[发明专利]一种导电塑料及其原料组合物、制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种导电塑料及其原料组合物、制备方法和应用。该导电塑料的原料组合物包括PBT树脂、TPV热塑性硫化胶和导电材料，所述PBT树脂和所述TPV热塑性硫化胶的质量比为(1.67～16):1。本发明中的原料组合物制得的导电塑料中：PBT树脂为连续相、TPV热塑性硫化胶为分散相，所导电材料分布在PBT和TPV的界面处。该导电塑料可以兼顾导电性能和力学性能：表面电阻率10²～10⁴Ω/sq、拉伸强度43～47Mpa、弹性模量2400～2800MPa、缺口冲击强度5.4～6.4KJ/m²，能够满足柔性压力传感器中导电膜的要求，具有良好的市场前景。

技术领域

本发明涉及一种导电塑料及其原料组合物、制备方法和应用。

背景技术

导电塑料是将树脂和导电物质混合，用塑料的加工方式进行加工的功能型高分子材料，其中常用的导电物质主要有碳材料和金属材料。金属材料导电性能好，但是在加工成型过程中，由于塑料成型设备的机械运动，对金属材料破坏严重，因而对成型加工设备和技术要求苛刻。相比之下，碳材料的可加工性较好，但导电性较差，表面电阻率为10²～10⁴Ω/sq的导电塑料往往需要添加大量的碳材料，导致塑料的强度下降。

研究表明，导电塑料的体积电阻率会在导电物质含量达到某一临界值时，突然下降几个数量级，称作突增界限浓度或渗滤阀值(Percolation Threshold Concentration,PTC)。通过降低PTC实现导电塑料导电性能和力学性能的平衡是本领域技术人员一直致力于研究的方向。

现有技术中也有相关报道，例如中国专利CN 102850735A，其公开了通过采用聚对苯二甲酸丁二醇酯(polybutylene terephthalate，PBT)和丙烯酸-苯乙烯-丙烯腈共聚物(ASA)的组合物体系来实现碳纳米管的均匀分散、进一步提升导电塑料导电性能和力学性能的效果；再例如中国专利CN105949739A，其公开了通过采用PBT树脂和甲基丙烯酸丁二烯苯乙烯共聚物(MBS共聚物)的组合物体系来降低碳材料的逾渗阀值，使组合物兼具良好的导电性能和冲击性能。但是上述专利制得的导电塑料表面电阻率均大于10⁴Ω/sq，难以满足高导电性产品的要求。

因此，如何制备得到具有低PTC值、且表面电阻率≤10⁴Ω/sq的导电塑料，是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中导电塑料在表面电阻率≤10⁴Ω/sq时，导电材料用量高，力学性能差的缺陷，而提供了一种导电塑料及其原料组合物、制备方法和应用。本发明中的PBT/TPV导电塑料表面电阻率为10²～10⁴Ω/sq，属于导电级，且具有良好的力学性能，能够满足柔性压力传感器中导电膜的性能要求。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的。

本发明提供了一种PBT/TPV导电塑料的原料组合物，其包括PBT树脂、TPV热塑性硫化胶和导电材料；

所述PBT树脂和所述TPV热塑性硫化胶的质量比为(1.67～16):1。

本发明中，所述PBT树脂可为本领域常规的PBT树脂(polybutyleneterephthalate，聚对苯二甲酸丁二醇酯)，优选地，所述PBT树脂的特性粘度为0.8～1.1dL/g，例如0.9±0.05dL/g。

本发明中，所述TPV热塑性硫化胶可为本领域常规的热塑性硫化橡胶(Thermoplastic Vulcanizate，TPV)，也称为热塑性动态硫化橡胶。所述TPV热塑性硫化胶一般是指高度硫化的三元乙丙橡胶EPDM微粒分散在连续聚丙烯PP相中组成的高分子弹性体材料，例如PP/EPDM基材的聚烯烃类热塑性动态硫化橡胶或者PP/NBR基材的耐油性热塑性动态硫化橡胶。