[發明專利]一種導電性聚碳酸酯混合物及其制備方法

有效

• 申請號: 200910239056.1
• 申請日: 2009-12-28
• 公開（公告）號: CN101759987A
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發明（設計）人: 毛澄宇
• 申請（專利權）人: 毛澄宇
• 主分類號: C08L69/00
• 分類號: C08L69/00;C08L25/06;C08L25/14;C08L25/12;C08L53/02;C08L51/04;C08L55/02;C08K13/04;C08K7/00;C08K3/04;H01B1/24
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;潘中毅

技術領域

本發明涉及高分子新材料領域，尤其涉及一種導電性聚碳酸酯混合物及其 制備方法。

背景技術

采用一般高分子樹脂作為基體，并加入炭黑、石墨、碳納米管、碳纖維等 碳素型導電性介質或加入各種金屬粒子、金屬纖維等金屬型導電性介質經填充 復合的方法制備的填充型導電高分子復合材料，因其具有制備工藝簡單、電導 率易于調節、原材料來源廣泛、成本低、易于加工成型等優點，并且這些導電 高分子復合材料可以廣泛地應用于汽車、電氣及電子儀器、辦公設備、工業機 械等領域，可以滿足和擴大高分子材料在各種用途上的需要，因此，其材料的 制備技術和應用技術，歷來為人們所密切關注。

目前，工業上填充型導電高分子復合材料在制備中使用最多的導電性介質 為炭黑，炭黑工業化歷史悠久、來源廣泛、價格相對低廉，在填充型導電高分 子復合材料技術發展中發揮了極其重要的作用。但在導電性高分子復合材料制 備中，一般導電性介質的種類、粒子形態、分散狀態、添加量等因素將對其材 料的導電性能具有較大的影響。如在使用炭黑作為導電性介質時，由于其固有 的形態結構特征所決定的導電效率低、分散性差等問題比較突出，且易產生很 多相關的不良影響，包括因炭黑導電效率低需多量添加而易于引致材料耐熱性 能下降、機械性能下降、流動性能下降等問題。

近年來，伴隨著納米科學與技術的進步，作為新興碳素材料的碳納米管日 益引起人們的關注。碳納米管本身不僅具有非常好的導電性，而且具有較大長 徑比特征，其強度高密度小，特別是在高性能高分子復合材料制備中具有重要 的應用價值。與傳統的碳素材料如炭黑或者碳纖維相比，使用碳納米管作為導 電性介質時，可以使體系在實現導電時的逾滲值有較大的降低。目前，隨著碳 納米管工業化量產制備技術的實現，利用其作為新興導電介質制備導電高分子 復合材料，已逐漸成為導電復合材料研究領域的熱點。

碳納米管目前工業化量產規模小、成本高，因此，如何在技術上實現在導 電復合材料制備中提高其使用效率，對碳納米管填充型導電復合材料的工業用 途的發展具有重要的意義。人們在研究或生產中一般所采用的提高碳納米管使 用效率的方法，包括各種對碳納米管表面修飾的方法、將高分子基體和碳納米 管進行溶液共混的方法、將單體和碳納米管進行原位聚合的方法等等。這些方 法雖然可以在某種程度上提高碳納米管的使用效率，但因其存在操作步驟復雜、 耗費溶劑量大、技術局限性大等問題而不適用于工業化生產。

此外，對導電高分子復合材料中的高分子基體而言，聚碳酸酯(PC)是目 前國內外生產量最大用途最廣泛的一種重要的工程塑料，因其綜合性能好，可 以被廣泛地應用于電子電氣、汽車工業、醫療器械、建筑和照明用具等各種工 業領域。但是，由于聚碳酸酯存在熔體粘度高、易發生高溫水解等缺點，一般 在較低的碳納米管或炭黑的添加量下或即使在高添加量但因不易分散均勻等原 因而難以形成有效的導電網絡。然而，為了提高材料導電性能，則需增大碳納 米管或炭黑的添加量，并需改善其在聚碳酸酯中的分散程度，但改善分散程度 則必須采取高溫或較強的混煉方式，而采用這樣的方式往往會導致材料發生熱 解或機械降解，并使材料產生物理機械性能下降、易應力開裂、對缺口敏感等 種種問題。

發明內容

為解決上述問題，本發明旨在提供一種導電性聚碳酸酯混合物及其制備方 法，使碳納米管、炭黑等導電性介質選擇性地分布于聚碳酸酯連續相中，以較 好地達到提高導電性介質使用效率的目的，同時使材料實現較好的導電性能且 降低其制備成本。

本發明一方面提供了一種導電性聚碳酸酯混合物，包括聚碳酸酯、聚合物 以及導電填充物，其特征在于，所述聚合物是非晶性苯乙烯系聚合物，所述導 電填充物是碳納米管，所述聚碳酸酯、非晶性苯乙烯系聚合物及碳納米管的重 量百分比如下：

聚碳酸酯60～95％，

非晶性苯乙烯系聚合物5～40％，

所述碳納米管占所述聚碳酸酯與非晶性苯乙烯系聚合物二者總量的重量百 分數是0.3～5.0％。

其中，聚碳酸酯是以(-O-R-O-CO-)鏈節為重復單元的，且其中R的結構 是由雙酚A分子結構中2個OH基中間的骨架所形成的通稱雙酚A型的聚碳酸 酯，既可以由光氣法制造，也可以由酯交換法或其他方法制造，其粘均分子量 為12000～55000，優選為14000～32000。