一种聚碳酸酯组合物及其制备方法和应用与流程

本发明涉及高分子材料的，尤其涉及一种聚碳酸酯组合物及其制备方法和应用。

背景技术：

1、在使用电子元件时，常用于运输与保存电子元件的容器是用聚合物制成的载带，元件被收在载带间隔的口袋中，然后再缠绕成卷盘状态。聚碳酸酯具有优异的力学性能、耐热性，常用于制备高要求的载带。为了避免静电吸附灰尘污染元件，通常添加导电碳黑使聚碳酸酯具有抗静电性或导电性。

2、然而，由于导电炭黑填充聚碳酸酯材料粘度大，炭黑较难分散，导致材料熔体稳定性差，挤出载带时，炭黑容易在载带两侧，分布不均匀，而导电炭黑分散与分布不良容易导致载带厚薄不均匀以及缠绕成卷后扭曲变形问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供了一种聚碳酸酯组合物及其制备方法和应用。本发明通过加入碳纳米管与导电炭黑复配并限定导电炭黑的吸油值，不仅有利于提高导电炭黑在聚碳酸树脂中分散性，使得载带不容易出现厚薄不均以及变形的问题，还使得聚碳酸酯树脂组合物具有优异的导电性能。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

3、第一方面，本发明提供了一种聚碳酸酯组合物，包括以下重量份的组分：

4、聚碳酸酯树脂38-86份；聚酯树脂4-21份；导电炭黑9-32份；碳纳米管0.4-3份；所述聚酯树脂为聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯；

5、所述导电炭黑的吸油值为110-175ml/100g。

6、现有技术中，由于导电炭黑填充聚碳酸酯材料后的粘度太大，使得导电炭黑较难分散，进而使得材料的熔体稳定性较差，挤出载带时，导电炭黑容易在载带的两侧分布不均匀，而导电炭黑分散不均匀则容易导致载带厚薄不均以及出现变形问题。而本发明所述聚碳酸酯组合物中，通过加入聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯，一方面，有利于导电炭黑在聚碳酸酯中分散均匀，另一方面，还可以降低载带在挤出成型时产生的内应力，减少缠绕后的变形。本发明通过加入碳纳米管与导电炭黑复配，不仅有利于导电炭黑在聚碳酸酯树脂中的分布，进而提高导电炭黑填充聚碳酸酯树脂的均匀性，还有利于提高组合物的导电性能。若导电炭黑与碳纳米管的比例复配不当，则导电炭黑不能均匀分散于聚碳酸酯树脂中，进而容易出现载带变型或不均匀的现象。

7、因此，本发明通过限定导电炭黑的吸油值，使得载带不容易出现厚薄不均以及变形的问题。

8、本发明中所述导电炭黑的吸油值根据astm d 2414-2019标准测试。

9、优选地，所述导电炭黑的吸油值为110ml/100g、120ml/100g、130ml/100g、140ml/100g、150ml/100g、160ml/100g、175ml/100g中的任意一者或两者的范围值。

10、优选地，所述pctg根据iso 1133-1-2011在260℃/2.16kg负荷下的熔体流动速率为5-30g/10min。

11、优选地，所述pctg根据iso 1133-1-2011在260℃/2.16kg负荷下的熔体流动速率为10-20g/10min。

12、更优选地，所述pctg根据iso 1133-1-2011在260℃/2.16kg负荷下的熔体流动速率为10g/10min、15g/10min、20g/10min中的任意一者或两者的范围值。

13、若pctg的熔体流动速率过低，pctg的粘度过高，不利于导电炭黑均匀分散于聚碳酸酯树脂中；若pctg的熔体流动速率过高，pctg的粘度过低，使得挤出时的稳定性受到影响。因此，本发明通过限定pctg的熔体流动速率在上述范围内，有利于提高导电炭黑在聚碳酸酯树脂中的分散性，不易出现载带变型的问题。

14、优选地，所述聚碳酸酯树脂根据iso 1133-1-2011在300℃/1.2kg负荷下的熔体流动速率为10-30g/10min。

15、更优选地，所述聚碳酸酯树脂根据iso 1133-1-2011在300℃/1.2kg负荷下的熔体流动速率为10g/10min、20g/10min、30g/10min中的任意一者或两者的范围值。

