相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)要求于2016年3月29日向韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)第10-2016-0037770號(hào)和于2016年12月14日向韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)第10-2016-0170562號(hào)的優(yōu)先權(quán),其公開內(nèi)容通過引用整體并入本文。
背景
1.領(lǐng)域
本發(fā)明涉及導(dǎo)電樹脂復(fù)合材料、導(dǎo)電樹脂組合物及其制備方法,更具體地,涉及具有提高的抗沖擊強(qiáng)度(抗沖擊強(qiáng)度,impactstrength)的導(dǎo)電樹脂復(fù)合材料和導(dǎo)電樹脂組合物及其制備方法。
2.相關(guān)技術(shù)描述
通常,聚合物的各種物理性能可以通過分子設(shè)計(jì)獲得,并且與其它材料相比聚合物具有優(yōu)異的加工性、機(jī)械強(qiáng)度、電絕緣性、透光性、批量生產(chǎn)性等。此外,聚合物在高科技工業(yè)中已被用作重要的新型材料,例如半導(dǎo)體工業(yè)、電氣工業(yè)、電子工業(yè)、航空航天工業(yè)和國(guó)防工業(yè),以及顯示器和替代能源等領(lǐng)域。然而,與無機(jī)材料相比,這種聚合物材料可具有低的熱性能和機(jī)械性能,因此,,需要改善其物理性能以作為新材料進(jìn)行應(yīng)用。
在這方面,當(dāng)聚合物材料用于需要導(dǎo)電性的領(lǐng)域中時(shí),將導(dǎo)電填料加入到聚合物材料中以為聚合物材料提供足夠的導(dǎo)電性,以及改善其物理性能。在這種情況下,諸如碳納米管(cnt)、石墨等的碳質(zhì)材料已經(jīng)被用作為賦予導(dǎo)電性而添加的導(dǎo)電填料。
另一方面,當(dāng)使用添加劑以提高這種導(dǎo)電性或機(jī)械物理性能時(shí),添加劑作為樹脂組合物中的雜質(zhì)起作用,導(dǎo)致聚合物材料的抗沖擊強(qiáng)度通常降低的問題。為了提高這樣的抗沖擊強(qiáng)度,在樹脂組合物中添加沖擊改性劑。
為了制備相關(guān)技術(shù)中包含沖擊改性劑和導(dǎo)電填料的樹脂復(fù)合材料,或者作為用于制備這種聚合物復(fù)合材料的樹脂組合物,已經(jīng)通過將基質(zhì)聚合物(matrixpolymer)樹脂、導(dǎo)電填料和沖擊改性劑熔融共混制備導(dǎo)電母料。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的一個(gè)方面是提供一種樹脂復(fù)合材料,其中由于在包含沖擊改性劑和導(dǎo)電填料的樹脂組合物中,沖擊改性劑精細(xì)(precisely)且均勻地分散在基質(zhì)樹脂(matrixresin)中,并且導(dǎo)電填料在基質(zhì)樹脂中形成網(wǎng)狀物(network),從而可提高抗沖擊性和導(dǎo)電性。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面,具有優(yōu)異抗沖擊強(qiáng)度的導(dǎo)電樹脂復(fù)合材料可以包含聚酰胺樹脂基質(zhì)、分散在基質(zhì)中的沖擊改性劑疇(域,domain)(疇具有5μm以下(不包括0)的平均粒徑)和分散在基質(zhì)中的導(dǎo)電填料,其中在250×放大率下捕獲的50張面積為0.5mm×0.35mm的掃描電子顯微鏡(sem)圖像中,其中聚集體的最長(zhǎng)直徑的長(zhǎng)度為10μm以上的填料聚集體的數(shù)量為50個(gè)以下。
填料總重量的90%以上可存在于聚酰胺基質(zhì)樹脂中或聚酰胺基質(zhì)樹脂與沖擊改性劑之間的界面處。
沖擊改性劑和填料之間的界面能水平高于聚酰胺基質(zhì)樹脂和填料之間的界面能水平。
基于復(fù)合材料的總重量,復(fù)合材料可以包含1重量%-40重量%的沖擊改性劑和0.1重量%-20重量%的填料。
復(fù)合材料還可以包含相容劑。
相容劑可以為從馬來酸酐(mah)或甲基丙烯酸縮水甘油酯(gma)接枝的接枝共聚物。
基于復(fù)合材料的總重量,復(fù)合材料可以包含1重量%-40重量%的沖擊改性劑,0.5重量%-10重量%的相容劑和0.1重量%-20重量%的填料。
疇可包括選自以下的至少一種:聚烯烴彈性體、聚苯乙烯彈性體、熱塑性聚氨酯、聚酯聚合物、氯乙烯樹脂和丙烯酸共聚物。
疇可包括聚烯烴彈性體。
聚烯烴彈性體可以為乙烯和辛烯的共聚物或乙烯和丁烯的共聚物。
填料可以為選自以下的至少一種碳材料:碳納米管、炭黑、石墨、石墨烯和碳纖維。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面,具有優(yōu)異抗沖擊強(qiáng)度的導(dǎo)電樹脂組合物可包括聚酰胺樹脂以及包含沖擊改性劑和導(dǎo)電填料的母料,其中對(duì)于導(dǎo)電填料,沖擊改性劑的界面能高于聚酰胺樹脂的界面能。
基于組合物的總重量,可以包含0.1重量%-50重量%的母料,并且其中基于母料的總重量,母料可以包含1重量%-50重量%的填料。
組合物還可以包含相容劑。
基于組合物的總重量,組合物可以包含0.5重量%-10重量%的相容劑和0.1重量%-50重量%的母料,并且其中基于母料的總重量,母料可以包含1重量%-50重量%的填料。
母料還可以包含相容劑。
在這種情況下,基于組合物的總重量,組合物可以包含0.1重量%-50重量%的母料,其中基于母料的總重量,母料可以包含1重量%-50重量%的填料和0.5重量%-10重量%的相容劑。
沖擊改性劑可以為選自以下的至少一種:聚烯烴彈性體、聚苯乙烯彈性體、熱塑性聚氨酯、聚酯聚合物、氯乙烯樹脂和丙烯酸共聚物。
聚烯烴彈性體可以為乙烯和辛烯的共聚物或乙烯和丁烯的共聚物。
導(dǎo)電填料可以為選自以下的至少一種碳材料:碳納米管、炭黑、石墨、石墨烯和碳纖維。
