專利名稱：具有優(yōu)異的導(dǎo)電性、耐磨性以及高耐熱性的熱塑性樹脂組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有導(dǎo)電性、耐磨性和高耐熱性的物理性質(zhì)的優(yōu)異平衡的熱塑性 樹脂組合物。更具體地，本發(fā)明涉及一種具有改善的導(dǎo)電性、耐磨性和高耐熱性并且包含聚 苯硫醚樹脂、石墨、氟化聚烯烴樹脂、晶須和碳納米管的熱塑性樹脂組合物。
背景技術(shù)：
熱塑性樹脂是當(dāng)被加熱時(shí)表現(xiàn)出可塑性而被冷卻時(shí)又變成固體(固化的)的樹 脂。通常將熱塑性樹脂歸類為“普通塑料”如聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、丙烯酸樹脂、苯乙烯 樹脂和乙烯基樹脂和“工程塑料”如聚碳酸酯樹脂、聚苯醚樹脂、聚酰胺樹脂、聚酯樹脂和聚 酰亞胺樹脂。熱塑性樹脂具有優(yōu)異的加工性和成型性，使得它們已被廣泛用于日常生活中的各 種制品、辦公自動(dòng)化機(jī)械以及電氣和電子產(chǎn)品。此外，人們已根據(jù)目標(biāo)最終產(chǎn)品的類型和特 性做了許多嘗試從而為熱塑性樹脂賦予特殊性質(zhì)以增加其價(jià)值。當(dāng)熱塑性樹脂用于樹脂產(chǎn) 品之間的或樹脂產(chǎn)品與其他材料之間的表面摩擦較強(qiáng)的技術(shù)領(lǐng)域時(shí)，該熱塑性樹脂應(yīng)具有 導(dǎo)電性和耐磨性，以防止產(chǎn)生電荷并防止由于樹脂的磨耗所造成的產(chǎn)品損壞或污染。為了 使熱塑性樹脂具有導(dǎo)電性，使用導(dǎo)電性填料，如炭黑、石墨、碳纖維、金屬粉末、涂覆有金屬 或金屬纖維的無機(jī)粉末，并且為了增加熱塑性樹脂的耐磨性，向該熱塑性樹脂中加入晶須 (whisker)或其他材料。每一種上述添加劑僅可有效地改善熱塑性樹脂的一種物理性質(zhì)，但是在使熱塑性 樹脂的導(dǎo)電性、耐磨性和耐熱性全部增加方面具有局限性。為了解決這個(gè)問題，本發(fā)明的發(fā)明人已通過按特定的百分比將石墨、氟化聚烯烴 樹脂、晶須和碳納米管全部混合加入到聚苯硫醚樹脂中而開發(fā)出一種具有改善的導(dǎo)電性、 耐磨性和耐熱性的新型熱塑性樹脂組合物。本發(fā)明的熱塑性樹脂組合物可以用于各種類型 的塑料產(chǎn)品的制造，如精密機(jī)器零件、電氣產(chǎn)品和電子產(chǎn)品的部件、汽車精密零件、線纜等。 此外，本發(fā)明的熱塑性樹脂組合物還能夠用于打印機(jī)軸套。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種具有改善的導(dǎo)電性、耐磨性和高耐熱性的熱塑性樹 脂組合物。本發(fā)明的另一方面提供了一種具有良好的導(dǎo)電性、耐磨性和高耐熱性的熱塑性樹 脂組合物，從而使得它可以用于制造各種類型的塑料產(chǎn)品，如精密機(jī)器零件、電氣產(chǎn)品和電 子產(chǎn)品的部件、汽車精密零件、線纜等。本發(fā)明的又一個(gè)方面提供了一種使用該熱塑性樹脂組合物的打印機(jī)軸套。根據(jù)以下的公開內(nèi)容及所附權(quán)利要求，將會(huì)了解本發(fā)明的其他方面、特征和優(yōu)點(diǎn)。
技術(shù)方案本發(fā)明的一個(gè)方面是一種具有良好的導(dǎo)電性、耐磨性和高耐熱性的熱塑性樹脂組 合物。該組合物包含聚苯硫醚樹脂、石墨、氟化聚烯烴樹脂、晶須和碳納米管。在示例性實(shí) 施方式中，該組合物包含(A)以重量計(jì)約50%至約90%的聚苯硫醚樹脂、(B)以重量計(jì)約 5%至約30%的石墨、(C)以重量計(jì)約5%至約30%的氟化聚烯烴樹脂、(D)以重量計(jì)約 至約10%的晶須、以及(E)以重量計(jì)約0.01%至約10%的碳納米管。聚苯硫醚樹脂(A)的平均分子量可以為約3，000至約50，OOOg/mol。石墨⑶的粒徑為約0. 5至約300 μ m。在一種示例性實(shí)施方式中，可以用堿土金 屬化合物、硅烷偶聯(lián)劑、鈦偶聯(lián)劑或含鋁的偶聯(lián)劑對石墨(B)進(jìn)行表面處理。氟化聚烯烴樹脂(C)的粒徑為約3 μ m至約50 μ m且比重為約1. 