一种具有活性炭负载硅纳米线的发泡复合材料的制备方法

一种具有活性炭负载硅纳米线的发泡复合材料的制备方法

技术领域

本发明涉及抗静电材料制造领域，具体涉及一种具有活性炭负载硅纳米线的发泡 复合材料的制备方法。

背景技术

PVC，由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂。聚氯乙烯具有阻燃（阻燃 值为40以上）、耐化学药品性高、机械强度及电绝缘性良好的优点。PVC是世界上产量最大的 通用塑料，应用非常广泛。在建筑材料、工业制品、日用品、地板革、地板砖、人造革、管材、电 线电缆、包装膜、瓶、发泡材料、密封材料、纤维等方面均有广泛应用。

EVA是乙烯-乙酸乙烯共聚物，它是由乙烯和乙酸乙烯共聚而制得，EVA由于在分子 链中引入了醋酸乙烯单体，近年来发展十分迅速，广泛用于运动器材、床垫、儿童地板、救生 制品、高档运动鞋等的制造。目前在电子包装市场上常见的EVA发泡材料都存在易燃性，抗 静电性能差等缺陷。

静电，是一种处于静止状态的电荷。当电荷聚集在某个物体上或表面时就形成了 静电，而电荷分为正电荷和负电荷两种，也就是说静电现象也分为两种即正静电和负静电。 当正电荷聚集在某个物体上时就形成了正静电，当负电荷聚集在某个物体上时就形成了负 静电，但无论是正静电还是负静电，当带静电物体接触零电位物体（接地物体）或与其有电 位差的物体时都会发生电荷转移，就是我们日常见到火花静电放电现象。

发明内容

本发明提供一种具有活性炭负载硅纳米线的发泡复合材料的制备方法，本发明采 用在合金中添加活性炭负载硅纳米线来提升合金材料的抗静电能力，本发明使用活性炭负 载经硅烷偶联剂处理后的硅纳米线，本发明制备的所得复合材料具有回弹性好、拉伸强度 高，并且具有阻燃性和抗静电性，能满足电子包装、防火领域的应用需求。

为了实现上述目的，本发明提供了一种具有活性炭负载硅纳米线的发泡复合材料 的制备方法，该方法包括如下步骤：

（1）制备活性炭负载硅纳米线

将装有纳米一氧化硅粉末的小瓷舟水平放置于氧化铝管中间，然后将该管放在高温管 式炉中，抽真空在20-50Pa，然后将温度900-1000℃并分别保温60-80min，之后升温到1300- 1400℃保温4-6h；之后以10-15℃/min的速率降温到500-600℃并保温30-40min，同时以 60sccm鼓入空气到炉腔，自然冷却至室温，得到硅纳米线，备用；

将硅烷偶联剂加入到去离子水，并用醋酸调节pH至3.5，在室温下搅拌30-50min，之后 加入所述硅纳米线，在85-95℃回流反应15-20h，抽滤、洗涤、干燥，得到偶联后的硅纳米线 复合物；

将得到的偶联后的硅纳米线复合物、纳米活性炭加入到去离子水，用超声波在45℃、 150W的条件下混匀30-50min，室温下静止老化30-40h，用去离子水清洗多次至流出液呈中 性，120-150℃烘干15-20h至恒重，再350-400℃焙烧3-5小时，冷却、干燥，制得活性炭负载 硅纳米线；

（2）按重量份称量上述活性炭负载硅纳米线10-20，EVA50-100份，PVC 50-75份，相容剂 15-20份，增韧剂13-17份，阻燃剂15-25份，增塑剂20-30份，发泡剂6-8份，交联剂0.5-2份， 表面处理剂1-2.5份，将上述称好的原料投入到高速混合器中干混10-15min，得到混合配 料；

（3）用开炼机将上述混合配料在70-80℃开炼混合出片，最后用平板硫化机在170-180 ℃下发泡20-25min，制得所述抗静电的发泡复合材料。

优选的，所述的表面处理剂为铝酸酯偶联剂和钛酸酯偶联剂的混合物，其质量比 为2:1；所述的阻燃剂优选为三氧化二锑和氢氧化锌的混合物，其质量比为3:1。

具体实施方式

实施例一

将装有纳米一氧化硅粉末的小瓷舟水平放置于氧化铝管中间，然后将该管放在高温管 式炉中，抽真空在20Pa，然后将温度900℃并分别保温60min，之后升温到1300℃保温4h；之 后以10℃/min的速率降温到500℃并保温30min，同时以60sccm鼓入空气到炉腔，自然冷却 至室温，得到硅纳米线，备用。

将硅烷偶联剂加入到去离子水，并用醋酸调节pH至3.5，在室温下搅拌30min，之后 加入所述硅纳米线，在85℃回流反应15h，抽滤、洗涤、干燥，得到偶联后的硅纳米线复合物。

将得到的偶联后的硅纳米线复合物、纳米活性炭加入到去离子水，用超声波在45 ℃、150W的条件下混匀30min，室温下静止老化30h，用去离子水清洗多次至流出液呈中性， 120℃烘干15h至恒重，再350℃焙烧3小时，冷却、干燥，制得活性炭负载硅纳米线。

按重量份称量上述活性炭负载硅纳米线10，EVA 50份，PVC 505份，相容剂15份，增 韧剂13份，阻燃剂15份，增塑剂20份，发泡剂6份，交联剂0.5份，表面处理剂1份，将上述称好 的原料投入到高速混合器中干混10min，得到混合配料，所述的表面处理剂为铝酸酯偶联剂 和钛酸酯偶联剂的混合物，其质量比为2:1；所述的阻燃剂优选为三氧化二锑和氢氧化锌的 混合物，其质量比为3:1。

用开炼机将上述混合配料在70-80℃开炼混合出片，最后用平板硫化机在170-180 ℃下发泡20-25min，制得所述抗静电的发泡复合材料。

实施例二

将装有纳米一氧化硅粉末的小瓷舟水平放置于氧化铝管中间，然后将该管放在高温管 式炉中，抽真空在50Pa，然后将温度1000℃并分别保温80min，之后升温到1400℃保温6h；之 后以15℃/min的速率降温到600℃并保温40min，同时以60sccm鼓入空气到炉腔，自然冷却 至室温，得到硅纳米线，备用。

将硅烷偶联剂加入到去离子水，并用醋酸调节pH至3.5，在室温下搅拌50min，之后 加入所述硅纳米线，在95℃回流反应20h，抽滤、洗涤、干燥，得到偶联后的硅纳米线复合物。

将得到的偶联后的硅纳米线复合物、纳米活性炭加入到去离子水，用超声波在45 ℃、150W的条件下混匀50min，室温下静止老化40h，用去离子水清洗多次至流出液呈中性， 150℃烘干20h至恒重，再400℃焙烧5小时，冷却、干燥，制得活性炭负载硅纳米线。

按重量份称量上述活性炭负载硅纳米线20，EVA100份，PVC 75份，相容剂15-20份， 增韧剂17份，阻燃剂25份，增塑剂30份，发泡剂8份，交联剂2份，表面处理剂2.5份，将上述称 好的原料投入到高速混合器中干混15min，得到混合配料，所述的表面处理剂为铝酸酯偶联 剂和钛酸酯偶联剂的混合物，其质量比为2:1；所述的阻燃剂优选为三氧化二锑和氢氧化锌 的混合物，其质量比为3:1。

用开炼机将上述混合配料在80℃开炼混合出片，最后用平板硫化机在180℃下发 泡25min，制得所述抗静电的发泡复合材料。