相容劑可以為從馬來酸酐(mah)或甲基丙烯酸縮水甘油酯(gma)接枝的接枝共聚物。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面,制備具有優(yōu)異抗沖擊強(qiáng)度的導(dǎo)電樹脂復(fù)合材料的方法可以包括將包含沖擊改性劑和導(dǎo)電填料的母料與聚酰胺樹脂共混(blending)以制備導(dǎo)電樹脂組合物,并將該組合物熔融共混(melt-mixing)以制備復(fù)合材料,該復(fù)合材料包括:包含聚酰胺樹脂的樹脂基質(zhì);包含沖擊改性劑的沖擊改性劑疇,該疇分散在基質(zhì)中并且具有5μm以下的平均粒徑;以及分散在基質(zhì)中的導(dǎo)電填料,其中在250×放大率下捕獲的50張面積為0.5mm×0.35mm的掃描電子顯微鏡(sem)圖像中,其中聚集體的最長(zhǎng)直徑的長(zhǎng)度為10μm以上的填料聚集體的數(shù)量為50個(gè)以下。
該方法可進(jìn)一步包括將沖擊改性劑和填料熔融共混以制備母料。
該方法可進(jìn)一步包括將沖擊改性劑、填料和聚酰胺樹脂熔融共混以制備第二母料(secondarymasterbatch)。
組合物還可以包含相容劑。
母料還可以包含相容劑。
第二母料還可以包含相容劑。
相容劑可以為從馬來酸酐(mah)或甲基丙烯酸縮水甘油酯(gma)接枝的共聚物。
附圖說明
結(jié)合附圖,根據(jù)下文的詳細(xì)描述將更清楚地理解本發(fā)明的上述和其他方面、特征和其它優(yōu)點(diǎn),其中:
圖1a示出了在包含兩種類型的非均相聚合物的聚合物復(fù)合材料中,聚合物中的cnt主要以疇的形式存在的分散;
圖1b示出了在包含兩種類型的非均相聚合物的聚合物復(fù)合材料中,聚合物中的碳納米管(cnt)主要以基質(zhì)的形式存在的分散;
圖1c示出了在包含兩種類型的非均相聚合物的聚合物復(fù)合材料中,存在于基質(zhì)聚合物和疇聚合物之間的界面處的cnt的分散;
圖2是示出用于界面能測(cè)量的接觸角測(cè)量方法的要素的圖;
圖3是概念性地示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方案的導(dǎo)電填料與聚合物的親和性的轉(zhuǎn)變現(xiàn)象的圖;
圖4a和4b是通過使用掃描電子顯微鏡(sem)捕獲實(shí)施例1中獲得的樹脂復(fù)合材料模制品(moldedarticle)的表面的圖像而獲得的圖像,其中圖4a是250×放大率的sem圖像,圖4b是15,000×放大率的sem圖像;
圖5是示出實(shí)施例2中得到的樹脂復(fù)合材料模制品的表面的sem圖像;
圖6a和6b是示出實(shí)施例3中得到的樹脂復(fù)合材料模制品的表面的sem圖像,圖6a是250×放大率的sem圖像,圖6b是20,000×放大率的sem圖像;
圖7是通過捕獲比較例2中得到的樹脂復(fù)合材料模制品的表面的圖像而得到的sem圖像;
圖8是示出實(shí)施例3中得到的樹脂復(fù)合材料模制品的表面的sem圖像;
圖9是示出實(shí)施例4中得到的樹脂復(fù)合材料模制品的表面的sem圖像;
圖10a和圖10b是示出比較例6中得到的樹脂復(fù)合材料模制品的表面的sem圖像,圖10a是250×放大率的sem圖像,圖10b是20,000×放大率的sem圖像;以及
圖11a和圖11b是示出比較例7中得到的樹脂復(fù)合材料模制品的表面的sem圖像,圖11a是250×放大率的sem圖像,圖11b是20,000×放大率的sem圖像。
發(fā)明詳述
在下文中,將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方案。
然而,本發(fā)明可以以許多不同的形式示例,并且不應(yīng)被解釋為限于本文所闡述的具體實(shí)施方案。相反,提供這些實(shí)施方案使得本發(fā)明是全面且完整的,并且將向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分地傳達(dá)本發(fā)明的范圍。
在整個(gè)說明書中,將理解,當(dāng)元件(例如層、區(qū)域或晶片(基底))被稱為在另一元件“上”、“連接到”或“耦合到”另一元件時(shí),它可以直接在另一元件“上”、“連接到”或“耦合到”另一元件,或者可以存在介于其間的其他元件。相反,當(dāng)元件被稱為“直接在另一元件上”,“直接連接到”或“直接耦合到”另一元件時(shí),沒有元件或?qū)咏橛谄溟g。相同的標(biāo)號(hào)始終表示相同的元件。如本文所使用的,術(shù)語“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)所列項(xiàng)目的任何和所有組合。
顯而易見的是,盡管這里可以使用術(shù)語第一、第二、第三等來描述各種構(gòu)件、部件、區(qū)域、層和/或部分,但是這些構(gòu)件、部件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)受這些術(shù)語的限制。這些術(shù)語僅用于將一個(gè)構(gòu)件、部件、區(qū)域、層或部分與另一個(gè)區(qū)域、層或部分區(qū)分開。因此,在不脫離實(shí)施方案的教導(dǎo)的情況下,下面討論的第一構(gòu)件、部件、區(qū)域、層或部分可以被稱為第二構(gòu)件、部件、區(qū)域、層或部分。
為了便于描述,在本文中可以使用諸如“上方”,“上面”,“下方”和“下面”等空間相對(duì)術(shù)語來描述在圖中所示的一個(gè)元件與另一元件的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)理解的是,空間相對(duì)術(shù)語旨在包括使用或操作中的裝置除圖中所示取向之外的不同取向。例如,如果圖中的裝置翻轉(zhuǎn),則被描述為在其他元件“上方”或“上面”的元件將被調(diào)整為在所述其他元件或特征“下方”或“下面”。因此,術(shù)語“上方”可以包括取決于附圖的具體方向的上方和下方取向。
