本發(fā)明涉及抗靜電PC-PBT共混材料及其制備方法和用途，屬于高分子技術領域。
背景技術：
PC是聚碳酸酯的英文縮寫，PBT是聚對苯二甲酸丁二醇酯的英文縮寫。改性聚碳酸酯(PC)塑料以其高強度高抗沖擊被廣泛應用于汽車保險杠、汽車門把手等部件。如汽車門把手，在注塑成成品件后，還需要進行油漆噴涂、烘烤以得到與各種車身顏色相對應的顏色。但常常在后續(xù)油漆噴涂當中，由于材料所帶靜電導致涂裝不良。在行業(yè)內，為了除去材料經(jīng)過注塑加工成產品之后所產生的靜電，通常借助一些外界設備來進行消除，例如，除電槍、除靜電器等。采用這種方式進行消除靜電，雖然有一定的效果，但是其生產效率可想而知，大大的影響了生產節(jié)拍。而目前通過改善原材料來消除靜電的報道并不是很多。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對上述的問題提供一種力學性能好且永久抗靜電的PC-PBT共混材料。
本發(fā)明的技術目的通過如下技術方案實現(xiàn)：抗靜電PC-PBT共混材料，以PC樹脂為基料，由包含如下組份的組合物混合后經(jīng)擠出造粒而成，抗靜電PC-PBT共混材料包括如下重量份的組份：
PC樹脂：10-80份，
PBT樹脂：10-40份，
增韌劑：5-10份，
抗氧劑：0.2-0.6份，
抗靜電劑：4-6份，
所述的抗靜電劑為基于聚酰胺與聚烯烴合成的具有聚醚片斷的聚合材料。
本發(fā)明PC-PBT共混材料在PC與聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)樹脂混合時加入一定量的具有聚醚片斷的抗靜電劑，在擠出設備上經(jīng)過共混造粒使得材料表面電阻值控制在105-107Ω范圍內。本發(fā)明選用的抗靜電劑在制品表層呈微細的層狀或筋狀分布，構成導電性表層，而在中心部分幾乎呈球狀分布，形成所謂的“芯殼結構”，并以此為通路泄漏靜電荷。因為永久型抗靜電劑并非完全通過親水基團來達到抗靜電效果，所以受環(huán)境的濕度影響比較小，具有較強的耐水洗性。PC-PBT共混體系中組份PC不僅影響了組份PBT的結晶行為，其分子鏈還影響PBT分子鏈的有序排列，阻礙PBT的結晶，降低了PBT的成型收縮率。另一方面，PBT的存在也使得PC的耐溶劑性提高，且PBT的含量越高，體系耐溶劑性越強，同時使PC的流動性得以改善。再者純PC的注塑溫度需在270℃以上，而與PBT共混后，PBT/PC共混物的注塑溫度可以降到250℃或更低，可使PC的成型加工性顯著改善。本發(fā)明通過改性得到的抗靜電PC-PBT共混材料在不損失其優(yōu)異的力學性能上賦予了材料永久抗靜電的能力。
在上述抗靜電PC-PBT共混材料中，所述的增韌劑為乙烯類彈性體接枝丙烯酸酯(AA)和縮水甘油酯(GMA)雙官能團增韌劑。本發(fā)明選用此增韌劑的原因是乙烯+丙烯酸甲酯+甲基丙烯酸縮水甘油酯形成一種無規(guī)的三元共聚物，烯烴具有超強的增韌效果，而丙烯酸甲酯和縮水甘油酯又能夠分別和碳酸酯(PC)與聚丁酯(PBT)相融合，使得整個增韌體系即具有優(yōu)異的增韌性又有良好的相容分散性。因此對共混材料的增韌效果比MBS、SEBS-g-MAH更好，且能促進導電材料在樹脂中的分散和界面粘結，進一步降低體積電阻率。
在上述抗靜電PC-PBT共混材料中，所述PC樹脂為高強度低收縮聚碳酸酯樹脂，可由雙酚A與光氣(COCl2)合成，也可由雙酚A與碳酸二苯酯通過酯交換和縮聚反應合成。
在上述抗靜電PC-PBT共混材料中，所述PBT樹脂為聚對苯二甲酸丁二醇酯，是由丁二醇與對苯二甲酸合成或者對苯二甲酸酯縮聚合成，屬于飽和聚酯。
在上述抗靜電PC-PBT共混材料中，所述抗氧劑由受阻酚類抗氧劑與亞磷酸酯類抗氧劑混合而成。
