專利名稱：一種導(dǎo)熱抗靜電pet/ptt材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種高分子復(fù)合材料及其制備方法技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到一種導(dǎo)熱抗靜電PET/PTT材料，還涉及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚酯塑料一般是不良導(dǎo)熱體和具有良好的電絕緣性能。當(dāng)其置于熱源中時(shí)，由于熱量集中在局部區(qū)域并持續(xù)增多，在基體中幾乎沒(méi)有熱量傳遞，如持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，熱量集中在“局部過(guò)熱點(diǎn)”，最終將使溫度上升到材料所能承受的極限能力，導(dǎo)致材料相關(guān)性能失效。另外，在工業(yè)生產(chǎn)和產(chǎn)品應(yīng)用中，還會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)摩擦和剝離的過(guò)程，聚酯因其本身體積電阻大，極易產(chǎn)生靜電并帶來(lái)危害，如導(dǎo)致 精密儀器失真、電子元件報(bào)廢、失火和發(fā)生爆炸等事故，使其在一些領(lǐng)域的使用受到限制。為了制造具有優(yōu)良綜合性能的導(dǎo)熱塑料，通常將具有高導(dǎo)熱性的金屬或無(wú)機(jī)填料對(duì)塑料進(jìn)行填充，如銅粉、鋁粉等金屬粉末填料，金屬氧化物，金屬氮化物及無(wú)機(jī)非金屬等，這樣得到的導(dǎo)熱塑料經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)墓に囂幚砘蚺浞秸{(diào)整可應(yīng)用于某些特殊領(lǐng)域的導(dǎo)熱要求。而塑料抗靜電最常用的方法是添加抗靜電劑。目前使用的抗靜電劑主要是表面活性劑。其化學(xué)結(jié)構(gòu)中含有一個(gè)或幾個(gè)極性基團(tuán)(親水基)和疏水基(親油基)。在添加時(shí)，一部分抗靜電劑滲透到樹脂表面，親水基吸收空氣中的水份，形成極薄的水溶性導(dǎo)電層，從而使靜電荷可以沿導(dǎo)電層迅速逸散。國(guó)內(nèi)使用的主要以小分子量的陰、陽(yáng)離子外涂型抗靜電劑為主。該類抗靜電劑最大的缺點(diǎn)就是耐久性差，且受大氣濕度影響大。碳納米管的導(dǎo)熱性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于金屬材料，招材料的導(dǎo)熱系數(shù)為200W/mK,而用實(shí)驗(yàn)測(cè)出多壁碳納米管的室溫?zé)釋?dǎo)率達(dá)3000W/mK。因此，碳納米管作為導(dǎo)熱塑料的填料，可以大幅度地改善導(dǎo)熱塑料的熱傳導(dǎo)率。碳納米管的導(dǎo)電性能優(yōu)于銅，可均勻分散在聚合物基體中形成導(dǎo)電通道，從而制成導(dǎo)電或抗靜電材料。此外，碳納米管強(qiáng)度極高、彈性模量也高，具有優(yōu)良的耐磨與抗疲勞腐蝕、耐高熱性能，通過(guò)與高分子材料復(fù)合，還可賦予材料新的性倉(cāng)泛。聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯(PTT)是兩種重要的聚酯塑料。PET價(jià)格低廉，且具有較好的力學(xué)性能和耐熱性能；PTT具有良好的加工性能和機(jī)械性能，而ΡΕΤ/ΡΤΤ共混聚酯則結(jié)合了兩種聚酯塑料的優(yōu)點(diǎn)，是一種性能良好的高分子合金材料。申請(qǐng)?zhí)枮镃N200810025884.0的中國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)了 “一種抗靜電導(dǎo)熱塑料”，該專利采用硫化鋅作為填料與聚苯硫醚熔融共混，制得具有一定抗靜電和導(dǎo)熱性能的塑料，但該方法導(dǎo)電填料填充量高，在無(wú)機(jī)填料高填充量的情況下，難以保證聚合物材料的整體性能。申請(qǐng)?zhí)枮镃N201210072062.4的中國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)了 “一種導(dǎo)熱抗靜電PC/ABS材料及其制備方法”，該專利采用三氧化二鋁、氧化鎂等導(dǎo)熱粉和石墨、碳纖維等抗靜電劑兩種填料相互配合協(xié)調(diào)作用，以達(dá)到導(dǎo)熱和抗靜電效果，方法較為復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種以碳納米管為導(dǎo)熱抗靜電填料，PET/PTT聚酯為基體的導(dǎo)熱抗靜電材料，還提供其制備方法，以制得導(dǎo)熱和抗靜電性能俱佳的復(fù)合材料。本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下:
