世界导电塑料工业化进展

世界导电塑料工业化进展第一页，共83页。0.引言

1.新型导电添加剂的开发与应用

2.新的导电性工程塑料牌号不断

涌现

3.本征导电与离子导电塑料合金

技术快速被市场接受

4.母料技术使高性能导电塑料制

品生产更便捷

5.结语第二页，共83页。0.引言塑料生产与使用中易产生静电静电会引起各种危害第三页，共83页。第四页，共83页。第五页，共83页。第六页，共83页。新的“环境污染”

——电磁波干扰（EMI）

——射频干扰(RFI）

第七页，共83页。第八页，共83页。第九页，共83页。第十页，共83页。2004/108/ECElectromagneticcompatibility2006/95/ECLowvoltageequipment2004/22/EECMeasuringinstruments第十一页，共83页。华为3ComQuidwayAR18-2x系列以太网路由器第十二页，共83页。高压电力电缆屏蔽层第十三页，共83页。第十四页，共83页。自限温加热电缆第十五页，共83页。可恢复保险丝第十六页，共83页。导电阳极材料第十七页，共83页。GlobalForecastoftheElectroactivePolymerMarket,through2011

(MillionLbs)BCCResearchGroupProductType200520062011AAGR%

2006-2011ConductivePlastics152.00168.00235.006.9ICPs2.062.555.2815.7LowDielectricPolymers<.01<.01.03---Total154.07170.56240.317.1第十八页，共83页。第十九页，共83页。第二十页，共83页。1.新型导电添加剂的开发与应用1.1本征导电聚合物包覆炭黑通常导电炭黑的渗滤现象第二十一页，共83页。Eeonomer——ICP包覆碳黑

(芬兰EEONYXCORPORATION)第二十二页，共83页。Eeonomer的特点：有较高的热氧化稳定性（～360℃）改善与聚合物的相容性，熔融流动性与力学性能得到提高，制品也不易发生起皮现象。可方便地控制所期望的电阻率并有良好的电阻率重现性。

——Eeonomer本身的性能，可以通过合成过程实现多种多样的变化（如所包覆的导电聚合物的量与品种、酸度与缔合的搀杂剂离子、碳黑的品种甚至换用其它载体等），调整其导电性及渗滤区电阻率跨度范围。第二十三页，共83页。典型的Eeonomer牌号EeonomerR700系列EeonomerR800系列USP7,223,475USP6,132,645

第二十四页，共83页。1.2碳纳米管结构第二十五页，共83页。超长径比易形成导电网络第二十六页，共83页。很低的渗滤阈值第二十七页，共83页。用于塑料制品的特点低的添加量；较好的加工性、制品表面光洁度；减轻脱皮现象；减小成型收缩与变形；保持较好的力学性能与塑料的原有性能等。第二十八页，共83页。工业化情况HyperionCatalysisInternational

FIBRIL™系列Nanocyl

Nanocyl®7000系列Bayer

Baytubes-C150P系列Arkema

Graphistrength™C100系列第二十九页，共83页。CNT导电塑料著名制造商PremixThermoplasticsPolyOneCorp.,GEPlastics’LNPEngineeringMaterialsRTPCompany第三十页，共83页。RTP的CNT导电工程塑料

第三十一页，共83页。1.3钛酸钾晶须（PotassiumTitaneteWhisker）TISMO

(1)高模量；（2）高耐热；（3）高耐磨；（4）低线胀系数第三十二页，共83页。导电钛酸钾晶须的有关技术参数第三十三页，共83页。导电钛酸钾晶须的特点HomogeneousconductivityConductivityoverawiderangeandeasytocontrolStableconductivity

ExcellentdispersabilityColorabilityforthewhiteandtransparenttypes第三十四页，共83页。1.4氧化锌晶须（TetrapodshapeZincOxideWhiskers)(SingleCrystal)

第三十五页，共83页。characteristicsLow-shrinkageandhigh-fluidityofthismaterialenablessuperiorprecisionmoldingHoldsstableandhigh-levelanti-staticcapacityandconductivityHighdimensionalstabilityandaccuracyisprovidedbytheanisotropy-dampingeffectofmoldings第三十六页，共83页。1.5纳米石墨

石墨的层片结构第三十七页，共83页。聚合物/纳米石墨复合材料第三十八页，共83页。聚合物/纳米石墨复合材料的导电性第三十九页，共83页。nanoGraphiteLawrenceT.Drzal教授（美国密歇根州立大学MSU）低成本生产纳米石墨微片（nanoGraphite）＜<$5/lb开发了在塑料中分散纳米石墨微片的技术

nanoGraphite的厚度大约为5－10纳米添加2%就能达到2－5%纳米蒙脱土的效果同时具有导电性、导热性等功能特性专利USP20060231792第四十页，共83页。2.新的导电性工程塑料牌号不断涌现

2.1满足欧盟CE指令与新的电磁兼容指令RTP公司第四十一页，共83页。第四十二页，共83页。Cabot公司

CabelecXS4865PP遵循了欧盟ATEX95andATEX137指令高的抗冲击性能230°C/5kgMFR10.2g/10min

第四十三页，共83页。LNP——FaradexDS-1003FRHi第四十四页，共83页。FaradexDS-1003FRHi典型应用第四十五页，共83页。2.2特殊功能与用途的导电塑料品种TechmerLehvossCompounds（TLC）Electrafil®

