專利名稱：導(dǎo)電組合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于具有不同極性的兩種熱塑性化合物與玻璃纖維和炭黑和或碳纖維的混合物的導(dǎo)電復(fù)合物及其制備方法。
背景技術(shù)：
在許多工業(yè)應(yīng)用中使用基于導(dǎo)電聚合物的組合物，所述工業(yè)應(yīng)用如消散塑料部件和塑料盒的靜電荷來(lái)屏蔽電子部件不受電磁干擾(EMI)。靜電放電(ESD)應(yīng)用的實(shí)例是電子組件、絕對(duì)無(wú)塵室安裝、存貯盤、水船(water carrier)、芯片外殼和用于防爆環(huán)境的建筑部件。
所設(shè)計(jì)用于消散靜電荷的化合物通常具有102至1013歐姆/平方的表面電阻率，且用于屏蔽EMI應(yīng)用的化合物通常表現(xiàn)出10-2至102歐姆-cm的體電阻率。
在現(xiàn)有技術(shù)中公知具有對(duì)靜電荷消散和EMI屏蔽適宜電阻率的基于聚合物的化合物?，F(xiàn)有技術(shù)中公知的一類化合物是基于表面電阻率為約103至108歐姆/平方、具有多達(dá)40至60wt％的高填充碳量的聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)。對(duì)于需要屏蔽EMI的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，對(duì)于相同種類的聚合物使用了30至50％PAN碳纖維、40％高嶺土、15％鎳包衣碳纖維或5至10％不銹鋼纖維的計(jì)重裝料(weight loading)。
目前使用的增加聚合物導(dǎo)電性的方法是用特定的導(dǎo)電添加劑來(lái)對(duì)其填充，所述導(dǎo)電添加劑例如金屬粉末、金屬纖維、炭黑、碳纖維及最近的固有的導(dǎo)電聚合物粉末。這些物質(zhì)的特征表現(xiàn)是在導(dǎo)電性和填料濃度之間存在強(qiáng)的非線性關(guān)系。在低填料載荷下，聚合物化合物的導(dǎo)電性一般相當(dāng)?shù)?；其?shù)量級(jí)與聚合物基物的相似(10-16至10-11歐姆-1cm-1)。當(dāng)載荷增加時(shí)，導(dǎo)電性經(jīng)狹窄的濃度范圍以數(shù)個(gè)數(shù)量級(jí)急劇上升，然后緩慢向濃縮填料粉末的導(dǎo)電性數(shù)量級(jí)10-4至10-1歐姆-1cm-1增加。這一表現(xiàn)說(shuō)明在臨界體積分?jǐn)?shù)發(fā)生絕緣體-導(dǎo)體轉(zhuǎn)變(突增界限)。這一界限是由于形成了在整體試樣體積各處延伸的鏈狀顆粒網(wǎng)絡(luò)并使電流流動(dòng)。
US專利No.4169816敘述了一種具有高碳含量的導(dǎo)電單一熱塑性物質(zhì)組合物，該組合物包括每100份聚丙烯-乙烯共聚物15-30份炭黑、0.25至1份的二氧化硅和1-10份纖維增強(qiáng)劑，所述纖維增強(qiáng)劑選自碳纖維或碳纖維與玻璃纖維的混合物。
US專利No.5004561敘述了另一種基于單一熱塑性材料的、具有高碳含量的導(dǎo)電組合物，該組合物包括每100份選自聚烯烴、聚苯乙烯和丙烯腈/苯乙烯/丁二烯(ABS)共聚物樹(shù)脂、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯樹(shù)脂(PBT)、聚苯醚和聚酰胺(PA)樹(shù)脂組成的組中的熱塑性樹(shù)脂、30-300份的導(dǎo)電玻璃纖維、5-40份的炭黑和5-40份的石墨。