16、优选地，所述碳纳米管为多壁碳纳米管。本发明所述碳纳米管可来自市售或将市售产品筛分或研磨得到。

17、优选地，所述多壁碳纳米管的平均外径为5-20nm，长度为15-35um，碳重量分数不小于97％。

18、本发明的碳纳米管的外径用透射电子显微镜(tem)测量，长度用场发射扫描电子显微镜(fe-sem)测量，外径与长度均测200根取平均值。碳含量用热重分析仪(tga)测量。

19、更优选地，所述多壁碳纳米管的平均外径为8-15nm，长度为20-30um。

20、本发明通过限定碳纳米管的平均外径和长度在上述范围内，有利于保持导电炭黑均匀地分散于聚碳酸酯树脂中。

21、进一步优选地，所述多壁碳纳米管的平均外径为8nm、10nm、15nm中的任意一者或两者的范围值；所述多壁碳纳米管的长度为20um、25um、30um中的任意一者或两者的范围值。

22、该碳纳米管限定的平均外径、长度和碳重量分数是指原料碳纳米管的平均外径、长度和碳重量分数，原料碳纳米管为柔性材料，经且采用从双螺杆挤出机侧喂口加入方式喂料，经过挤出加工处理后外径和长度变化很小，可以忽略不计。

23、优选地，所述聚碳酸酯组合物，包括以下重量份的组分：

24、聚碳酸酯树脂40-85份；聚酯树脂5-20份；导电炭黑10-30份；碳纳米管0.5-2份。

25、优选地，所述聚碳酸酯组合物中，聚碳酸酯树脂和聚酯树脂的质量百分含量之和不低于60％。

26、优选地，所述聚碳酸酯组合物还包括0.5-10份的助剂。

27、优选地，所述助剂包括抗氧剂、阻燃剂、填充剂、紫外光吸收剂、润滑剂中的至少一种。

28、优选地，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫醚类抗氧剂、多芳香胺类抗氧剂、受阻胺类抗氧剂中的至少一种。

29、优选地，所述阻燃剂为溴代聚合物、金属二烷基亚磷酸盐、金属氢氧化物、芳香族磷酸酯中的至少一种。

30、更优选地，所述溴代聚合物为溴代聚苯乙烯。

31、更优选地，所述金属二烷基亚磷酸盐为三(二乙基亚磷酸)铝。

32、更优选地，所述金属氢氧化物为氢氧化镁。

33、更优选地，所述芳香族磷酸酯为间苯二酚二(二苯基磷酸)酯或双酚a二(二苯基磷酸)酯。

34、优选地，所述填充剂为二氧化硅、碳酸钙、滑石、硅灰石、玻璃球、高岭土、单晶纤维、碳纤维、玻璃纤维、硫酸钡中的至少一种。

35、优选地，所述紫外光吸收剂为羟基二苯甲酮类、羟基苯并三唑类、羟基苯并三嗪类、氰基丙烯酸酯类、纳米级无机材料中的至少一种。

36、更优选地，所述纳米级无机材料为氧化钛、氧化铈、氧化锌中的至少一种。

37、优选地，所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯、乙撑双硬脂酰胺、褐煤蜡中的至少一种。

38、本发明中所述聚碳酸酯优选双酚a型。

39、第二方面，本发明还提供一种聚碳酸酯组合物的制备方法，包括以下步骤：

40、将所述聚碳酸酯组合物中的各组分混合均匀，随后置于双螺杆挤出机横纵熔融挤出并造粒，即得聚碳酸酯树脂组合物。

41、优选地，所述双螺杆挤出机在熔融挤出时的温度设置为240-270℃。

42、优选地，所述双螺杆挤出机共10节螺筒，从主喂到机头顺序的第7节螺筒有侧喂口。

43、第三方面，本发明还提供一种聚碳酸酯树脂组合物在制备载带中的应用。

44、本发明所述聚碳酸酯树脂组合物中，导电炭黑能够均匀分散于聚碳酸酯树脂中，使得在制备载带的过程中不易出现载带厚薄不均以及变形的问题。

45、与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明提供了一种聚碳酸酯树脂组合物，该组合物通过加入碳纳米管与导电炭黑复配并限定导电炭黑的吸油值，使得载带不容易出现厚薄不均以及变形的问题，还使得聚碳酸酯树脂组合物具有优异的导电性能。