一種導(dǎo)熱抗靜電PET/PTT材料，由如下質(zhì)量份數(shù)的組分組成:
PET聚酯60 85份；
PTT聚酯10 30份；
碳納米管1.0^6.0份；
偶聯(lián)劑ο.Γι.0份；
分散劑ο.Γι.0份；
穩(wěn)定劑ο.Γι.0份。所述碳納米管為粒徑0.5^200nm,長(zhǎng)度5 20 μ m的碳納米管。所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑中的KH550，KH560, KH570的一種或幾種。所述分散劑為聚乙烯蠟。

所述穩(wěn)定劑為亞磷酸酯。上述導(dǎo)熱抗靜電PET/PTT材料的制備方法，按步驟為:
步驟1、將1.(Γ6.0份碳納米管放入體積比為3:1的濃H2SO4和HNO3的混合液中，在超聲波振蕩和機(jī)械攪拌作用下，處理2飛h，然后用大量去離子水洗滌至中性；
步驟2、將步驟I所得到的碳納米管在質(zhì)量百分比為0.Γ1.0%硅烷偶聯(lián)劑水溶液中超聲分散3飛h,過(guò)濾、真空干燥；
步驟3、將PET和PTT聚酯在13(Tl50°C烘箱中干燥4 6h，以除去水分；
步驟4、將步驟3得到的60 85份PET聚酯和10 30份PTT聚酯與步驟2所得到的1.(Γ6.0份碳納米管，以及ο.Γι份聚乙烯蠟，ο.Γι.0份亞磷酸酯在高速混合機(jī)中混合2(T50min，然后將混合物經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出、冷卻、切粒制得導(dǎo)熱抗靜電PET/PTT塑料。本發(fā)明的有益效果為:
1、本發(fā)明使用PET/PTT聚酯塑料作為基體，結(jié)合了兩種聚酯的優(yōu)點(diǎn)，耐熱性能和加工性能等良好。兩種聚酯塑料中，PET為6(Γ85份，PTT為1(Γ30份，之所以按照這樣的比例，是因?yàn)榘l(fā)明人經(jīng)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，PET價(jià)格較低，但加工成型性能差，而加入少量的PTT可以改善性能又不會(huì)過(guò)度增加成本。但PTT加入過(guò)多，如50%，則會(huì)顯著減緩材料結(jié)晶速度，影響加工。2、本發(fā)明采用單一的碳納米管作為功能填料，與ΡΕΤ/ΡΤΤ聚酯等直接熔融共混，所得的復(fù)合材料同時(shí)具有導(dǎo)熱和抗靜電功能，功能填料的添加量少，操作工藝簡(jiǎn)單，產(chǎn)品的耐久性好，可在通常環(huán)境下長(zhǎng)期使用，并且碳納米管對(duì)其他常規(guī)塑料加工助劑如穩(wěn)定劑、阻燃劑等無(wú)不良影響，有利于材料的配方調(diào)整。3、本發(fā)明制備方法采用可以工業(yè)化的熔融擠出法，適合于工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1:
一種導(dǎo)熱抗靜電PET/PTT材料，其制備方法按步驟為:
步驟1、將1.0份碳納米管放入體積比為3:1的濃H2SO4和HNO3的混合液中，在超聲波振蕩和機(jī)械攪拌作用下，處理3h，然后用大量去離子水洗滌至中性；
步驟2、將步驟I所得到的碳納米管在質(zhì)量百分比為0.3%KH550硅烷偶聯(lián)劑水溶液中超聲分散4h，過(guò)濾、真空干燥；
步驟3、將PET和PTT聚酯在140°C烘箱中干燥4h，以除去水分；
步驟4、將烘干后的80份PET和10份PTT聚酯與所得到的1.0份碳納米管，以及0.2份聚乙烯蠟，0.3份亞磷酸酯在高速混合機(jī)中混合30min，然后將混合物經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出、冷卻、切粒制得導(dǎo)熱抗靜電PET/PTT塑料。實(shí)施例2:
一種導(dǎo)熱抗靜電PET/PTT材料，其制備方法按步驟為:
步驟1、將2.0份碳納米管放入體積比為3:1的濃H2SO4和HNO3的混合液中，在超聲波振蕩和機(jī)械攪拌作用下，處理4h，然后用大量去離子水洗滌至中性；
步驟2、將所得到的碳納米管在質(zhì)量百分比為0.5%KH570硅烷偶聯(lián)劑水溶液中超聲分散4h，過(guò)濾、真空干燥；
步驟3、將PET和PTT聚 酯在150°C烘箱中干燥3h，以除去水分；