俄國(guó)專利No.SU1643568敘述了一種基于高碳含量的導(dǎo)電熱塑性材料組合物，其中通過(guò)在基物中分散碳來(lái)獲得導(dǎo)電性。該組合物包括20-35wt％的聚丙烯、10-20wt％的聚酰胺、20-30wt％的炭黑、10-20wt％的石墨和15-20wt％的玻璃纖維。
在現(xiàn)有技術(shù)中一般已知有兩種方法來(lái)制備導(dǎo)電熱塑性制品。在慢生產(chǎn)速率壓塑法中需要少量的填料(如炭黑)來(lái)獲得所需的導(dǎo)電性，但該組合物的機(jī)械性能通常不完善。在快生產(chǎn)速率注塑法中獲得了更好的機(jī)械性能且可制備復(fù)雜幾何形狀的制品但所需的導(dǎo)電填料的數(shù)量高。導(dǎo)電化合物壓塑的一種缺陷是其較慢的加工費(fèi)用高。
用于消散靜電和EMI屏蔽應(yīng)用的基于現(xiàn)有技術(shù)聚合物的化合物需要高百分比的導(dǎo)電添加劑來(lái)形成導(dǎo)電聚合物配混物，導(dǎo)致高的費(fèi)用及可加工性和機(jī)械性能不良，而且高的碳污染對(duì)特別是無(wú)塵室應(yīng)用不利。
發(fā)明概述本發(fā)明提供一種改進(jìn)的熱塑性導(dǎo)電組合物。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，導(dǎo)電組合物包括構(gòu)成連續(xù)基物的第一熱塑性組分和極性大于基物的第二熱塑性組分。該組合物還包括纖維，所述纖維現(xiàn)場(chǎng)被第二熱塑性組分包覆并在基物內(nèi)形成網(wǎng)絡(luò)，另外還包括炭黑組分，該組分優(yōu)選由于其更高的極性而被第二組分所吸引。在顆粒優(yōu)選位置現(xiàn)場(chǎng)形成包括炭黑的包覆網(wǎng)絡(luò)提供了導(dǎo)電組合物。
按照本發(fā)明的另一方面，導(dǎo)電碳填料與第二組分之間的比值足夠高，以使得大部分碳填料位于第二組分與基物的界面上來(lái)提供導(dǎo)電性。然而，碳的總濃度的數(shù)量級(jí)至少低于現(xiàn)有技術(shù)導(dǎo)電組合物的相應(yīng)濃度，因而，使得本發(fā)明的組合物利于在包括無(wú)塵室應(yīng)用的許多應(yīng)用中使用。
本發(fā)明的另一目的是使用快速加工方法來(lái)生產(chǎn)本發(fā)明導(dǎo)電熱塑性組合物。使用注塑法來(lái)生產(chǎn)最近發(fā)明中的導(dǎo)電熱塑性組合物，同時(shí)使用很低的炭黑濃度，并改進(jìn)組合物的機(jī)械性能。
本發(fā)明的導(dǎo)電組合物包含一種基本上包括第一熱塑性組分的基物、極性高于第一熱塑性組分的第二熱塑性組分，所述第二組分包覆許多纖維形成在基物內(nèi)的被包覆纖維的網(wǎng)絡(luò)，所述組合物還包含炭黑，后者優(yōu)選被吸引至第二組分，使得所述網(wǎng)絡(luò)成為在基物內(nèi)部的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。
在本發(fā)明的一種實(shí)施方案中，第一熱塑性組分是添加或不添加彈性體組分的聚烯烴化合物。所述聚烯烴選自可為均聚物或共聚物的聚丙烯和聚乙烯所組成的組。第二組分是聚酰胺或EVOH。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述組合物每100份包括少于20份的聚酰胺或EVOH。