2 2. 3g/cm3。晶須⑶的平均直徑為約0. 15 10 μ m且平均長度為約2 100 μ m。在示例性 實(shí)施方式中，晶須可以是選自由氧化鋅晶須、碳酸鈣晶須、二氧化鈦晶須、二氧化硅晶須、碳 化硅晶須、硼酸鋁晶須、硼酸鎂晶須、鈦酸鉀晶須、氮化硅晶須、碳化硅晶須和氧化鋁晶須組 成的組中的一種或多種。在一種示例性實(shí)施方式中，晶須(D)含有碳酸鈣(CaCO3)晶須。 在另一種示例性實(shí)施方式中，晶須(D)可以涂覆有導(dǎo)電材料，該導(dǎo)電材料選自由銀、銅、鋁、 鐵、鈀、氧化錫、氧化銦、碳化硅、碳化鋯、碳化鈦、石墨及它們的混合物組成的組。碳納米管(E)可以包括單壁碳納米管、雙壁碳納米管、多壁碳納米管或它們的混 合物。在一種示例性實(shí)施方式中，碳納米管(E)的平均直徑為約0.5至約IOOnm且平均長 度為約0. 01至約100 μ m。該樹脂組合物中也可以包含添加劑，該添加劑選自由阻燃劑、抗菌劑、脫模劑、熱 穩(wěn)定劑、抗氧化劑、光穩(wěn)定劑、相容劑、染料、顏料、偶聯(lián)劑、裝填材料(charging material) (填料)、增塑劑、抗沖擊改性劑、潤滑劑、抗靜電劑和它們的混合物組成的組。在另一種實(shí)施方式中，本發(fā)明的熱塑性樹脂組合物包含其中分散有石墨、氟化 聚烯烴樹脂、晶須和碳納米管的聚苯硫醚樹脂，并且本發(fā)明的熱塑性樹脂組合物具有根 據(jù)ASTM D257測得的約106Q/Sq(106Q/平方)或更小的表面電阻、根據(jù)JIS K 7218 測得的約0. 16或更小的動(dòng)態(tài)摩擦系數(shù)、根據(jù)ASTM D4060利用泰伯磨擦試驗(yàn)機(jī)(Taber fiction tester)以90rpm的轉(zhuǎn)速在10，000次循環(huán)過程中用兩個(gè)直徑為5cm的圓形鋁片對 IOcmX IOcm的樣品進(jìn)行摩擦之后所測得的約16mg或更小的磨耗損失、以及根據(jù)ASTM D648 測得的在0. 45MPa壓力下為約245°C或更高的熱改性溫度。本發(fā)明提供了由該熱塑性樹脂組合物制成的塑料產(chǎn)品。該塑料產(chǎn)品可以是精密機(jī) 器零件和打印機(jī)軸套。對本發(fā)明的各組分的詳細(xì)解釋如下。
具體實(shí)施例方式(A)聚苯硫醚樹脂本發(fā)明中所使用的聚苯硫醚樹脂(A)具有優(yōu)異的高耐熱性，并且它在約-50°C的 低溫下也能夠保持其特性。此外，在較寬的溫度范圍內(nèi)，它具有優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性和抗蠕變 性。聚苯硫醚樹脂是無毒、安全和阻燃的，從而它不會(huì)發(fā)生顯著的燃燒并且具有相對較低的粘度，以致它被認(rèn)為是制造高度裝填的(high-charged)樹脂復(fù)合物的適合樹脂。在示例性實(shí)施例中，可以使用包含約70mOl%或更多的由以下化學(xué)式1表示的重 復(fù)單元的線性聚苯硫醚樹脂。[化學(xué)式1]
權(quán)利要求
1.一種具有優(yōu)異的導(dǎo)電性、耐磨性和高耐熱性的熱塑性樹脂組合物，包含(A)以重量計(jì)約50%至約90%的聚苯硫醚樹脂；和(B)以重量計(jì)約5%至約30%的石墨；和(C)以重量計(jì)約5%至約30%的氟化聚烯烴樹脂；和(D)以重量計(jì)約至約10%的晶須；和(E)以重量計(jì)約0.01%至約10%的碳納米管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性樹脂組合物，其中，所述聚苯硫醚樹脂(A)的重均分子 量(Mw)為約 3，000g/mol 至約 50，000g/moL·