本文使用的術(shù)語僅描述特定實(shí)施方案,并且本發(fā)明不限于此。如本文所使用的,除非上下文另有明確指示,否則單數(shù)形式“一”,“一個(gè)”和“該”旨在也包括復(fù)數(shù)形式。還應(yīng)當(dāng)理解的是,當(dāng)在本說明書中使用時(shí),術(shù)語“包括”和/或“包括”指定所描述的特征、整數(shù)、步驟、操作、構(gòu)件、元件和/或其組合的存在,但不排除一個(gè)或多個(gè)其它特征、整數(shù)、步驟、操作、構(gòu)件、元件和/或其組的存在或添加。
根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案,提供了獲得在具有優(yōu)異抗沖擊性的同時(shí)包含導(dǎo)電填料以提供導(dǎo)電性的樹脂復(fù)合材料的方法,通過該方法獲得的樹脂復(fù)合材料,以及用于該樹脂復(fù)合材料的樹脂組合物。
通常向樹脂中加入導(dǎo)電填料以賦予聚合物材料導(dǎo)電性,但是在這種情況下,由于所添加的導(dǎo)電填料,抗沖擊性會(huì)顯著劣化。因此,可以添加沖擊改性劑以抑制抗沖擊性的劣化。
已經(jīng)通過將基質(zhì)樹脂、沖擊改性劑和導(dǎo)電填料直接共混并熔融共混來制備相關(guān)技術(shù)中的導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料。然而,在僅添加這種沖擊改性劑以賦予抗沖擊特性的情況下,在基質(zhì)樹脂中作為疇存在的沖擊改性劑的顆粒的尺寸不均一,并且其分散不均勻。因此,不能充分顯示樹脂復(fù)合材料的電物理性能和抗沖擊性效果。
例如,在相關(guān)技術(shù)中,僅旨在通過調(diào)節(jié)被添加用于提高導(dǎo)電樹脂復(fù)合材料的抗沖擊性的沖擊改性劑的含量或通過添加其它添加劑來改善分散性。在這種情況下,沖擊改性劑在聚合物復(fù)合材料中的形態(tài)(morphology)、導(dǎo)電填料的配置形式(dispositionform)等對(duì)導(dǎo)電性和抗沖擊性的影響并沒有被認(rèn)識(shí)到。
然而,根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案,導(dǎo)電填料和沖擊改性劑可以在聚酰胺基質(zhì)中具有特定的形態(tài)以提高導(dǎo)電性和抗沖擊性。根據(jù)本發(fā)明人的研究結(jié)果,這樣的形態(tài)可以通過使用特定方法將聚酰胺基質(zhì)樹脂、沖擊改性劑和導(dǎo)電填料共混和熔融共混而獲得,如下面本發(fā)明的示例性實(shí)施方案所示。
在根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案提供的樹脂復(fù)合材料的情況下,沖擊改性劑和導(dǎo)電填料可以分散在聚酰胺基質(zhì)樹脂中。
在聚合物復(fù)合材料中,聚酰胺基質(zhì)樹脂可以是聚合物復(fù)合材料的主要成分,因此,聚酰胺樹脂可以沒有特別限制地應(yīng)用于本發(fā)明的示例性實(shí)施方案,只要其是聚酰胺樹脂即可。作為聚酰胺樹脂,可以使用例如pa66、pa6、pa12等。
沖擊改性劑沒有特別限制,只要材料具有與橡膠類似的性質(zhì)并且可以對(duì)其它樹脂起到抗沖擊的功能,其就可以適當(dāng)?shù)貞?yīng)用于示例性實(shí)施方案。作為具有橡膠性質(zhì)的沖擊改性劑,可以使用熱塑性彈性體(tpe)。沖擊改性劑沒有特別限制,其實(shí)例可以包括聚烯烴彈性體(poe)、選自由高密度聚乙烯(hdpe)、低密度聚乙烯(ldpe)和線性低密度聚乙烯(lldpe)、乙烯-α-烯烴共聚物(如乙烯辛烯橡膠(eor)、乙烯-丁烯橡膠(ebr)等)、用選自α,β-不飽和二羧酸和α,β-不飽和二羧酸衍生物的化合物改性的改性高密度聚乙烯、改性低密度聚乙烯、改性線性低密度聚乙烯和改性乙烯-α-烯烴共聚物組成的組中的至少一種;選自以下的至少一種聚苯乙烯彈性體:由芳香族乙烯基化合物和共軛二烯化合物(conjugateddienecompound)構(gòu)成的嵌段共聚物、通過氫化(hydrogenating)由芳香族乙烯基化合物和共軛二烯化合物構(gòu)成的嵌段共聚物而得到的氫化嵌段共聚物、通過用選自α,β-不飽和二羧酸和α,β-不飽和二羧酸衍生物的化合物改性所述嵌段共聚物得到的改性嵌段共聚物、通過用選自α,β-不飽和二羧酸和α,β-不飽和二羧酸衍生物的化合物改性所述氫化嵌段共聚物而獲得的改性氫化嵌段共聚物;熱塑性苯乙烯嵌段共聚物(tps),例如苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯(sebs)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(sbs)、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯(seps)或seps-v;熱塑性聚氨酯(tpu);熱塑性聚酯類聚合物(thermoplasticpolyester-basedpolymer,tpee);氯乙烯樹脂;丙烯酸共聚物例如乙烯丙烯酸乙酯(eea)、乙烯丙烯酸甲酯(ema)等;熱塑性聚酰胺(tpae);及類似物。
具體地,可以更有利地使用聚烯烴彈性體(poe)。例如,可以使用密度為0.857-0.885g/cm3,熔融指數(shù)(mi)為0.5-30g/10min(190℃,2.16kg)的poe。
另一方面,根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的樹脂復(fù)合材料還可以包含相容劑(compatibilizingagent)。相容劑可以是改善沖擊改性劑和聚酰胺基質(zhì)樹脂的混溶性的添加劑,并且可以進(jìn)一步增強(qiáng)聚酰胺基質(zhì)樹脂的抗沖擊強(qiáng)度提高效果。另外,由于包含相容劑,諸如cnt等的導(dǎo)電填料可以分散在聚酰胺基質(zhì)樹脂和諸如poe等的沖擊改性劑之間的界面處,從而促進(jìn)導(dǎo)電填料的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(networkstructure)的形成。