在另一實(shí)施方案中，第一組分是丙烯腈/丁二烯/苯乙烯，第二組分是聚酰胺或EVOH。
在再另一實(shí)施方案中，第一組分選自聚苯乙烯、高抗沖性聚苯乙烯和聚苯氧/聚苯乙烯，第二組分是聚酰胺或EVOH。
本發(fā)明組合物中的纖維可為玻璃纖維。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述組合物每100份包括少于55份的玻璃纖維。
本發(fā)明組合物中的碳組分可是炭黑。作為替代物或組合，所述碳組分可是碳纖維。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述組合物每100份包括少于10份的炭黑。在另一優(yōu)選實(shí)施方案中，所述組合物每100份包括少于30份的碳纖維。
在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述組合物具有約0.1至約109歐姆-cm的一或多種體電阻率，高達(dá)約11000MPa的彎曲模量，和高達(dá)60MPa的抗拉強(qiáng)度。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明由以下結(jié)合附圖的詳細(xì)說(shuō)明可更完全地理解和評(píng)價(jià)本發(fā)明，其中

圖1為本發(fā)明導(dǎo)電熱塑性組合物形態(tài)的示意圖；圖2A-2C是本發(fā)明注塑組合物的冰凍斷裂面的非限定性實(shí)例SEM顯微照片(不同放大倍率)；圖3是說(shuō)明本發(fā)明導(dǎo)電熱塑性組合物制備方法的示意方框圖；圖4A-4D是說(shuō)明本發(fā)明導(dǎo)電熱塑性組合物的優(yōu)選制備方法的四種選擇方案的示意方框圖，其中炭黑是碳化合物；圖5A-5C是說(shuō)明本發(fā)明導(dǎo)電熱塑性組合物的優(yōu)選制備方法的三種選擇方案的示意方框圖，其中碳化合物是炭黑和碳纖維兩種。
本發(fā)明詳細(xì)說(shuō)明現(xiàn)在參照?qǐng)D1。圖1是本發(fā)明多組分導(dǎo)電熱塑性組合物的示意圖。
標(biāo)為10的多組分導(dǎo)電熱塑性組合物包括主要由第一熱塑性化合物形成的基物12、被第二熱塑性化合物16包覆的玻璃纖維14，在第二熱塑性化合物16其中和其上具有在圖2的SEM顯微照片中所示的炭黑。如圖1中所示，被其上具有炭黑的第二熱塑性組合物16包覆的玻璃纖維14在聚丙烯基物12內(nèi)形成了導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，第一熱塑性組分是基于聚烯烴的組分、基于聚苯乙烯(PS)的組分或基于丙烯腈/苯乙烯/丁二烯(ABS)三元共聚物的化合物其中添加或不添加附加的彈性體組分，第二熱塑性組分是聚酰胺(PA)或聚乙烯乙烯醇(Polyethylene Vinyl Alcohol)(EVOH)共聚物。優(yōu)選，彈性體組分是彈性體的混合物。向化合物中添加彈性體組分改變了組合物的機(jī)械性能而不明顯影響其導(dǎo)電性。
由于在組合物10的熔體混合過(guò)程中，聚酰胺或EVOH16與玻璃纖維14的親合性大大強(qiáng)于任何第一熱塑性組分，第二熱塑性組分優(yōu)選在現(xiàn)場(chǎng)包覆玻璃纖維14，如本文以下參照?qǐng)D3所詳細(xì)說(shuō)明，從而在基物12內(nèi)部產(chǎn)生被包覆的纖維網(wǎng)絡(luò)。再有，炭黑顆粒優(yōu)選被吸引至第二熱塑性組分相并位于標(biāo)號(hào)15所示的第二熱塑性組分(聚酰胺或EVOH)基物界面上，從而使用少于現(xiàn)有技術(shù)中含量的炭黑使得被包覆的纖維網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)電，并改進(jìn)了組合物10的機(jī)械性能，如下文所述。
