導電聚酰胺組合物以及制品的制作方法
【專利說明】導電聚釀胺組合物以及制品
【背景技術】
[0001] 聚酰胺-6, 6和聚（亞苯基醚）的未填充的導電共混物由于它們的優點（包括在 線涂覆性能、用于更佳燃料效率的重量降低（相對于鋼）、抗凹陷性（dentresistance)、和 抗沖擊性），長期用于機動車外部部件如擋泥板（fender)、反射鏡殼（mirrorshell)、和加 油口門（fuelfillerdoor)。迄今為止，由于難以配制同時滿足對于耐熱性、硬度、導電性、 和熱膨脹系數的需要的共混物，聚酰胺-6, 6和聚（亞苯基醚）的共混物還不能適合用于其 他的機動車外部部件如側門濫板（sidesillpanel)和門板（doorpanel)。
[0002] 可以通過加入填料如玻璃纖維、滑石、或云母來減少熱膨脹系數。然而，加入這 些物質趨向于損害沖擊強度。可以通過加入導電性的碳劑（carbonagent)如導電碳黑 (CCB)、單壁納米管（SWNT)、或多壁納米管（MWNT)來改善導電性，但是它們的添加趨向 于增加成本、降低沖擊強度、和降低熔體流動性。Koevoets等人的歐洲專利申請公開號 2192156A1，描述了包含特定量的聚亞苯基醚、聚酰胺、填料、和多壁納米管（"碳纖維"）的 組合物。在Koevoets申請中舉例說明的組合物充分地應用于許多用途，除了某些機動車用 途（包括側門檻板和門板），對于表現出增加的導電性、硬度、和熔體流動性，同時基本上保 持耐熱性和熱膨脹系數的組合物存在需要。
【發明內容】
[0003] 一種實施方式是包括熔融共混包含以下各項的組分的產物的組合物：40至50重 量百分數的聚酰胺-6 ;19至27重量百分數的包含聚（2,6_二甲基-1，4-亞苯基醚）的聚 (亞苯基醚）；15至20重量百分數的滑石；7至12重量百分數的包含以下各項的氫化嵌段 共聚物：聚苯乙烯-聚（乙烯-丙烯）二嵌段共聚物、聚苯乙烯-聚（乙烯-丁烯）_聚苯 乙烯三嵌段共聚物、或它們的組合；其中，氫化嵌段共聚物具有28至37重量百分數的聚苯 乙烯含量；1. 1至1. 7重量百分數的碳納米管；以及0. 2至1重量百分數的用于聚酰胺-6 和聚（亞苯基醚）的增容劑；其中，所有重量百分數值是基于熔融共混組分的總重量。
[0004] 另一實施方式是包括包含熔融共混包含以下各項的組分的產物的組合物的制品： 40至50重量百分數的聚酰胺-6 ; 19至27重量百分數的包含聚（2,6-二甲基-1，4-亞苯 基醚）的聚（亞苯基醚）；15至20重量百分數的滑石；7至12重量百分數的包含以下各項 的氫化嵌段共聚物：聚苯乙烯-聚（乙烯-丙烯）二嵌段共聚物、聚苯乙烯-聚（乙烯-丁 烯）-聚苯乙烯三嵌段共聚物、或它們的組合；其中，氫化嵌段共聚物具有28至37重量百分 數的聚苯乙烯含量；1. 1至1. 7重量百分數的碳納米管；以及0. 2至1重量百分數的用于聚 酰胺-6和聚（亞苯基醚）的增容劑；其中，所有的重量百分數值是基于熔融共混組分的總 重量。
[0005] 以下詳細描述了這些和其它實施方式。
【附圖說明】
[0006] 圖1是作為聚（亞苯基醚）含量、聚酰胺類型、和滑石含量函數的撓曲模量的曲線 圖。在給定聚（亞苯基醚）含量和滑石含量下，含有聚酰胺-6的組合物比含有聚酰胺-6, 6 的組合物具有更高的彎曲模量。
[0007] 圖2是作為聚（亞苯基醚）含量、聚酰胺類型、和滑石含量函數的比體積電阻率的 曲線圖。在給定聚（亞苯基醚）含量和滑石含量下，含有聚酰胺-6的組合物比含有聚酰 胺-6, 6的組合物具有更低的體積電阻率（更高的導電性）。
[0008] 圖3是作為聚（亞苯基醚）含量、聚酰胺類型、和滑石含量函數的熔體體積流動速 率的曲線圖。在給定聚（亞苯基醚）含量和滑石含量下，含有聚酰胺-6的組合物比含有聚 酰胺-6, 6的組合物具有更高的熔體流動性。
【具體實施方式】
[0009] 本發明人已經確定了一種塑性組合物，其提供增大的導電性、硬度、和熔體流動 性，同時基本上保持Koevoets組合物舉例說明的耐熱性和熱膨脹系數。本發明組合物用于 模制包括外側門檻板和外門板的機動車部件。