相容劑可以與沖擊改性劑和諸如cnt等的導(dǎo)電填料一起使用,從而形成母料,并且還可以與由沖擊改性劑和導(dǎo)電填料形成的母料分開使用。相容劑分散在基質(zhì)和/或疇中和/或在基質(zhì)和疇之間的界面處。
相容劑可以是嵌段共聚物或接枝共聚物,并且可以為從選自馬來酸酐(mah)和甲基丙烯酸縮水甘油酯(gma)中的至少一種接枝的共聚物。具體地,在示例性實(shí)施方案中,從mah或gma接枝的接枝共聚物可用于適合作為沖擊改性劑的化合物中。
此外,導(dǎo)電填料可以是提供聚合物模制品的導(dǎo)電性的添加劑。導(dǎo)電填料沒有特別限制,只要其是通常使用的即可,在示例性實(shí)施方案中可以使用碳質(zhì)材料。這樣的碳質(zhì)材料的實(shí)例可以包括碳納米管(cnt)、炭黑、石墨、石墨烯、碳纖維等??梢詥为?dú)使用它們的任何一種,也可以兩種或多種組合使用。更具體地,可以使用碳納米管。
可以加入沖擊改性劑以補(bǔ)償由包含在聚酰胺基質(zhì)樹脂中的導(dǎo)電填料造成的抗沖擊性降低。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案,沖擊改性劑可以以疇的形式存在于聚酰胺基質(zhì)樹脂中,可以以顆粒狀態(tài)存在,并且可以以其中疇顆粒以分離的狀態(tài)(inastateofseverance)彼此分隔開的狀態(tài)分散。
在沖擊改性劑存在于聚酰胺基質(zhì)樹脂中并同時(shí)在聚酰胺基質(zhì)樹脂中形成疇的情況下,由于在聚酰胺基質(zhì)樹脂中疇形狀的尺寸減小并且疇顆粒均勻分散,所以可以提高聚酰胺基質(zhì)樹脂的抗沖擊性。
沖擊改性劑的疇可以以5μm以下(不包括0),具體地,3μm以下(不包括0)的平均粒徑存在于基質(zhì)樹脂中。由于沖擊改性劑以小顆粒的疇形式均勻分散在樹脂復(fù)合材料中,因此可以提高樹脂復(fù)合材料的抗沖擊性。疇的尺寸可以例如在1μm-5μm的范圍內(nèi),具體地,可以具有1μm-3μm或1μm-1.5μm的平均粒徑。
盡管可以通過各種方法測(cè)量疇的尺寸,但在本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的情況下,將五個(gè)izod沖擊試樣(izodimpactspecimens)(astmd256)在液氮中斷裂(broken),然后針對(duì)斷裂的試樣,通過使用5k×放大率的sem捕獲圖像隨機(jī)獲得每個(gè)樣品的10張sem圖像。使用通過對(duì)所有50張圖像的疇尺寸求平均值而計(jì)算得到的值。
在這種情況下,這不意味著在樹脂復(fù)合材料中粒徑大于5μm的疇顆粒應(yīng)該完全不存在,因此,疇顆??梢圆糠值匾源笥?μm的顆粒的形式存在。然而,具有大于5μm的大粒徑的疇?wèi)?yīng)限于總疇的10重量%以下,并且需要盡可能多地減少具有大于5μm的粒徑的疇,因此例如可以以5重量%以下、3重量%以下、1重量%以下或0.5重量%以下的量提供,并且更具體地,可以不存在。
如果粒徑超過5μm的疇以10重量%以上的量存在,則會(huì)出現(xiàn)問題:樹脂復(fù)合材料中的聚酰胺基質(zhì)樹脂和沖擊改性劑之間的相容性較差導(dǎo)致機(jī)械強(qiáng)度顯著降低。
此外,對(duì)于疇尺寸而言,需要進(jìn)一步降低其標(biāo)準(zhǔn)偏差,例如,標(biāo)準(zhǔn)偏差可以為5μm以下,3μm以下,2μm以下或者1μm以下,也可以為0μm。
在示例性實(shí)施方案中提供的作為構(gòu)成樹脂復(fù)合材料的樹脂的聚酰胺基質(zhì)樹脂和沖擊改性劑可以對(duì)導(dǎo)電填料具有不同的親和力。此外,基質(zhì)樹脂對(duì)導(dǎo)電填料的親和力可以大于沖擊改性劑對(duì)導(dǎo)電材料的親和力。
圖1概念性地示出了其中導(dǎo)電填料在包含聚酰胺基質(zhì)樹脂和沖擊改性劑的復(fù)合材料中的存在狀態(tài)。當(dāng)導(dǎo)電填料均勻地分散在聚酰胺基質(zhì)中以形成網(wǎng)狀物(network)時(shí),可以提供優(yōu)異的導(dǎo)電性。然而,如圖1a所示,沖擊改性劑存在于聚酰胺基質(zhì)樹脂中,同時(shí)在其中形成疇,例如,如果導(dǎo)電填料主要存在于沖擊改性劑的疇中,則導(dǎo)電填料可能不形成網(wǎng)狀物,使得沒有適當(dāng)?shù)卣故境鰧?dǎo)電性。
另一方面,當(dāng)聚酰胺基質(zhì)樹脂對(duì)導(dǎo)電填料的親和力大于沖擊改性劑對(duì)導(dǎo)電材料的親和力時(shí),如圖1b所示,導(dǎo)電填料可主要位于對(duì)其具有相對(duì)高親和力的基質(zhì)樹脂中,或如圖1c所示,導(dǎo)電填料可位于基質(zhì)樹脂和沖擊改性劑的疇之間的界面處。當(dāng)導(dǎo)電填料以這種形式存在時(shí),導(dǎo)電填料可以形成網(wǎng)狀物從而表現(xiàn)出優(yōu)異的導(dǎo)電性。
因此,根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案,聚酰胺基質(zhì)樹脂對(duì)導(dǎo)電填料的親和力可以高于沖擊改性劑對(duì)導(dǎo)電填料的親和力。如上所述的親和力可以由基質(zhì)樹脂和沖擊改性劑對(duì)導(dǎo)電填料的界面能表示,并且當(dāng)界面能增加時(shí),親和力降低。
物質(zhì)的界面能可以通過表面上不同原子或分子的力的總和來確定,并且可以分為極性分量和非極性(色散)分量。界面能可以通過使用以下方程式的接觸角測(cè)量法測(cè)量。在這種情況下,可以使用去離子(di)水和二碘甲烷兩種溶液。
