优选实施例2中的配方。

表1.2对比例1-4的性能测试结果

由表1.2中数据可知，PC与PBT使用酯交换抑制剂后，可以得到性能正常、外观合格的PC/PBT合金材料，但是刚性不高、缺口冲击数据较低，这些都不满足客户的使用需求；后期加入滑石粉来提高整体材料的刚性，同时也意味着缺口冲击强度数据会进一步降低，需要补充增韧剂，来改善整体材料的刚性，同时使得刚性和韧性达到平衡的状态(对比例2,3)；而与此同时，为了满足客户的使用要求，而添加永久性抗静电剂，以降低材料的表面电阻，改善抗静电性能，得到的整体材料性能较好(对比例4)。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。