參照?qǐng)D2A-2C的放大倍率不同的三個(gè)掃描電子顯微鏡(SEM)顯微照片，清楚可見(jiàn)被包覆纖維網(wǎng)絡(luò)和炭黑18在第二熱塑性組分相16中的優(yōu)選分布。
本發(fā)明的一個(gè)特別特征是，對(duì)于相近程度的導(dǎo)電性，組合物10包括較現(xiàn)有技術(shù)濃度低的多的炭黑。這是由于在第二熱塑性組分相與基物之間的界面上導(dǎo)電炭黑顆粒形成了連續(xù)的通道(第一滲透量)。另外，嵌入部分的炭黑顆粒位于第二熱塑性塑料16的非結(jié)晶相內(nèi)(第二滲透量)，從而促進(jìn)了導(dǎo)電通道的形成。由被第二熱塑性組分包覆的玻璃纖維形成的網(wǎng)絡(luò)對(duì)此有進(jìn)一步促進(jìn)作用(第三滲透量)。
現(xiàn)在參照說(shuō)明本發(fā)明導(dǎo)電熱塑性組合物優(yōu)選制備方法的圖3至5C。圖3總體上說(shuō)明了該方法，圖4A至4D和圖5A-5C分別說(shuō)明兩種非限定性組合物實(shí)例制備方法的可選擇方案。
圖3所示的方法以時(shí)間順序從左至右包括混合步驟32、造粒步驟34、和注塑步驟36。在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，混合步驟32包括標(biāo)號(hào)為31的聚丙烯與第二熱塑性組分的干混合步驟，隨后是標(biāo)號(hào)為33的熔化和與玻璃纖維熔混，以及隨后的與碳纖維、炭黑或兩者的熔混。在以下所述的非限定性實(shí)例中，混合步驟32在雙螺桿配混機(jī)(Berstorf，Germany)上以200-285℃的加工溫度范圍和55rpm的螺桿轉(zhuǎn)速進(jìn)行。所產(chǎn)生的化合物造粒(步驟34)、然后在裝有三腔美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試物質(zhì)(American Standard Testing Material)(ASTM)模具(拉伸試條、彎曲試條和落鏢沖擊盤)的Battenfeld注塑機(jī)上在200-285℃下注塑(步驟36)。
圖4A-4D圖示了組合物10制備方法的四種優(yōu)選選擇方案，而組合物包括炭黑作為碳化合物。圖4A-4D圖示了組合物10的非限定性實(shí)例，其中含有100重量份聚丙烯、12重量份聚酰胺、30重量份玻璃纖維、和2重量份炭黑。
在圖4A所示的實(shí)施方案中，在標(biāo)號(hào)37所示的注塑階段添加炭黑濃縮物，而不是在配混步驟32中添加，得到537歐姆-cm的電阻率和4819±161MPa的彎曲模量。
圖4B所示為替代方案，其中炭黑濃縮物與聚丙烯和聚酰胺干混合，得到432歐姆-em的電阻率和4649±32MPa的彎曲模量。圖4C所示為替代方案，其中炭黑濃縮物在配混步驟中添加，得到214歐姆-cm的電阻率和4491±51MPa的彎曲模量。
在圖4D的實(shí)施方案中，玻璃纖維與聚丙烯和聚酰胺干混合，而炭黑濃縮物在配混步驟中添加，得到431歐姆-cm的電阻率和3790±63MPa的彎曲模量。
圖5A-5C所示為組合物10制備方法的三種優(yōu)選選擇方案，而復(fù)合碳纖維或炭黑和碳纖維作為碳化合物。圖5A-5C用來(lái)圖示組合物10的非限定性實(shí)例，其中包括100重量份的聚丙烯、12重量份的聚酰胺、30重量份的玻璃纖維、和2重量份的炭黑和20重量份的碳纖維。