在上述抗靜電PC-PBT共混材料中，所述抗靜電PC-PBT共混材料還包括酯交換抑制劑：2-4份。PBT和PC之間有一定程度的相容性，即使二者之間不發(fā)生酯交換反應，PC對PBT的熔融結晶行為也會產生一定的影響。但是一旦PBT與PC之間發(fā)生了酯交換反應則會使PBT組份的熔融結晶行為發(fā)生更大的改變。當PC與PBT熔融共混時，會發(fā)生酯交換反應，產生嵌段共聚酯。這種產物對PCPBT合金起到相容劑的作用，即促進二者的相容性。但酯交換反應是隨機發(fā)生的，會使制品的性能不均一，而且由于酯交換的發(fā)生會使PBT相對分子量下降，因此也會降低制品的耐化學藥品性。因此控制酯交換過程的發(fā)生對整個制品的性能有著重要的意義。本發(fā)明加入2-4份酯交換抑制劑，其作用是抑制酯交換反應，阻止無歸嵌段共聚物的產生，維持體系中良好的相容性。并且通過抑制酯交換反應的發(fā)生，共混體系的耐熱性能也有一定的提升。
在上述抗靜電PC-PBT共混材料中，所述的酯交換抑制劑為磷酸二氫銨、硫酸二乙酯、磷酸二氫鈉中的一種或多種。因為選用的抑制劑需對主材(聚碳酸酯)無中和反應影響，否則會引起PC主材的降解。作為優(yōu)選，所述的酯交換抑制劑為磷酸二氫二鈉。未加入酯交換抑制劑的PC-PBT共混材料的沖擊強度極低，只有20J/cm左右，沖擊時發(fā)生呈脆性斷裂，這是因為PC、PBT發(fā)生顯著的酯交換反應后，一方面PBT組份結晶能力下降，另一方面有可能引起材料摩爾質量的降低，從而引起材料力學性能下降。而加入磷酸二氫二鈉作抑制劑后，PC-PBT共混材料的缺口沖擊強度得到一定程度改善。
作為優(yōu)選，所述抗靜電PC-PBT共混材料包括如下重量份的組份：
PC樹脂：60-80份，
PBT樹脂：22-28份，
增韌劑：5-8份，
抗氧劑：0.2-0.6份，
抗靜電劑：4-6份，
酯交換抑制劑：2-4份，
所述的抗靜電劑為基于聚酰胺與聚烯烴合成的具有聚醚片斷的聚合材料。
在上述抗靜電PC-PBT共混材料中，所述抗靜電PC-PBT共混材料還包括耐熱劑2-4份。
作為優(yōu)選，所述的耐熱劑為馬來酰亞胺型耐熱改性劑。馬來酰亞胺型耐熱改性劑通過增加聚合物分子間的作用力和降低熔融熵來完成。該馬來酰亞胺型耐熱改性劑具有很高的耐熱性及熱穩(wěn)定性的原因在于引入空間位阻大、極性強的N-苯基馬來酰亞胺基團，使得聚合物分子間相互作用力增大，分子鏈轉動需要更多能量，從而提高耐熱性能。又因其含有活性功能的馬來酸酐團，還可作PBT/PC共混體系的相容劑。
作為優(yōu)選，所述抗靜電PC-PBT共混材料包括如下重量份的組份：
PC樹脂：60-80份，
PBT樹脂：22-28份，
增韌劑：5-8份，
抗氧劑：0.2-0.6份，
抗靜電劑：4-6份，
耐熱劑：2-4份，
所述的抗靜電劑為基于聚酰胺與聚烯烴合成的具有聚醚片斷的聚合材料。
在上述抗靜電PC-PBT共混材料中，所述抗靜電PC-PBT共混材料還包括阻燃劑7.4-13.6份。
作為優(yōu)選，所述的阻燃劑包括主阻燃劑6-10份和阻燃協(xié)同劑1.4-5份。進一步優(yōu)選，所述的主阻燃劑為磷酸酯阻燃劑，阻燃協(xié)同劑為聚四氟乙烯(PTFE)與硼酸鋅(ZB)分別按質量份數(shù)0.4-0.6份與1-3份的復配物。磷酸酯作為主阻燃劑，聚四氟乙烯和硼酸鋅作為阻燃協(xié)同劑。PCPBT的燃燒過程中，磷酸酯高溫分解成磷酸或據(jù)聚磷酸覆蓋在基材表面，將基質與熱和氧隔開；聚四氟乙烯則主要用于燃燒過程中抗熔體滴落，即減緩材料的燃燒速度；硼酸鋅阻燃機理是高溫時(300℃)硼酸鋅失去結晶水，失去結晶水的是一個吸熱的過程，同時，硼酸鋅在燃燒的過程中會生成部分的硼酸和鋅化物，硼酸則會使燃燒機體迅速碳化，從而減少了可燃燒溢出物的數(shù)量，達到降低燃燒速率的目的。阻燃性能結果為：氧指數(shù)達到31以上，能夠明顯的提高阻燃效果。
