[發明專利]高導電性PBT/ASA組合物及其制備設備、方法和應用

有效

• 申請號: 201210303510.7
• 申請日: 2012-08-23
• 公開（公告）號: CN102850735A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 葉楚祥
• 申請（專利權）人: 上海梵和聚合材料有限公司
• 主分類號: C08L67/02
• 分類號: C08L67/02;C08L51/00;C08L83/04;C08K7/14;B29B9/06;G03G15/00
• 代理公司: 上海三方專利事務所 31127
• 代理人: 吳干權;錢品興

[技術領域]

本發明涉及導電組合物及其制備設備、方法和應用，特別涉及一種導電級的含有PBT/ASA的高導電性的組合物及其制備設備、方法和應用。

[背景技術]

目前應用在金融工具（如：點鈔機）和激光打印機上的導電輥（材質為導電增強PBT），基本上是通過在PBT樹脂中添加石墨、金屬粉、導電碳黑、碳纖維、碳納米管等其中一種或多種混合導電介質得到的，其中石墨、金屬粉、導電碳黑由于添加量大（10～20%）而導致材料韌性不好，容易開裂；碳纖維由于單價昂貴而導致材料的性價比不合理；

而碳納米管(CNT)，管狀的納米級石墨晶體，是單層或多層石墨片圍繞中心軸按一定的螺旋角卷曲而成的無縫納米級管，每層的C是SP2雜化，形成六邊形平面的圓柱面；由于其獨特的電學、光學和機械特性，碳納米管在物理、化學、信息技術、環境科學、材料科學、能源技術、生命及醫學科學等領域均具有廣闊的應用前景；正是由于碳納米管這種潛在的價值和廣泛的應用前景，使有關碳納米管復合材料的研究成為最受關注的研究領域之一。

從目前國內公開的專利文獻看，國內對碳納米管的合成研究非常關注，而對碳納米管的應用開發相當滯后，如專利CN102532823A，盡管已經添加了碳納米管1～7%，但是材料的表面電阻率還是偏高（10⁶～10¹⁰Ω/sq），只能屬于抗靜電級，不能屬于導電級（10⁰～10⁵Ω/sq），究其原因在于對碳納米管復合材料的應用研究還不夠深入。

在日常使用點鈔機或激光打印機的過程中，人們經常發現點鈔機在高速點鈔過程中出現數目出錯、卡機、紙鈔重疊等現象和激光打印機在打印過程中也會出現字跡清晰度不均一、紙張重疊等現象，究其原因在于點鈔機和激光打印機的導電輥在高速滾動時會與紙張摩擦產生大量的靜電電荷，而大量的靜電電荷堆積在導電輥上且無法通過導電輥快速消除的話，就會導致以上所述的現象發生。目前國內生產的導電棍的表面電阻率基本在10⁶～10¹⁰Ω/sq，屬于抗靜電級，達不到導電級，而國外進口（日本或德國）的點鈔機或激光打印機的導電輥的表面電阻率均為10³～10⁴Ω/sq，屬于導電級，因此目前國產的導電輥和進口材料的表面電阻率存在很大的差距。

碳納米管(CNT)，管狀的納米級石墨晶體，是單層或多層石墨片圍繞中心軸按一定的螺旋角卷曲而成的無縫納米級管，每層的C是SP2雜化，形成六邊形平面的圓柱面。碳納米管可以是單壁納米管或多壁納米管，即具有兩個或更多個通常同心的壁的管，直徑1～50nm，長度1～100μm，具有非常大的長徑比。碳納米管的幾何形狀有直的、彎曲的或彎折的，并且碳納米管一般以這些幾何形狀的組合物形式存在；同時也有一些類型的碳納米管被以纏繞或集束的形式存在，即它們纏結在一起成為較大的結構體，但尺寸仍然屬于納米級，形態很像我們日常生活中的擦洗墊或鋼絲絨，特別需要指出的是這種較大的結構體往往含有數量較大的的非晶碳。基于以上所述，碳納米管穩定分散在PBT/ASA組合物體系(PBT：聚對苯二甲酸丁二醇酯，ASA：丙烯酸-苯乙烯-丙烯腈共聚物)中且形成穩定的導電網絡結構并非能夠輕易實現的，原因在于碳納米管之間存在強吸引力這一公認現象所造成的，強吸引力的結果會導致碳納米管趨向于呈納米管的附屬物形式存在，這種納米管的附屬物難以分散。

[發明內容]

為了解決現有技術中碳納米管無法均勻分散在PBT/ASA組合物體系中導致材料導電性差的問題，本發明提供一種均勻分散碳納米管的導電級PBT/ASA組合物及其制備方法和應用。

為實現上述目的，本發明首先提供一種具有高導電性的PBT/ASA組合物，所述的組合物表面電阻率為?10³～10⁵Ω/sq，該組合物由占下述組合物重量百分比的成分組成，

所述的中間體為占中間體重量百分比10～20%的碳納米管、79～89%的PBT和0.2～1%的碳納米管分散劑組成，所述的中間體的表面電阻率為10⁰～10¹Ω/sq。

上述組合物能夠得到表面電阻率在10³～10⁵Ω/sq?，達到了導電級的水平；碳納米管在組合物中均勻地分散，分散相（碳納米管）均勻地分散在連續相（PBT）體系中，并形成了穩定的導電網絡結構，不會出現局部堆積或表面堆積的現象。