在圖5A的選擇方案中，炭黑和碳纖維均是在注塑階段中添加，得到高導(dǎo)電性(電阻率為0.465歐姆-cm)和高彎曲模量(9770±428MPa)。
在圖5B的選擇方案中，炭黑與聚烯烴和聚酰胺干混合，如步驟39所示，替代另一選擇方案的步驟31所示的干混合，而碳纖維在配混步驟中添加(步驟35)，得到2歐姆-cm的電阻率和9550±350MPa的彎曲模量。
在圖5C的選擇方案中，碳纖維在配混階段中添加，得到8歐姆-cm的電阻率和8931±267MPa的彎曲模量。
可認(rèn)識(shí)到，用來(lái)制備形成用于注塑的組合物10的化合物的具體方法可從本文以上所述的非限定性實(shí)施方案中及其許多變化方式中選擇，從而改變組合物10的具體電導(dǎo)率和機(jī)械性能(以上彎曲模量所示)。在所有方法中，本發(fā)明提供了導(dǎo)電熱塑性組合物，該組合物在注塑后具有高電導(dǎo)率和強(qiáng)的機(jī)械性能。
以下實(shí)施例以非限定性的方式說(shuō)明本發(fā)明的一些方面。
在所有實(shí)施例中，通過(guò)按照ASTM D257-93和ASTM D4496-87使用Keithley裝置測(cè)量體電阻率來(lái)確定注塑的復(fù)合物試樣(12.6cm×1.27cm×0.32cm)的電性能。使用銀粉漆消除樣品與電極之間的接觸電阻。
使用對(duì)應(yīng)的ASTM測(cè)試方法來(lái)進(jìn)行機(jī)械性能評(píng)價(jià)。特別是，使用ASTMD0638來(lái)測(cè)量拉伸性能，使用ASTM D790來(lái)測(cè)量彎曲，使用ASTM D256來(lái)測(cè)量懸臂梁式?jīng)_擊強(qiáng)度，和使用ASTM D570來(lái)測(cè)量水吸附作用。
在各試樣中的玻璃纖維含量和炭黑含量分別使用ASTM D5630-94和ASTM D1603-94來(lái)確定。
用JEOL 5400掃描電子顯微鏡研究復(fù)合物形態(tài)。研究冰凍斷裂面。
在實(shí)驗(yàn)中，本研究中使用了工業(yè)級(jí)的PP(均聚物和共聚物)、ABS、PS、HIPS、NORYL(參照表10-13詳細(xì)敘述)、PE(高和低密度級(jí))、彈性體、PA(PA6、PA66、PA11、PA12、PA6/6.9、PA6/12)、EVOH、玻璃纖維(切短玻璃絲束、3.2-6.3mm長(zhǎng)、10-13微米直徑)、導(dǎo)電炭黑和碳纖維(切短纖維、6mm長(zhǎng)、7-8微米直徑)。對(duì)五種類型的炭黑進(jìn)行了研究。它們的性能示于以下表1。
表1
所述的所有混合比均為重量份數(shù)，在各種情況下以100份第一種化合物為基準(zhǔn)。一種導(dǎo)電聚烯烴復(fù)合物包括100重量份的聚合物基物、4至20份的聚酰胺、10至55重量份的玻璃纖維、0.5至10重量份的炭黑、0至30重量份的碳纖維。
對(duì)于以玻璃纖維濃度、聚酰胺/玻璃纖維比值和炭黑濃度為函數(shù)的不同聚酰胺混合物比值研究了組合物10的電和機(jī)械性能。在表2A和2B中列出了以組合物為函數(shù)的電阻率和機(jī)械性能。應(yīng)意識(shí)到試樣是按照本發(fā)明加工方法即注塑法來(lái)制備的。
表2A
表2B
表3A和3B示出了對(duì)于不同聚丙烯/聚酰胺混合物，電阻率和物理性能與組合物10中玻璃纖維濃度的相關(guān)性。清楚可見(jiàn)，隨著玻璃纖維含量增加，拉伸強(qiáng)度、模量和彎曲模量也增加。