[0010] 一種實施方式是包括熔融共混包含以下各項的組分的產物的組合物：40至50重 量百分數的聚酰胺-6 ;19至27重量百分數的包含聚（2, 6-二甲基-1，4-亞苯基醚）的聚 (亞苯基醚）；15至20重量百分數的滑石；7至12重量百分數的包含以下各項的氫化嵌段 共聚物：聚苯乙烯-聚（乙烯-丙烯）二嵌段共聚物、聚苯乙烯-聚（乙烯-丁烯）_聚苯 乙烯三嵌段共聚物、或它們的組合；其中，氫化嵌段共聚物具有28至37重量百分數的聚苯 乙烯含量；1. 1至1. 7重量百分數的碳納米管；以及0. 2至1重量百分數的用于聚酰胺-6 和聚（亞苯基醚）的增容劑；其中，所有的重量百分數值是基于熔融共混組分的總重量。
[0011] 該組合物可以表現出根據ISO75-2004確定的180至190°C的熱撓曲溫度，在 23°C下根據ISO178-2010確定的3200至4300兆帕的彎曲模量，如在以下工作實施例中描 述的1X103至5X10 5歐姆-厘米的比體積電阻率，以及50至70微米/米-°C的熱膨脹系 數。在一些實施方式中，該組合物進一步表現出在23°C下根據ISO1802006確定的4至10 千焦耳/米2,具體地5至8千焦耳/米 2的缺口懸臂梁沖擊強度，以及根據ISO1133-2011 流程B使用280°C的測試溫度以及5千克的施加負荷測定的12至25厘米3/10分鐘，具體 地15至22厘米 3/分鐘的熔體體積流動速率。
[0012] 該熔融共混組分包含聚酰胺_6。聚酰胺-6,也稱為尼龍-6、聚已內酰胺、以及CAS 登記號25038-54-4,是廣泛的商業可獲得的聚合物。聚酰胺-6含有如通過用鹽酸滴定確定 的50至80微當量每克的胺末端基團含量。這樣的胺末端基團含量促進與聚（亞苯基醚） 的增容作用。聚酰胺-6還具有在90%甲酸中測量的30至50的相對粘度。這種相對低粘 度值提高組合物的熔體流動性。
[0013] 基于熔融共混組分的總重量（其是相當于組合物的總重量），熔融共混組分包含 40至50重量百分數的量的聚酰胺。在此范圍內，聚酰胺-6的量可以是42至47重量百分 數。
[0014] 該組合物可以可選地包含最高達8重量百分數的聚酰胺-6, 6 (即，0至8重量百 分數的聚酰胺-6, 6)。聚酰胺-6, 6,也稱為尼龍6, 6,聚（環六亞甲基己二酰二胺），以及 CAS登記號32131-17-1，結構上與聚酰胺-6是相似的，但是如在以下工作實施例中示出的， 它未能提供本發明組合物的希望的性能平衡（基于聚酰胺-6)。在一些實施方式中，聚酰 胺-6, 6的量是3至8重量百分數。在其他實施方式中，聚酰胺-6, 6的量是0至1重量百 分數。在一些實施方式中，組合物不包含聚酰胺-6, 6。在一些實施方式中，組合物包含0至 8重量百分數，具體地0至6重量百分數，更具體地0至4重量百分數，更具體地0至1重量 百分數的量的除了聚酰胺-6的所有聚酰胺的總量。在一些實施方式中，組合物不包含除了 聚酰胺-6的所有的聚酰胺。
[0015] 除了聚酰胺_6之外，熔融共混組分包含聚（亞苯基醚）。合適的聚（亞苯基醚） 包括包含具有下式的重復結構單元的那些
[0016]
[0017]其中，每次出現的Ζ1獨立地是鹵素、C「C12硫經基、C「C12經氧基、C2_C12鹵代經氧 基（其中至少兩個碳原子分隔鹵素和氧原子）、或未取代的或取代的Ci-Cu經基（條件是烴 基基團不是叔烴基）；并且每次出現的Z2獨立地是氫、鹵素、ci-Cu硫烴基、ci-cdS氧基、 C2-C12鹵代烴氧基（其中至少兩個碳原子分隔鹵素和氧原子）、或未取代的或取代的Ci-Cu 烴基（條件是烴基基團不是叔烴基）。如在本文中使用的，術語"烴基"，無論單獨使用，或作 為另一種術語的前綴、后綴、或片段使用，是指僅包含碳和氫的殘基。該殘基可以是脂肪族 或芳香族、直鏈、環狀、雙環、支鏈、飽和、或不飽和的。它還可以包含脂肪族、芳香族、直鏈、 環狀、雙環、支鏈、飽和和不飽和的烴部分的組合。然而，當烴基殘基被描述為取代的時，可 選地，它可以包含取代基殘基的碳和氫成員之上和以上的雜原子。因此，當具體地描述為取 代的時，烴基殘基還可以包含一種或多種羰基基團、氨基基團、羥基基團等，或在烴基殘基 的骨架內，它可以包含雜原子。作為一個實例，Z1可以是通過末端的3, 5-二甲基-1，4-苯 基基團與氧化聚合催化劑的二-正-丁胺組分反應形成的二-正丁基氨基甲基基團。<