导电聚缩醛组合物制造技术

具有改善的韧性和柔软性及良好流动性和可加工性的导电聚缩醛组合物。该聚合物包括甲醛聚合物、弹性聚氨酯和导电炭黑，该炭黑相对于迄今为止用在这些组合物中的炭黑具有较低的结构值（ＤＢＰ吸收）和较大的粒径（低表面积）。该组合物包括约６５－约８５％重量的甲醛聚合物，约１０－２０％重量的导电炭黑，约１０－约２０％重量的弹性聚氨酯。导电炭黑的表面积ＢＥＴ（Ｎ↓［２］）为约４０－约１００ｍ↑［２］／ｇ、孔体积ＤＢＰ吸收介于约１５０－约３５０ｍｌ／１００ｇ。本发明专利技术所用导电炭黑更易分散在组合物聚合物中，并在配混时减少了熔体粘度的任何增加。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
1.专利技术背景本专利技术涉及导电的聚缩醛组合物，更具体地，涉及其特征在于改善了韧性及柔软性及导电性、低粘度及低湿气吸收的聚缩醛组合物。2.相关技术的描述聚缩醛树脂，也称作聚甲醛树脂，是工程热塑性塑料，其具有广泛的用途，如在各种应用中用作金属的替换物。聚缩醛树脂典型地呈现出优良的机械性能、抗疲劳性、抗磨蚀性、耐磨性和易加工性。在该树脂的一些应用中，需要导电性。用足够量的导电性炭黑来配混聚缩醛树脂，已在实践在作为赋予该树脂导电性的方法。例如，公开在Masamoto等人的U.S.专利4,391,741和Kausga等人的美国专利4,555,357中的导电聚缩醛树脂组合物。一种可市购的已用于形成导电性聚缩醛树脂的导电性炭黑为KETJEM BLACKEC炭黑C为Chicago，IL，Akzo Nobel Chemicals，Inc.的商标)。典型的导电性聚缩醛组合物包括甲醛聚合物和约6％重量的KETJEN BLACKEC导电性炭黑。当这些组合物提供优良的导电性时，加入该炭黑降低了最终模制品的韧性及柔软性。在需要较高柔软性的应用中，由于低的伸长及低的实际冲击强度，可能出现断裂。另外，导电性炭黑可增加聚缩醛树脂的熔体粘度并使熔体流降解，这可使注塑法加工该树脂变得困难。另外，人们知道如果熔体粘度太高，在加工(如配混或注塑中)可产生聚缩醛的降解和有关的甲醛排放。考虑到在聚缩醛树脂组合中使用导电性炭黑有关的上述问题，已使用了较低量的通常为超导类的炭黑，如KETJEN BLACKEC 600JD炭黑(AkzoNobel的商标)。如公开在Kusumgar等人的美国专利4,828,755(其引入本文作为参考)的，较低量的超导性炭黑提供给组合物足够的导电性并对其加工性和机械性能基本无影响。典型的聚缩醛组合物的KETJEN BLACKEC 600JD的加入量为约3-约5％重量。然而，注意到超导性炭黑的通常特征在于高的结构值(高DBP吸收值)和小的初始粒径(高表面积，BETN2)。因此，由于小的初始粒径超导性炭黑在聚缩醛组合物中的分散和加工是困难的，并且由于炭黑高结构值和小的初始粒径，这样得到的最终聚缩醛组合物的粘度可能会高。已知向该组合物中加入聚氨酯来提高含导电性炭黑的聚缩醛树脂的冲击强度和柔软性。例如，Kusumgar等人在美国专利4,828,755中公开了通过加入弹性聚氨酯而具有提高的柔软性和韧度的导电甲醛聚合物组合物。专利技术概述因此，本专利技术涉及导电性聚缩醛树脂组合物，其包括甲醛聚合物、弹性聚氨酯和比在此以前使用在这些组合物中的炭黑具有更低的结构值(DBP吸收)和更大的粒径(更低表面积)的导电炭黑。用在本专利技术组合物中的导电性炭黑更易分散在该组合物聚合物(聚甲醛和聚氨酯)中，以减少在配混中熔体粘度的任何增加，以及赋予导电性组合物改善的韧度和柔软性以及良好的流动性和可加工性，这些性能使得该组合物可注塑、吹塑、压板(plated)等。在本专利技术的一个实施方案中，导电聚缩醛树脂组合物包括约65-约85％重量的甲醛聚合物、约10-约20％重量的导电炭黑和约10-约20％重量的弹性聚氨酯。导电性炭黑的表面积BET(N2)为约40-约100m2/g，孔体积DBP吸收为约150-约350ml/100g。在本专利技术另一个实施方案中，导电性聚缩醛树脂组合物还包括至少0.5％重量的抗氧剂。专利技术详述本专利技术涉及导电聚缩醛树脂组合物。该组合物包括甲醛聚合物，弹性聚氨酯和导电炭黑。该导电性炭黑相比在此以前用在这些组合物中的导电炭黑具有较低的结构值、较大的初始粒径(较低的表面积)。该导电炭黑的表面积BET(N2)为约40-约100m2/g，孔体积，DBP吸收为150-约350ml/100g。用在本专利技术导电聚缩醛组合物的甲醛聚合物在本领域中是公知的。该聚合典型地具有高分子量并且其特征在于在交替的甲醛基-OCH2-上具有重复的碳-氧连接的基本分子结构。