表3A
表3B
表4示出了PP/PA/GF/CB體系(phr比值分別為100/12/30/4)的電阻率與所使用的第二熱塑性組分(聚酰胺)類型的相關(guān)性。清楚可見(jiàn)在組合物10中可使用任何類型的聚酰胺，而且其電導(dǎo)率可由選擇聚酰胺的結(jié)晶度來(lái)確定。對(duì)基于PA66和PA6、PA11、PA12(半結(jié)晶態(tài)聚酰胺)的組合物10得到了低于基于PA6/6-9和PA6-12(非晶態(tài)聚酰胺)那些的電阻率值。給定相同的導(dǎo)電添加劑濃度，在基于PA66(所研究的結(jié)晶度最高的聚酰胺)的化合物中獲得了較高值的電導(dǎo)率。
表4
也可意識(shí)到任何類型的炭黑都可用于組合物10。在表5中給出了對(duì)于基于聚丙烯(100份)、PA66(12份)和玻璃纖維(30份)復(fù)合物的五種CB級(jí)復(fù)合物、在兩種載荷量下的電阻率和機(jī)械性能。觀察該表發(fā)現(xiàn)所使用的導(dǎo)電性最大的炭黑Ketjenblacks EC300和EC600提供了最高的電導(dǎo)率。
表5
決定組合物10電阻率和機(jī)械性能的再另一因素是所使用的聚合物基物的可流動(dòng)性(MFI)。如從以下表6清楚可見(jiàn)，使用例如具有更高M(jìn)FI的聚丙烯獲得了顯著低的電阻。以下給出表6。
表6
下文中表7提供了包括碳纖維的組合物10的實(shí)施例，所述碳纖維如本文以上參照?qǐng)D5A-5C所說(shuō)明。在碳纖維/炭黑/玻璃纖維/第二熱塑性組分(聚酰胺)/聚丙烯配混物中獲得了小于1歐姆-cm的體電阻率。以下表7說(shuō)明了非限定性含碳纖維的組合物及其性能。
表7
可意識(shí)到本發(fā)明組合物特別是包括碳纖維且電阻率小于1歐姆-cm的那些組合物以低炭黑和碳纖維含量提供了改進(jìn)的電磁干擾(EMI)屏蔽作用。因而，在寬范圍的應(yīng)用中它們優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)導(dǎo)電塑料，例如絕對(duì)無(wú)塵室應(yīng)用中，其中碳數(shù)量對(duì)于過(guò)程的清潔是重要的。
應(yīng)理解本發(fā)明不受本文以上敘述所限制，還存在落入本發(fā)明范圍的許多改變方案。例如，本發(fā)明是參照聚丙烯進(jìn)行敘述的，但本發(fā)明同樣適用于其它聚烯烴如聚乙烯及聚乙烯-聚丙烯混合物。基于聚乙烯的組合物使用LDPE和HDPE級(jí)以與聚丙烯基本相同的方式來(lái)制備。作為一種實(shí)例，混有11份聚酰胺(PA6)、20份玻璃纖維和4.4份炭黑(EC-300)的基于聚乙烯的組合物(100份，以相似的重量基準(zhǔn))表現(xiàn)出105-106歐姆-cm的體電阻率。
表8說(shuō)明了另二個(gè)基于聚乙烯的組合物的實(shí)例。
表8
在另一個(gè)可選擇的實(shí)施方案中，聚烯烴組分被另一種熱塑性化合物替代作為形成基物12的第一組分。在四種優(yōu)選實(shí)施方案中，形成基物12的第一組分是丙烯腈/丁二烯/苯乙烯(ABS)、聚苯乙烯(PS)、高抗沖擊聚苯乙烯(HIPS)和聚苯醚/聚苯乙烯(NORYL)。
表9說(shuō)明兩種基于聚乙烯-聚丙烯的組合物的實(shí)施例。
表9
表10說(shuō)明了具有不同第二熱塑性組分(不同類型的聚酰胺組合物、不同玻璃纖維含量和不同低含量的(少于或等于3phr)的炭黑)的、由ABS、PS、HIPS和NORYL形成的組合物10的非限定性實(shí)例。