作為優(yōu)選，所述抗靜電PC-PBT共混材料包括如下重量份的組份：
PC樹脂：70-80份，
PBT樹脂：22-25份，
增韌劑：5-8份，
抗氧劑：0.2-0.6份，
抗靜電劑：4-6份，
酯交換抑制劑：2-4份，
耐熱劑：2-4份，
主阻燃劑：6-10份，
阻燃協(xié)同劑：1.4-5份，
所述的抗靜電劑為基于聚酰胺與聚烯烴合成的具有聚醚片斷的聚合材料。
上述抗靜電PC-PBT共混材料的制備方法包括稱取各組份后采用高速混料機混料，然后將混料放入冷混缸混料，再進入螺桿擠出機擠出造粒即可。
一種汽車門把手，由上述抗靜電PC-PBT共混材料注塑加工而成。
與普通的除電輔助手段相比，本發(fā)明抗靜電PCPBT材料通過改變材料屬性，從而達到材料本身的抗靜電，減少作業(yè)工序和設備能源，在保證材料力學性能的同時滿足永久抗靜電。本發(fā)明原料成本低，加工簡單，生產效率高，能耗低，可以廣泛應用，尤其適合用于經(jīng)注塑工藝制造汽車門把手。
具體實施方式
以下是本發(fā)明的具體實施例，對本發(fā)明的技術方案作進一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實施例。
所述的PC樹脂可選用臺化塑膠有限公司出產的牌號為IR2200的PC樹脂，或韓國湖南石化有限公司出產的牌號為PC1220的PC樹脂。所述的PBT樹脂可選用南通星辰公司出產的牌號為1100A的PBT樹脂。所述增韌劑可選用寧波能之光新材料科技有限公司新出產的牌號為E516的增韌劑。所述的抗靜電劑為基于聚酰胺與聚烯烴合成的具有聚醚片斷的聚合材料，如日本三洋公司出產的牌號為NC6321的抗靜電劑。所述抗氧劑由受阻酚類抗氧劑可選用巴斯夫公司出產的牌號為1010的受阻酚類抗氧劑，亞磷酸酯類抗氧劑選用巴斯夫公司出產的牌號168的亞磷酸酯類抗氧劑。所述的耐熱劑可選用日本電氣化工出產的牌號為MS-NB耐熱劑。
表1：實施例1-6PC-PBT共混材料的組份
表2：對比例1-6PC-PBT共混材料的組份
實施例1-6
分別稱取如表1實施例1-6中所述的PC-PBT共混材料的組份，采用高速混料機混料，然后將混料放入冷混缸混料，再進入螺桿擠出機擠出造粒，得PC-PBT共混材料。將PC-PBT共混材料通過注塑工藝加工成汽車門把手。
對比例1-6
分別稱取如表1對比例1-6中所述的PC-PBT共混材料的組份，采用高速混料機混料，然后將混料放入冷混缸混料，再進入螺桿擠出機擠出造粒，得PC-PBT共混材料。將PC-PBT共混材料通過注塑工藝加工成汽車門把手。對比例1-6中的增韌劑為MBS或其他普通增韌劑(即不是本發(fā)明中乙烯類彈性體接枝丙烯酸酯(AA)和縮水甘油酯(GMA)雙官能團增韌劑)，抗靜電劑為現(xiàn)有技術中非導電型普通的抗靜電劑如非離子型的脂肪酸單甘油酯、陰離子型的烷基苯磺酰鹽。耐熱改性劑為普通耐熱改性劑(即不是馬來酰亞胺型耐熱改性劑)，且對比例1中的PC為IR2200。
將實施例1-6及對比例1-6中PC-PBT共混材料進行性能測試，測試結果分別如表3、表4所示。
表3：實施例1-6中PC-PBT共混材料的性能測試結果
表4：對比例1-6中PC-PBT共混材料的性能測試結果
綜上所述，本發(fā)明抗靜電PCPBT材料通過改變材料屬性，從而達到材料本身的抗靜電，減少作業(yè)工序和設備能源，在保證材料力學性能的同時滿足永久抗靜電。
本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。
盡管對本發(fā)明已作出了詳細的說明并引證了一些具體實施例，但是對本領域熟練技術人員來說，只要不離開本發(fā)明的精神和范圍可作各種變化或修正是顯然的。