已知均聚物主要由这种碳-氧结构组成，尽管共聚物具有偶尔被共聚单元打断的甲醛结构。如在本文中所用的，术语甲醛聚合物指的是包括任何甲醛均聚物、共聚物、三元共聚物等。典型地，均聚物可如下制备通过单体纯化、聚合、用烷基或酰基封端和整理(finishing)来聚合甲醛或聚合是甲醛环状三聚体的三噁烷。市售的甲醛聚合物的制备为三聚甲醛得到三噁烷、纯化三噁烷、在少量环氧乙烷和/或四氢呋喃存在下进行共聚、通过碱性水解进行稳定和整理。特别好地适用于本专利技术导电组合物的甲醛聚合物为甲醛共聚物、用在本专利技术甲醛聚合物的例子为可市购的共聚缩聚级，其特征在于熔体指数为约13-约50g/10分(190℃/2.15kg)，适宜于用在本专利技术导电组合物的优选甲醛聚合物包括共聚物，如HOSTAFORM聚甲醛共聚物(德国Hoechst Akfiengesellschaft的商标)或ULTRAFORM聚合物(德国BASF Aktiengesellschaft的商标)。优选本专利技术聚缩醛组合物包括约65-约85％重量的甲醛聚合物。更优选，该组合物包括约70％-约80％重量的甲醛聚合物；最优选在总组合物中有约75％重量的聚合物。甲醛聚合物典型地具有相对高程度的聚合物结晶度，即约70％-80％。如已提到的，甲醛聚合物具有用共聚单体间隔的-OCH2-重复单元，如由下列通式表示的 其中每一个R1和R2包括氢、低级烷基和卤素取代的低级烷基，每一个R3包括亚甲基、氧亚甲基、低级烷基和卤代烷基取代的亚甲基、和低级烷基和卤代烷基取代的氧亚甲基，n是0至3(包括0和3)的整数。每一个低级烷基优选具有1-2碳原子(包括1和2)。在存在约0.1-约15mol％的共聚单体下进行聚合。形成的共聚物包括约85-约99.9％重复氧甲基单元(-OCH2-)。可在共聚以制得共聚物的步骤中通过断裂氧-碳链来把共聚单体单元结合到共聚物上。在本专利技术模制组合物中优选存在的甲醛共聚物是其熔点为至少150℃的热塑性材料，并典型地是可研磨的或在约180℃-约200℃温度下是可加工的。市售的甲醛聚合物典型地具有至少10,000的数均分子量。相比常规用在导电聚缩醛组合物中的如KETJEN BLACKEC炭黑，用在本专利技术的导电炭黑具有改善的性能。正如所说的，用在本专利技术导电聚缩醛组合物中的炭黑的特征在于相比超导炭黑，具有较低的结构值(DBP吸收)(ASTM D-2414)和较低的表面积(BET，N2)(ASTM D-3037)。本专利技术中的炭黑是中间值的表面积和高结构的炭黑。然而，它不同于常规乙炔黑，表现在更多石墨的特性以及初粒颗粒呈椭圆形(其中大轴和小轴的比为约1.4)。优选地，本专利技术的导电组合物所用的炭黑的BET氮气表面积为约40-约100m2/g；优选该表面积为约40-约70m2/g；并最优选该表面积为约65m2/g。该炭黑的孔体积DBP吸收典型地为约150-约350ml/100g。更优选该孔体积为约150-约200ml/100g；最优选孔体积为约190ml/100g。本专利技术中特别有有用的炭黑是ENSACOTM250炭黑(Belgium，M.M.M，Carbon的商标)。已发现用在该导电性聚缩醛组合物中炭黑的较低结构值和表面积允许该炭黑在待用的组合物中有较高的加入量，以达到所需的导电性，同本文档来自技高网...

【技术保护点】
导电聚缩醛树脂组合物，包括： 约６５－约８５％重量的甲醛聚合物； 约１０－约２０％重量的导电炭黑，该炭黑的表面积ＢＥＴ（Ｎ↓［２］）为约４０－约１００ｍ↑［２］／ｇ，孔体积ＤＢＰ吸收为约１５０－约３５０ｍｌ／１００ｇ；以及 约１０－约２０％重量的弹性聚氨酯。

【技术特征摘要】
US 1996-10-28 08/742,5791.导电聚缩醛树脂组合物，包括约65-约85％重量的甲醛聚合物；约10-约20％重量的导电炭黑，该炭黑的表面积BET(N2)为约40-约100m2/g，孔体积DBP吸收为约150-约350ml/100g；以及约10-约20％重量的弹性聚氨酯。2.权利要求1的聚缩醛组合物，还包括至少0.5％重量的抗氧剂。3.权利要求1的聚缩醛组合物，其中所说的组合物包括约70-80％重量的所说甲醛聚合物。4.权利要求3的聚缩醛组合物，其中所说的组合物包括约75％重量的所说甲醛聚合物。5.权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿兰蒂伦，
申请(专利权)人：卡伯特公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]