表10
表11、12和13提供了分別基于PS，HIPS和NORYL的組合物及其機(jī)械性能的進(jìn)一步的實(shí)例。
表11說(shuō)明了在PS/PA/GF/CB化合物中電阻率和物理性能與玻璃纖維濃度的相關(guān)性。
表11
表12說(shuō)明了在HIPS/PA/GF/CB化合物中電阻率和物理性能與玻璃纖維濃度的相關(guān)性。
表12
表13說(shuō)明了在Noryl/PA66/GF/CB化合物中電阻率和物理性能與玻璃纖維濃度的相關(guān)性。
表13
表14說(shuō)明了其中第二熱塑性組分是EVOH和非聚酰胺的組合物10。該表說(shuō)明了在PP/EVOH/GF/CB化合物中電阻率與玻璃纖維濃度的相關(guān)性。
表14
表15說(shuō)明了在含有彈性體的PP/PA/GF/CB(PP∶彈性體60∶40)的化合物中電阻率和物理性能與玻璃纖維濃度的相關(guān)性。清楚可見(jiàn)含有彈性體的化合物比表3B中所列的化合物具有更高的沖擊強(qiáng)度。
表15
本領(lǐng)域的技術(shù)人員可理解本發(fā)明并不限定于以上所示和所敘述的內(nèi)容。本發(fā)明的范圍僅由所附的權(quán)利要求書(shū)來(lái)限定。
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)電組合物，包括基本上包括第一熱塑性組分的基物；極性高于所述第一熱塑性組分的第二熱塑性組分，所述第二組分包覆許多纖維，所述纖維在所述基物內(nèi)形成被包覆纖維的網(wǎng)絡(luò)；和一種碳組分，該組分優(yōu)選被吸引至所述第二組分，使得所述網(wǎng)絡(luò)成為在所述基物內(nèi)的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。
2.如權(quán)利要求1的組合物，其中所述第一熱塑性組分是添加或不添加彈性體組分的聚烯烴化合物。
3.如權(quán)利要求2的組合物，其中所述聚烯烴選自由聚丙烯和聚乙烯組成的組。
4.如權(quán)利要求3的組合物，其中所述聚丙烯是均聚物或共聚物。
5.權(quán)利要求1的組合物，其中所述第二組分是聚酰胺或EVOH。
6.如權(quán)利要求5的組合物，其中所述組合物包括每100份小于20份的聚酰胺或EVOH。
7.如權(quán)利要求1的組合物，其中所述纖維是玻璃纖維。
8.如權(quán)利要求7的組合物，其中所述組合物包括每100份小于55份的玻璃纖維。
9.如權(quán)利要求1的組合物，其中所述碳組分是炭黑。
10.如權(quán)利要求1的組合物，其中所述碳組分是碳纖維。
11.如權(quán)利要求1的組合物，其中所述碳組分是炭黑與碳纖維的混合物。
12.如權(quán)利要求9的組合物，包括每100份小于10份的炭黑。
13.權(quán)利要求10的組合物，包括每100份小于30份的碳纖維。
14.如權(quán)利要求1的組合物，具有約0.1至約109歐姆-cm的體電阻率。
15.如權(quán)利要求1的組合物，具有高達(dá)約11,000MPa的彎曲模量。
16.如權(quán)利要求9的組合物，具有高達(dá)60MPa的拉伸強(qiáng)度。
17.如權(quán)利要求1的組合物，其中所述第一組分選自丙烯腈/丁二烯/苯乙烯、聚苯乙烯、高抗沖擊聚苯乙烯和聚苯醚/聚苯乙烯。
18.如權(quán)利要求17的組合物，其中所述第二組分是聚酰胺或EVOH。
19.如權(quán)利要求2的組合物，其中所述彈性體組分包括彈性體的組合。