在上述方程式中,γs=γl·cosθ+γsl(楊氏方程(youngequation)),其中θ表示接觸角,γs表示固體表面自由能,γl表示液體表面自由能,γsl表示固體/液體界面自由能,其間的關(guān)系示意圖在圖2中示出。
在上述方程式中,p表示極性(polarity),d表示色散(dispersion)。
在示例性實(shí)施方案中,導(dǎo)電填料在與聚酰胺基質(zhì)的界面處的存在表明對(duì)于單個(gè)導(dǎo)電填料而言導(dǎo)電填料可跨越疇和聚酰胺基質(zhì)存在,如圖1c所示。例如,導(dǎo)電填料的一部分可以存在于聚酰胺基質(zhì)中,而其余部分存在于疇中。
另一方面,對(duì)于沖擊改性劑疇而言,聚酰胺基質(zhì)樹脂中的相鄰疇之間的間隔可以根據(jù)沖擊改性劑相對(duì)于聚酰胺基質(zhì)樹脂的含量而改變,并且并不總是恒定的,因此沒有特別限制。例如,當(dāng)形成疇的沖擊改性劑的含量相對(duì)低時(shí),疇之間的間隔會(huì)增大,并且當(dāng)疇尺寸相對(duì)小時(shí),疇之間的間隔會(huì)減小。例如,當(dāng)將疇之間的間隔表示為平均值時(shí),該間隔可以為10μm以下,具體地,在2μm以上-5μm以下的范圍內(nèi)。例如,當(dāng)疇尺寸相對(duì)小并且疇之間的間隔相對(duì)窄時(shí),可以確定疇均勻地分散在復(fù)合材料中,因此可以提高抗沖擊性。
同時(shí),在本發(fā)明的示例性實(shí)施方案中,導(dǎo)電填料可以存在于聚酰胺基質(zhì)中或可以存在于聚酰胺基質(zhì)和沖擊改性劑之間的界面處。如上所述,導(dǎo)電填料可以形成網(wǎng)狀物,從而提供聚合物復(fù)合材料的優(yōu)異的導(dǎo)電性。因此,導(dǎo)電填料可以存在于聚酰胺基質(zhì)中以形成網(wǎng)狀物,或者可以存在于聚酰胺基質(zhì)和沖擊改性劑之間的界面處以形成網(wǎng)狀物。
就即使使用相對(duì)少量的導(dǎo)電填料也能獲得良好的導(dǎo)電性而言,大多數(shù)導(dǎo)電填料可存在于聚酰胺基質(zhì)中或界面處,但這并不表示所有導(dǎo)電填料不應(yīng)存在于沖擊改性劑的疇中。例如,10重量%以下的碳納米管可以存在于沖擊改性劑中。
根據(jù)示例性實(shí)施方案的樹脂復(fù)合材料可以基于聚酰胺基質(zhì)樹脂和沖擊改性劑對(duì)導(dǎo)電填料的親和力,利用導(dǎo)電填料的行為特性來制備。
如上所述,在示例性實(shí)施方案中,對(duì)導(dǎo)電填料具有相對(duì)高親和力的聚酰胺聚合物可以用作基質(zhì)樹脂,并且與聚酰胺基質(zhì)樹脂相比對(duì)導(dǎo)電填料具有相對(duì)低親和力的聚合物可以用作沖擊改性劑。在這種情況下,當(dāng)通過將上述三種組分例如聚酰胺基質(zhì)樹脂、沖擊改性劑和導(dǎo)電填料共混并熔融共混來制備樹脂復(fù)合材料時(shí),導(dǎo)電填料可以存在于界面處或具有相對(duì)高親和力的聚酰胺基質(zhì)樹脂中。
然而,由于與聚酰胺基質(zhì)樹脂的相容性,沖擊改性劑可能不形成均勻的疇,并且可能出現(xiàn)大量具有10μm以上尺寸的疇。因此,在一些情況下,沖擊改性劑以及聚酰胺基質(zhì)樹脂僅作為連續(xù)相存在,并且不形成疇,因此不會(huì)改善抗沖擊性。此外,可能引起以下問題:發(fā)生嚴(yán)重的模頭膨脹(dieswelling)現(xiàn)象。
因此,示例性實(shí)施方案提出,在通過首先將沖擊改性劑和導(dǎo)電填料熔融共混制備母料之后,將母料與基質(zhì)樹脂共混并熔融共混。
當(dāng)使用包含沖擊改性劑和導(dǎo)電填料的母料時(shí),包含在母料中的導(dǎo)電填料可以具有比對(duì)沖擊改性劑更高的對(duì)聚酰胺的親和力,并且因此可以向聚酰胺基質(zhì)移動(dòng)。
圖3概念性地示出了這種導(dǎo)電填料的行為。如圖3所示,在將沖擊改性劑如聚烯烴彈性體(poe)和導(dǎo)電填料如碳納米管(cnt)制備為母料之后,例如,制備了沖擊改性劑-導(dǎo)電填料母料,當(dāng)對(duì)沖擊改性劑具有更高親和力的聚酰胺聚合物用作基質(zhì)樹脂時(shí),存在于沖擊改性劑中的導(dǎo)電材料,即碳納米管,可遷移到對(duì)其具有高親和力的聚酰胺聚合物。
結(jié)果就是,導(dǎo)電填料存在于基質(zhì)樹脂中或基質(zhì)樹脂與沖擊改性劑之間的界面處,以彼此形成網(wǎng)狀物,并且沖擊改性劑可以均勻地分散在基質(zhì)中并同時(shí)形成細(xì)小的(fine)疇。例如,可以獲得如圖4a所示的具有其中形成細(xì)小的、均勻的疇的形態(tài)的樹脂復(fù)合材料。
沖擊改性劑形成細(xì)小的疇的原因還不清楚,但是當(dāng)諸如cnt等的導(dǎo)電填料摻雜(impregnated)在沖擊改性劑中時(shí),可以增加沖擊改性劑的粘度,這可以促進(jìn)基質(zhì)樹脂中疇的形成。另外,在導(dǎo)電填料向?qū)?dǎo)電填料具有相對(duì)高親和力的基質(zhì)遷移的過程中,諸如cnt等的導(dǎo)電填料可以通過存在于界面處的諸如cnt等的導(dǎo)電填料防止疇再次團(tuán)聚(re-agglomerated)。假定與此同時(shí),已經(jīng)移動(dòng)到聚酰胺基質(zhì)樹脂的諸如cnt等的導(dǎo)電填料增加了基質(zhì)樹脂的粘度,由此增加了剪切應(yīng)力,從而減小了沖擊改性劑的疇尺寸。結(jié)果就是,還可以穩(wěn)定地形成樹脂復(fù)合材料的形態(tài)。
另一方面,與本發(fā)明的示例性實(shí)施方案不同,如果聚酰胺基質(zhì)樹脂、沖擊改性劑和導(dǎo)電填料同時(shí)熔融共混,則聚酰胺基質(zhì)樹脂、沖擊改性劑和導(dǎo)電填料可由于導(dǎo)電填料和聚酰胺基質(zhì)樹脂之間的親和力而彼此熔融共混,但是起不到減小(miniaturizing)沖擊改性劑的疇尺寸的作用。在這種情況下,由于沖擊改性劑和聚酰胺基質(zhì)樹脂之間的相容性問題,沖擊改性劑顆粒可能彼此聚結(jié)(coalesce),從而顯著增對(duì)大疇尺寸,如圖11a所示。在這種情況下,提高抗沖擊性的效果可能非常低。