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性樹脂組合物，其中，所述石墨⑶的粒徑為約 0. 5 μ m ~ 300 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性樹脂組合物，其中，用堿土金屬化合物、硅烷偶聯(lián)劑、 鈦偶聯(lián)劑或鋁偶聯(lián)劑對所述石墨(B)進(jìn)行表面處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性樹脂組合物，其中，所述氟化聚烯烴樹脂(C)的粒徑為 約3 μ m至約50 μ m且比重為約1. 2 2. 3g/cm3。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性樹脂組合物，其中，所述晶須(D)的平均直徑為約 0. 15 μ m至約10 μ m且平均長度為約2 μ m至約100 μ m。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性樹脂組合物，其中，所述晶須(D)選自由氧化鋅晶須、 碳酸鈣晶須、二氧化鈦晶須、二氧化硅晶須、碳化硅晶須、硼酸鋁晶須、硼酸鎂晶須、鈦酸鉀 晶須、氮化硅晶須、碳化硅晶須和氧化鋁晶須組成的組中的一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性樹脂組合物，其中，所述晶須(D)包括碳酸鈣(CaCO3) 晶須。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性樹脂組合物，其中，所述晶須(D)涂覆有導(dǎo)電材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的熱塑性樹脂組合物，其中，所述導(dǎo)電材料選自由銀、銅、鋁、 鐵、鈀、氧化錫、氧化銦、碳化硅、碳化鋯、碳化鈦、石墨和它們的混合物組成的組。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性樹脂組合物，其中，所述碳納米管(E)包含單壁碳納 米管、雙壁碳納米管、多壁碳納米管或它們的混合物。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性樹脂組合物，其中，所述碳納米管(E)的平均外徑為 約0. 5nm至約IOOnm且平均長度為約0. 01 μ m至約100 μ m。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性樹脂組合物，進(jìn)一步包含添加劑，所述添加劑選自由 阻燃劑、抗菌劑、脫模劑、熱穩(wěn)定劑、抗氧化劑、光穩(wěn)定劑、相容劑、染料、顏料、偶聯(lián)劑、裝填 材料、增塑劑、抗沖擊改性劑、潤滑劑、抗靜電劑和它們的混合物組成的組。
14.一種熱塑性樹脂組合物，包含其中分散有石墨、氟化聚烯烴樹脂、晶須和碳納米管 的聚苯硫醚樹脂，并且所述熱塑性樹脂組合物具有根據(jù)ASTM D257測得的約IO6 Ω/Sq或更 小的表面電阻、根據(jù)JIS K7218測得的約0. 16或更小的動(dòng)態(tài)摩擦系數(shù)、根據(jù)ASTM D4060在 以下步驟之后測得的約16mg或更小的磨耗損失制備樹脂組合物的IOcmX IOcm的樣品； 并利用泰伯磨擦試驗(yàn)機(jī)以90rpm的轉(zhuǎn)速在10，000次循環(huán)過程中使所述樣品與兩個(gè)直徑為 5cm的圓形鋁片進(jìn)行摩擦、以及根據(jù)ASTM D648測得在0. 45MPa的壓力下為約245°C或更高 的熱改性溫度。
15.一種由權(quán)利要求1至13的熱塑性樹脂組合物制造的塑料產(chǎn)品。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的塑料產(chǎn)品，其中，所述塑料產(chǎn)品是打印機(jī)軸套。
全文摘要
本發(fā)明的熱塑性樹脂組合物包含(A)以重量計(jì)約50％至約90％的聚苯硫醚樹脂；(B)以重量計(jì)約5％至約30％的石墨；(C)以重量計(jì)約5％至約30％的氟化聚烯烴樹脂；(D)以重量計(jì)約1％至約10％的晶須；和(E)以重量計(jì)約0.01至約10％的碳納米管。該熱塑性樹脂組合物表現(xiàn)出改善的導(dǎo)電性、耐磨性和耐熱性。
文檔編號C08L81/04GK102124056SQ200880130755
公開日2011年7月13日 申請日期2008年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月19日
發(fā)明者張榮奎, 樸烍滸, 李柍實(shí), 金相完 申請人:第一毛織株式會(huì)社