步驟4、將烘干后的70份PET和20份PTT聚酯與所得到的2.0份碳納米管，以及0.3份聚乙烯蠟，0.2份亞磷酸酯在高速混合機(jī)中混合25min，然后將混合物經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出、冷卻、切粒制得導(dǎo)熱抗靜電PET/PTT塑料。實(shí)施例3:
一種導(dǎo)熱抗靜電PET/PTT材料，其制備方法按步驟為:
I將4.0份碳納米管放入體積比為3:1的濃H2SO4和HNO3的混合液中，在超聲波振蕩和機(jī)械攪拌作用下，處理6h，然后用大量去離子水洗滌至中性；
2將所得到的碳納米管在質(zhì)量百分比為0.3%KH550硅烷偶聯(lián)劑水溶液中超聲分散2h，過(guò)濾、真空干燥；
3將PET和PTT聚酯在140°C烘箱中干燥4h，以除去水分；
4將烘干后的75份PET和15份PTT聚酯與所得到的4.0份碳納米管，以及0.6份聚乙烯蠟，0.5份亞磷酸酯在高速混合機(jī)中混合40min，然后將混合物經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出、冷卻、切粒制得導(dǎo)熱抗靜電PET/PTT塑料。實(shí)施例4:
一種導(dǎo)熱抗靜電PET/PTT材料，其制備方法按步驟為:
步驟1、將3.0份碳納米管放入體積比為3:1的濃H2SO4和HNO3的混合液中，在超聲波振蕩和機(jī)械攪拌作用下，處理5h，然后用大量去離子水洗滌至中性；
步驟2、將所得到的碳納米管在質(zhì)量百分比為0.7%KH570硅烷偶聯(lián)劑水溶液中超聲分散6h，過(guò)濾、真空干燥；
步驟3、將PET和PTT聚酯在130°C烘箱中干燥6h，以除去水分；
步驟4、將烘干后的60份PET和30份PTT聚酯與所得到的3.0份碳納米管，以及0.7份聚乙烯蠟，0.4份亞磷酸酯在高速混合機(jī)中混合50min，然后將混合物經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出、冷卻、切粒制得導(dǎo)熱抗靜電PET/PTT塑料。實(shí)施例5:
一種導(dǎo)熱抗靜電PET/PTT材料，其制備方法按步驟為:
步驟1、將5.0份碳納米管放入體積比為3:1的濃H2SO4和HNO3的混合液中，在超聲波振蕩和機(jī)械攪拌作用下，處理6h，然后用大量去離子水洗滌至中性；
步驟2、將所得到的碳納米管在質(zhì)量百分比為0.7%KH550硅烷偶聯(lián)劑水溶液中超聲分散3h，過(guò)濾、真空干燥；
步驟3、將PET和PTT聚酯在140°C烘箱中干燥6h，以除去水分；
步驟4、將烘干后的85份PET和10份PTT聚酯與所得到的5.0份碳納米管，以及0.6份聚乙烯蠟，0.2份亞磷酸酯在高速混合機(jī)中混合45min，然后將混合物經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出、冷卻、切粒制得導(dǎo)熱抗靜電PET/PTT塑料。實(shí)施例6:
一種導(dǎo)熱抗靜電PET/PTT材料，其制備方法按步驟為: 步驟1、將1.0份碳納米管放入體積比為3:1濃H2SO4和HNO3的混合液中，在超聲波振蕩和機(jī)械攪拌作用下，處理3h，然后用大量去離子水洗滌至中性；
步驟2、將所得到的碳納米管在質(zhì)量百分比為0.3%KH550硅烷偶聯(lián)劑水溶液中超聲分散4h，過(guò)濾、真空干燥；
步驟3、將PET和PTT聚酯在140°C烘箱中干燥4h，以除去水分；
步驟4、將烘干后的80份PET和10份PTT聚酯與所得到的1.0份碳納米管，以及0.2份聚乙烯蠟，0.3份亞磷酸酯在高速混合機(jī)中混合30min，然后將混合物經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出、冷卻、切粒制得導(dǎo)熱抗靜電PET/PTT塑料。實(shí)施例7:
一種導(dǎo)熱抗靜電PET/PTT材料，其制備方法按步驟為:
步驟1、將6.0份碳納米管放入體積比為3:1的濃H2SO4和HNO3的混合液中，在超聲波振蕩和機(jī)械攪拌作用下，處理4h，然后用大量去離子水洗滌至中性；
2將所得到的碳納米管在質(zhì)量百分比為0.8%KH560硅烷偶聯(lián)劑水溶液中超聲分散6h，過(guò)濾、真空干燥；
3將PET和PTT聚酯在145°C烘箱中干燥5h，以除去水分；
4將烘干后的70份PET和30份PTT聚酯與所得到的6.0份碳納米管，以及0.4份聚乙烯蠟，0.9份亞磷酸酯在高速混合機(jī)中混合35min，然后將混合物經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出、冷卻、切粒制得導(dǎo)熱抗靜電PET/PTT塑料。實(shí)施例8:
一種導(dǎo)熱抗靜電PET/PTT材料，其制備方法按步驟為:
步驟1、將2.0份碳納米管放入體積比為3:1的濃H2SO4和HNO3的混合液中，在超聲波振蕩和機(jī)械攪拌作用下，處理5h，然后用大量去離子水洗滌至中性。步驟2、將所得到的碳納米管在質(zhì)量百分比為0.8%KH570硅烷偶聯(lián)劑水溶液中超聲分散2h，過(guò)濾、真空干燥。步驟3、將PET和PTT聚酯在135°C烘箱中干燥4h，以除去水分。步驟4、將烘干后的65份PET和25份PTT聚酯與所得到的2.0份碳納米管，以及0.5份聚乙烯蠟，0.6份亞磷酸酯在高速混合機(jī)中混合50min，然后將混合物經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出、冷卻、切粒制得導(dǎo)熱抗靜電PET/PTT塑料。各實(shí)施例對(duì)應(yīng)的性能測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)下表:
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)熱抗靜電PET/PTT材料，其特征在于，由如下質(zhì)量份數(shù)的組分組成: PET聚酯60 85份； PTT聚酯10 30份； 碳納米管1.0^6.0份； 偶聯(lián)劑ο.Γι.0份； 分散劑ο.Γι.0份； 穩(wěn)定劑ο.Γι.0份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱抗靜電PET/PTT材料，其特征在于:所述碳納米管為粒徑0.5 200nm，長(zhǎng)度5 20 μ m的碳納米管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)熱抗靜電PET/PTT材料，其特征在于:所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑中的KH550，KH560, KH570的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的導(dǎo)熱抗靜電PET/PTT材料，其特征在于:所述分散劑為聚乙烯蠟。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的導(dǎo)熱抗靜電PET/PTT材料，其特征在于:所述穩(wěn)定劑為亞磷酸酯。
6.—種權(quán)利要 求5所述導(dǎo)熱抗靜電PET/PTT材料的制備方法,其特征在于,制備方法按步驟為: 步驟1、將1.(Γ6.0份碳納米管放入體積比為3:1的濃H2SO4和HNO3的混合液中，在超聲波振蕩和機(jī)械攪拌作用下，處理2飛h，然后用大量去離子水洗滌至中性； 步驟2、將步驟I所得到的碳納米管在質(zhì)量百分比為0.Γ1.0%硅烷偶聯(lián)劑水溶液中超聲分散3飛h,過(guò)濾、真空干燥； 步驟3、將PET和PTT聚酯在13(Tl50°C烘箱中干燥4 6h，以除去水分； 步驟4、將步驟3得到的60 85份PET聚酯和10 30份PTT聚酯與步驟2所得到的.1.(Γ6.0份碳納米管，以及ο.Γι份聚乙烯蠟，ο.Γι.0份亞磷酸酯在高速混合機(jī)中混合.2(T50min，然后將混合物經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出、冷卻、切粒制得導(dǎo)熱抗靜電PET/PTT塑料。
全文摘要
本發(fā)明屬于一種高分子復(fù)合材料及其制備方法技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到一種導(dǎo)熱抗靜電PET/PTT材料，還涉及其制備方法。一種導(dǎo)熱抗靜電PET/PTT材料，由如下質(zhì)量份數(shù)的組分組成PET聚酯60~85份；PTT聚酯10~30份；碳納米管1.0~6.0份；偶聯(lián)劑0.1~1.0份；分散劑0.1~1.0份；穩(wěn)定劑0.1~1.0份。所述碳納米管為粒徑0.5~200nm，長(zhǎng)度5~20μm的碳納米管。本發(fā)明使用PET/PTT聚酯塑料作為基體，結(jié)合了兩種聚酯的優(yōu)點(diǎn)，耐熱性能和加工性能等良好。另外，本發(fā)明采用單一的碳納米管作為功能填料，與PET/PTT聚酯等直接熔融共混，所得的復(fù)合材料同時(shí)具有導(dǎo)熱和抗靜電功能。
文檔編號(hào)C08K9/06GK103214799SQ20131007500
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月8日
發(fā)明者梁浩, 解芳, 金真, 童義平, 陳奕發(fā) 申請(qǐng)人:惠州學(xué)院