此外,如果將聚酰胺基質(zhì)樹脂和導(dǎo)電填料熔融共混以形成母料,然后將母料與沖擊改性劑共混并熔融共混,則導(dǎo)電填料可存在于實(shí)際上具有高親和力的聚酰胺基質(zhì)樹脂中,并且由于聚酰胺基質(zhì)樹脂和沖擊改性劑之間的相容性(comparability)問題,沖擊改性劑不能穩(wěn)定地形成疇。此外,cnt不能充分分散以形成聚集體,導(dǎo)致導(dǎo)電性的降低。
因此,為了制備示例性實(shí)施方案的樹脂復(fù)合材料,可以通過將包含含有沖擊改性劑和導(dǎo)電填料的母料的組合物熔融共混來制備復(fù)合材料。
包含沖擊改性劑和導(dǎo)電填料的母料的制備沒有特別限制,并且可以通過常規(guī)母料制備方法,使用通常使用的捏合機(jī)、擠出機(jī)如單螺桿擠出機(jī)或雙螺桿擠出機(jī)等來進(jìn)行制備。例如,在母料的制造中使用雙螺桿擠出機(jī)的情況下,可以將沖擊改性劑供給至雙螺桿擠出機(jī)的主供給部(mainsupplyportion),并且可以將導(dǎo)電性填料供給至側(cè)供給部(sidesupplyportion),然后進(jìn)行熔融共混。
隨后,從擠出機(jī)的模頭(die)排出的熔融線料(moltenstrand)可以在冷卻水浴中冷卻以獲得固化的線料,并且可以通過切割機(jī)獲得顆粒狀母料。母料的形狀沒有特別限制,例如可以為球狀或片狀(chip-shaped)。
如上所述,母料可以進(jìn)一步包含相容劑。母料可以通過將相容劑與在沖擊改性劑-導(dǎo)電填料母料中提供的沖擊改性劑和導(dǎo)電填料共混并熔融共混來制備。因此,可以在聚酰胺基質(zhì)中或在聚酰胺基質(zhì)和沖擊改性劑之間的界面處進(jìn)一步改善導(dǎo)電填料的分散。
此外,所制備的母料可以與聚酰胺樹脂熔融共混以制備第二母料。在母料不包含相容劑的情況下,可以在制備第二母料時(shí)將相容劑包含在內(nèi)。此時(shí),可以進(jìn)一步添加諸如cnt等的導(dǎo)電填料以根據(jù)需要調(diào)節(jié)所需的含量比。
在制備如上所述的第二母料的情況下,導(dǎo)電填料可以在熔融共混工藝中加入,使得沖擊改性劑可以以相對(duì)細(xì)小的粒徑形成,此外,導(dǎo)電填料可以位于聚酰胺基質(zhì)中或在聚酰胺基質(zhì)和沖擊改性劑之間的界面處。
如示例性實(shí)施方案中所建議的,當(dāng)具有沖擊改性劑和導(dǎo)電填料的母料與聚酰胺基質(zhì)樹脂共混并熔融共混(blendedmelt-mixed)時(shí),可以減小沖擊改性劑的疇尺寸,也可以抑制導(dǎo)電填料的聚集,可以提高其分散性。在示例性實(shí)施方案的情況下,可以獲得其中具有聚集體顆粒最長(zhǎng)直徑的導(dǎo)電填料聚集體的數(shù)量為50個(gè)以下,具體地,為30個(gè)以下,或更具體地,為10個(gè)以下,以提供優(yōu)異分散性的聚合物復(fù)合材料。
諸如cnt等的導(dǎo)電填料的聚集體的尺寸和數(shù)量可以根據(jù)250×放大率的50張面積為0.5mm×0.35mm的sem圖像測(cè)得,并且可以測(cè)量諸如cnt的導(dǎo)電填料的聚集體的尺寸和數(shù)量。具體地,如示例性實(shí)施方案中所述,可以將五個(gè)相同的izod沖擊試樣(astmd256)在液氮中斷裂,然后可以用掃描電子顯微鏡(sem)在250×放大率下隨機(jī)成像,以獲得每個(gè)試樣的10張圖像。隨后,可以根據(jù)50張面積為0.5mm×0.35mm的sem圖像測(cè)量諸如cnt的導(dǎo)電填料的聚集體的尺寸和數(shù)量。聚集體尺寸可以基于聚集體顆粒的最長(zhǎng)直徑來測(cè)量。
在上述組合物中,具有沖擊改性劑和導(dǎo)電填料的母料沒有特別限制,只要其可以根據(jù)要獲得的樹脂復(fù)合材料所需的導(dǎo)電性和抗沖擊性進(jìn)行控制即可,相對(duì)于100重量%的母料,包含在母料中的導(dǎo)電填料的量可以為1重量%-50重量%。例如,相對(duì)于母料的重量,導(dǎo)電填料可以以5重量%-40重量%、5重量%-30重量%、5重量%-25重量%、10重量%-30重量%、10重量%-25重量%,10重量%-20重量%等的范圍包含在母料中。
此外,例如,當(dāng)母料進(jìn)一步包含相容劑時(shí),相容劑的含量可以為0.5重量%-30重量%。
另一方面,對(duì)于聚酰胺基質(zhì)樹脂和母料而言,基于聚酰胺基質(zhì)樹脂和母料的總和的100重量%,其中可以包含0.1重量%-50重量%的母料。例如,可以包含在1重量%-50重量%、1重量%-45重量%、5重量%-45重量%、5重量%-40重量%、5重量%-30重量%%、5重量%-25重量%、10重量%-30重量%、10重量%-25重量%、15重量%-25重量%等范圍內(nèi)的母料。
組合物還可以包含添加劑,添加劑通常根據(jù)需要加入到樹脂組合物中。添加到示例性實(shí)施方案的組合物中的組合物沒有特別限制。例如,可以使用用于增強(qiáng)強(qiáng)度的增強(qiáng)填料、用于改善諸如cnt等的導(dǎo)電填料的分散性的分散劑、用于提高樹脂的相容性的相容劑、抗氧化劑、紫外線穩(wěn)定劑等。另外,考慮到復(fù)合材料所需的物理性質(zhì)等,根據(jù)需要可以進(jìn)一步包含其它樹脂,以及聚酰胺基質(zhì)樹脂。
增強(qiáng)劑沒有特別限制,只要其通常用于樹脂組合物中即可,其實(shí)例可包括玻璃纖維、滑石、碳酸鈣、粘土等。
相對(duì)于聚酰胺基質(zhì)樹脂、沖擊改性劑和導(dǎo)電填料的總重量的100重量%,根據(jù)示例性實(shí)施方案獲得的樹脂復(fù)合材料可包含1重量%-40重量%的沖擊改性劑和0.1重量%-20重量%的cnt,并且可包含余量的聚酰胺基質(zhì)樹脂。例如,樹脂復(fù)合材料可以包含2重量%-20重量%的沖擊改性劑、0.5重量%-3重量%的cnt和余量的聚酰胺基質(zhì)樹脂。