20.如權(quán)利要求19的組合物，其中所述彈性體的組合影響所述組合物的機(jī)械性能，而不顯著影響其導(dǎo)電性。
21.一種制備導(dǎo)電組合物的方法，包括使基本包括第一熱塑性組分的基物與極性高于所述第一熱塑性組分的第二熱塑性組分混合的步驟，所述第二組分包覆許多纖維，在所述基物內(nèi)形成被包覆纖維的網(wǎng)絡(luò)；和碳組分，該組分優(yōu)選被吸引至所述第二組分，使得所述網(wǎng)絡(luò)成為在所述基物內(nèi)的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。
22.如權(quán)利要求21的方法，還包括由聚烯烴化合物添加或不添加彈性體組分來(lái)形成所述第一熱塑性組分的步驟。
23.如權(quán)利要求22的方法，其中所述聚烯烴選自由聚丙烯和聚乙烯組成的組。
24.如權(quán)利要求23的組合物，其中所述聚丙烯是均聚物或共聚物。
25.如權(quán)利要求21的組合物，還包括由聚酰胺或EVOH形成所述第二熱塑性組分的步驟。
26.如權(quán)利要求25的方法，其中所述組合物包括每100份小于20份的聚酰胺。
27.如權(quán)利要求21的方法，其中所述纖維是玻璃纖維。
28.如權(quán)利要求27的方法，其中所述組合物包括每100份小于55份的玻璃纖維。
29.如權(quán)利要求21的方法，其中所述碳組分是炭黑。
30如權(quán)利要求21的方法，其中所述碳組分是碳纖維。
31如權(quán)利要求21的方法，其中所述碳組分是炭黑與碳纖維的混合物。
32.如權(quán)利要求29的方法，包括每100份小于10份的炭黑。
33.如權(quán)利要求30的方法，其中所述組合物包括每100份小于30份的碳纖維。
34.如權(quán)利要求21的方法，其中所述組合物具有約0.1至約109歐姆-cm的體電阻率。
35.如權(quán)利要求21的方法，其中所述組合物具有高達(dá)約11,000MPa的彎曲模量。
36.如權(quán)利要求29的方法，其中所述組合物具有高達(dá)60MPa的拉伸強(qiáng)度。
37如權(quán)利要求21的方法，包括由丙烯腈/丁二烯/苯乙烯、聚苯乙烯、高抗沖擊聚苯乙烯和聚苯醚/聚苯乙烯形成所述第一組分的步驟。
38.如權(quán)利要求37的方法，其中所述第二組分是聚酰胺或EVOH。
39.如權(quán)利要求21的方法，其中所述彈性體組分包括彈性體的組合。
40如權(quán)利要求39的方法，其中所述彈性體的組合影響所述組合物的機(jī)械性能，而不顯著影響其導(dǎo)電性。
全文摘要
一種導(dǎo)電組合物(10)及其制備方法，例如通過(guò)注塑法。該組合物包括基本包含第一熱塑性組分(12)的基物、極性高于第一熱塑性組分的第二熱塑性組分(16)，所述第二熱塑性組分包覆許多纖維(14)，形成在基物內(nèi)部的被包覆的纖維網(wǎng)絡(luò)，還包括一種碳組分(18)，所述碳組分優(yōu)選被吸引至第二組分，使得所述網(wǎng)絡(luò)成為在基物內(nèi)的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。
文檔編號(hào)C08F283/00GK1240045SQ97180346
公開(kāi)日1999年12月29日 申請(qǐng)日期1997年10月26日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月7日
發(fā)明者M·納基斯, R·特霍達(dá)克夫, A·西格曼, A·瓦克斯曼 申請(qǐng)人:卡梅爾奧利芬斯有限公司