第四十六页，共83页。第四十七页，共83页。PremixThermoplastics,Inc.新牌号Pre-Elec12-031———10%碳纤维增强共聚甲醛第四十八页，共83页。第四十九页，共83页。GE塑料

导电性PPO/PA

——可直接静电喷涂牌号：NorylGTX674PC特点：能耐现今粉末涂装工艺中的固化温度涂装前不需要静电底漆

涂装前不需金属制件那样的化学除油可以与金属件一同涂装，以减少成本并避免色差

RTP公司——可喷涂塑料从100系列到4300系列

第五十页，共83页。GE'sconductiveNorylGTX

第五十一页，共83页。Arkema——PA11&PA12

ConductiveGradesPhysicalPropertiesRilsan®PA11Rilsan®PA12ExampleGrades

M-BESNBlkP212CTLAESNBlkP212CTLMeltingPoint,°C

185-187176-178SpecificGravity

1.13

1.14TensileStrengthatBreak,MPa

3739TensileElongationatBreak,%

180-190180-190FlexuralModulus,Mpa

575740Hardness,ShoreD

6471Charpympact,kJ/m²,Notched

23°C-30°C

448457第五十二页，共83页。第五十三页，共83页。塑料燃料电池双极板ZBTGmbH——实现大规模化生产第五十四页，共83页。第五十五页，共83页。CheilIndusrtiesInc.PPS+graphite

WO2007/078106A1[P]，2007

Bac2

ElectroPhen+导电填料

ElectroPhen本身是一种在室温下能够固化的热固性导电聚合物双极板材料的电导率达到500S/cm

第五十六页，共83页。3.本征导电与离子导电型塑料合金快速被市场接受

3.1本征导电型塑料合金本征型导电高分子(ＩＣＰ)——由具有共轭π键的聚合物经化学和电化学“掺杂”后形成

第五十七页，共83页。第五十八页，共83页。第五十九页，共83页。国际上生产ICP的主导厂商PanipolOrmeconBayerMaterialScience吉林正基科技有限公司

ICP熔体加工(ICP塑料合金)Panipol具有领先地位GE‘sLNPNoveonRTPPremix

其中RTP与Premix都是Panipol的合作伙伴

第六十页，共83页。Panipol®导电聚苯胺

可与多种普通树脂进行共混改性，如PE、PP、PS、软PVC、PMMA与热塑性弹性体SEBS等Panipol®CX系列导电聚苯胺塑料合金分3个级别：注塑级CXH、吹膜级CXM、挤出级CXLRTP公司开发了ICP100PP、ICP100HIPP、ICP400HIPS、ICP700HDPE、ICP700ALDPE等系列第六十一页，共83页。

Panipol®塑料合金的特点易形成三维导电网络，类似互贯网络结构第六十二页，共83页。导电性在大范围内可调，重现性好第六十三页，共83页。第六十四页，共83页。第六十五页，共83页。易加工成型可着色性及可制成透明材料第六十六页，共83页。3.2离子导电型（本征耗散型）塑料合金通常以嵌段聚醚酰胺或嵌段聚醚酯为主要聚合物组分(polyelectrolyte)

IDP（inherentlydissipativepolymer)主要厂商IonphasEArkemaNoveonRTP

第六十七页，共83页。IonPhase®IPE®

(IonomerPoIyEIectrolyte)

离子沿聚合物链传导的三维互贯网络结构（IPN）具有永久抗静电性，且不随环境湿度而变化力学性能好透明度和可着色性好对包装的产品无污染可以和常用塑料共混

第六十八页，共83页。IonPhasE®IPE®

适合共混的材料:

—PE,PP,PO’s

—PS,HIPS,ABS,ABS-PC,ASA,PMMA,PA

—PET-G,APET

—TPE,TPE-E,TPU

—SBS,SEBSIonPhasE®IPE®

适合常规工艺

—吹挤和薄膜铸挤成型—

注塑

—薄片挤压成型—

管道，线缆挤压成型

—吹塑

—纤维第六十九页，共83页。第七十页，共83页。Arkema嵌段聚醚酰胺Pebax®MH1657

Pebax®MV1074用于对表面电阻率要求为109－1012ΩRTPPermaStat®

涉及系列RTP200A、RTP2500、RTP1800、RTP600涉及树脂品种包括PMMA、ABS、PC、PC/ABS、POM、PA等第七十一页，共83页。第七十二页，共83页。4.母料技术使高性能导电塑料制品生产更便捷4.1不锈钢纤维母粒

北京纳盛通新材料科技有限公司3NInternational,Inc.3N®EMI-ShieldTM

不锈钢纤维＋聚酯适用ABS、EVA、NYLON、PC、PA、PBT、PET、PPS、PPO等第七十三页，共83页。4.2碳纳米管母粒ZyvexPerformanceMaterialsBusinesslineNanoSolve®(Kentera™technology)—Superiordispersionofcarbonnanomaterials—Solventandsolvent-freemixturesavailable—Largescale