根據(jù)示例性實(shí)施方案獲得的樹脂復(fù)合材料在測(cè)量izod抗沖擊強(qiáng)度時(shí)可以具有不同的結(jié)果,這取決于當(dāng)使用notchedizod測(cè)量izod抗沖擊強(qiáng)度時(shí)所使用的沖擊改性劑和導(dǎo)電填料的含量。在其中沖擊改性劑和導(dǎo)電填料的含量與相關(guān)技術(shù)中的含量相同的情況下,與其中同時(shí)添加組合物成分的相關(guān)技術(shù)的樹脂復(fù)合材料相比,示例性實(shí)施方案的樹脂復(fù)合材料可使抗沖擊性有最低10%和高達(dá)600%的提高。
例如,示例性實(shí)施方案的樹脂復(fù)合材料可以具有10kgf/cm-65kgf/cm的缺口izod抗沖擊強(qiáng)度(notchedizodimpactstrength)。此外,示例性實(shí)施方案的樹脂復(fù)合材料當(dāng)具有如上所述的抗沖擊強(qiáng)度時(shí),可具有1.0×101-1.0×109,具體地,1.0×101-1.0×106的電阻。
示例性實(shí)施方案
在下文中,將描述示例性實(shí)施方案。然而,以下示例性實(shí)施方案僅用于說明目的,而不限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例1
將poe(skgc,solumer875l)作為沖擊改性劑供給到具有總共12個(gè)機(jī)筒(barrel)、40φ、l/d=48的雙螺桿擠出機(jī)的主進(jìn)料器中,并且其中壁數(shù)為7-10、純度為84%、縱橫比(aspectratio)為350的多壁cnt(mwcnt)作為導(dǎo)電填料供給到側(cè)進(jìn)料器中,然后共混并熔融共混,從而制備poe/mwcnt母料。
隨后,使用與上述相同的設(shè)備,根據(jù)astm標(biāo)準(zhǔn)將聚酰胺66(pa66)基質(zhì)樹脂(solvay,24ae1k)和poe/mwcnt母料熔融共混以制備注塑制品(injectionmoldedarticel)。此時(shí),可以根據(jù)需要額外供給cnt。
在這種情況下,將pa66、poe和mwcnt的含量調(diào)節(jié)至如表1所示的含量比。
測(cè)量如上獲得的模制品的拉伸強(qiáng)度(astmd638)、彎曲彈性模量(astmd790)、抗沖擊強(qiáng)度(astmd256)、表面電阻(jisk7194)和cnt聚集體尺寸,其結(jié)果示于表2中。
在測(cè)量cnt聚集體尺寸時(shí),將五個(gè)相同的izod沖擊試樣(astmd256)在液氮中斷裂,然后用掃描電子顯微鏡(sem)在250×放大率下隨機(jī)成像,以獲得每個(gè)試樣的10張圖像。隨后,根據(jù)50張面積為0.5mm×0.35mm的sem圖像測(cè)量cnt聚集體的尺寸和數(shù)量,并且基于聚集體顆粒的最長(zhǎng)直徑測(cè)量cnt聚集體尺寸。
此外,對(duì)模制品的表面進(jìn)行sem成像,其結(jié)果提供在圖4a和4b中。圖4a是250×放大率的sem圖像,圖4b是15,000×放大率的sem圖像。
實(shí)施例2
將poe(skgc,solumer875l)和ma-g-poe(ma接枝的poe(=mapoe))作為沖擊改性劑供應(yīng)到具有總共12個(gè)機(jī)筒、40φ、l/d=48的雙螺桿擠出機(jī)的主進(jìn)料器中,并且將其中壁數(shù)為7-10、純度為84%、縱橫比為350的多壁cnt(mwcnt)作為導(dǎo)電填料供給到側(cè)進(jìn)料器中,然后熔融共混,從而制備(poe+ma-g-poe)/mwcnt母料。
隨后,使用相同的擠出機(jī),根據(jù)astm標(biāo)準(zhǔn)將聚酰胺66(pa66)基質(zhì)樹脂(solvay,24ae1k)和(poe+mapoe)/mwcnt母料熔融共混以制備注塑制品。
在這種情況下,將pa66、poe、mapoe和mwcnt的含量調(diào)節(jié)至如表1所示的含量比。
如上獲得的模制品進(jìn)行與實(shí)施例1中相同的測(cè)量,其結(jié)果示于表2中。此外,對(duì)模制品的表面進(jìn)行sem成像,其結(jié)果提供在圖5中。
實(shí)施例3
將poe(skgc,solumer875l)作為沖擊改性劑供應(yīng)到具有總共12個(gè)機(jī)筒、40φ、l/d=48的雙螺桿擠出機(jī)的主進(jìn)料器中,并且其中壁數(shù)為7-10、純度為84%、縱橫比為350的多壁cnt(mwcnt)作為導(dǎo)電填料供給到側(cè)進(jìn)料器中,然后熔融共混,從而制備poe/mwcnt母料。
隨后,使用與上述相同的設(shè)備,根據(jù)astm標(biāo)準(zhǔn)將聚酰胺66(pa66)基質(zhì)樹脂(solvay,24ae1k)、poe/mwcnt母料和mapoe熔融共混以制備注塑制品。
在這種情況下,將pa66、poe、mapoe和mwcnt的含量調(diào)節(jié)至如表1所示的含量比。
將如上獲得的模制品進(jìn)行與實(shí)施例1中相同的測(cè)量,其結(jié)果示于表2中。此外,對(duì)模制品的表面進(jìn)行sem成像,其結(jié)果提供在圖6a和6b中。圖6a是250×放大率的sem圖像,圖6b是20,000×放大率的sem圖像。
實(shí)施例4
除了將pa66、poe、mapoe和mwcnt調(diào)節(jié)至如表1所示的含量比之外,以與實(shí)施例1相同的方式制備注塑制品。
對(duì)如上獲得的模制品進(jìn)行與實(shí)施例1中相同的測(cè)量,其結(jié)果示于表2中。
實(shí)施例5
除了將pa66、poe、mapoe和mwcnt調(diào)節(jié)至如表1所示的含量比以外,以與實(shí)施例2相同的方式制備注塑制品。
對(duì)如上獲得的模制品進(jìn)行與實(shí)施例1中相同的測(cè)量,其結(jié)果示于表2中。
比較例1
如表1所示,制備100重量%的pa66樹脂以制備注塑制品。
對(duì)如上獲得的模制品進(jìn)行與實(shí)施例1中相同的物理性能測(cè)量,其結(jié)果示于表3中。
比較例2
如表1所示,相對(duì)于共混樹脂組合物的總含量,將97重量%的pa66樹脂和3重量%的cnt直接熔融共混以制備注塑制品。
對(duì)如上獲得的模制品進(jìn)行與實(shí)施例1中相同的物理性能測(cè)量,其結(jié)果示于表3中。
此外,對(duì)模制品的表面進(jìn)行sem成像,其結(jié)果提供在圖7中。
比較例3
將pa66、poe和cnt以表1所示的含量比同時(shí)共混,并熔融共混以制備注塑制品。
對(duì)如上獲得的模制品進(jìn)行與實(shí)施例1中相同的物理性能測(cè)量,其結(jié)果示于表3中。
此外,對(duì)模制品的表面進(jìn)行sem成像,其結(jié)果提供在圖8中。
比較例4
使用如表1所示的含量的pa66、poe和cnt,其中將pa66和cnt共混,然后將poe與其共混并熔融共混以制備注塑制品。
對(duì)如上獲得的模制品進(jìn)行與實(shí)施例1中相同的物理性能測(cè)量,其結(jié)果示于表3中。
此外,對(duì)模制品的表面進(jìn)行sem成像,其結(jié)果提供在圖9中。
比較例5
使用如表1所示的含量的pa66、poe、mapoe和cnt,其中將pa66和cnt共混,然后將poe和mapoe與其共混并熔融共混以制備注塑制品。
對(duì)如上獲得的模制品進(jìn)行與實(shí)施例1中相同的物理性能測(cè)量,其結(jié)果示于表3中。
對(duì)如上獲得的模制品的表面進(jìn)行sem成像,其結(jié)果提供在圖10a和10b中。圖10a是250×放大率的sem圖像,圖10b是20,000×放大率的sem圖像。
比較例6
將如表1所示的含量的pa66、poe、mapoe和mwcnt同時(shí)共混,并熔融共混以制備注塑制品。
對(duì)如上獲得的模制品進(jìn)行與實(shí)施例1中相同的物理性能測(cè)量,其結(jié)果示于表3中。
對(duì)如上獲得的模制品的表面進(jìn)行sem成像,其結(jié)果提供在圖11a和11b中。圖11a是250×放大率的sem圖像,圖11b是20,000×放大率的sem圖像。
[表1]
[表2]
[表3]
如下獲得表2和表3中所示的疇尺寸:將五個(gè)相同的izod沖擊試樣(astmd256)在液氮中斷裂,然后用掃描電子顯微鏡(sem)在5k(5000×)放大率下隨機(jī)成像以獲得每個(gè)試樣的10張圖像,隨后根據(jù)50張sem圖像測(cè)量疇的尺寸和數(shù)量,以計(jì)算尺寸的平均值。在這種情況下,在疇不是圓形的情況下,測(cè)量最長(zhǎng)的長(zhǎng)度。
從表2可以看出,在其中使用poe和/或ma-g-poe與cnt制備母料(mb),然后與聚酰胺樹脂共混并熔融共混的實(shí)施例1-5的情況下,顯著提高了模制品的抗沖擊強(qiáng)度。
然而,在其中不包含ma-g-poe且沒有以母料形式共混的比較例3和4的情況下,模制品的抗沖擊強(qiáng)度沒有得到提高。因此,可以看出,為了提高在聚酰胺樹脂中包含導(dǎo)電填料的情況下的抗沖擊性,可以將poe以cnt母料的形式共混并熔融共混,并且為了進(jìn)一步增加抗沖擊強(qiáng)度,可以將ma-g-poe與其一起包含在內(nèi)。
此外,在其中poe未以cnt母料的形式共混,同時(shí)包含ma-g-poe的比較例5和比較例6的模制品中,與使用母料的情況相比,提高抗沖擊強(qiáng)度的效果減弱了。因此,可以看出,即使在包含poe和ma-g-poe時(shí),也應(yīng)當(dāng)將poe和cnt或poe和ma-g-poe和cnt制備成母料,然后與聚酰胺共混和熔融共混,從而制備模制品。
另一方面,從示出實(shí)施例1模制品表面的圖4可以看出,沒有發(fā)現(xiàn)cnt聚集體,并且cnt選擇性地分散在pa66中和pa66與poe的界面處。然而,在示出比較例2(在比較例2中cnt簡(jiǎn)單地與pa66共混并熔融共混)模制品表面的圖7中,沒有發(fā)現(xiàn)cnt聚集體。
此外,從圖5可以看出,poe的疇尺寸為5μm以下的相對(duì)較小尺寸,并且poe相對(duì)均勻地分散。另一方面,圖8示出了在沒有poe和cnt母料的情況下通過將pa66、poe和cnt同時(shí)共混并熔融共混制備的比較例3的模制品表面的圖像。圖9示出了在沒有poe和cnt母料的情況下首先將pa66和cnt共混然后與poe共混而制備的比較例4的模制品表面的圖像。將圖5、8和9相互比較,可以看出在實(shí)施例2的情況下表現(xiàn)出顯著減小的疇尺寸。
以類似于此的方式,將示出實(shí)施例3模制品表面的圖6和示出比較例6和7的模制品表面的圖10和11進(jìn)行比較,可以看出在實(shí)施例3的模制品的情況下的cnt的分散顯著優(yōu)異。具體地,在圖6中沒有發(fā)現(xiàn)cnt的聚集體,但是在圖10和11中發(fā)現(xiàn)了由紅色圓圈標(biāo)出的cnt的聚集體。
如上所述,根據(jù)示例性實(shí)施方案,導(dǎo)電填料可以選擇性地分散在聚酰胺的聚合物基質(zhì)樹脂中或在聚合物基質(zhì)樹脂和沖擊改性劑之間的界面處,從而確保優(yōu)異的導(dǎo)電性。
另外,根據(jù)另一示例性實(shí)施方案,導(dǎo)電填料可以以細(xì)小顆粒的形式均勻地分散在聚酰胺基質(zhì)中,從而抑制導(dǎo)電填料的聚集現(xiàn)象,由此防止由導(dǎo)電填料的添加而導(dǎo)致的抗沖擊強(qiáng)度的降低。
雖然以上已經(jīng)示出和描述了示例性實(shí)施例,但在不脫離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍的情況下,可以進(jìn)行修改和變化,這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。