(19)中华人民共和国国家知识产权局
| (12)发明专利说明书 | |
| (10)申请公布号 CN 104530521 A (43)申请公布日 2015.04.22 |
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(21)申请号 CN201410765127.2
(22)申请日 2014.12.11
(71)申请人 郑州大学
地址 450001 河南省郑州市高新技术开发区科学大道100号
(72)发明人 代坤 翟威 李卓 李勇 郑国强 刘春太 申长雨
(74)专利代理机构 成都希盛知识产权代理有限公司
代理人 刘文娟
(51)Int.CI
C08L23/06
C08L23/12
C08K9/04
C08K9/00
C08K7/24
B29C45/76
(54)发明名称
(57)摘要
本发明属于导电高分子材料技术领域，具体涉及一种制备具有隔离结构的导电高分子复合材料的方法。本发明提供一种制备具有隔离结构的导电高分子复合材料的方法，制备步骤包括：采用机械共混法将两种高分子材料与导电粒子混匀得高分子材料/导电粒子共混料，导电粒子选择性地分布在两种高分子材料的界面之间形成导电网络；然后采用柱塞式注射成型设备将高分子材料/导电粒子共混料注射成型制备具有隔离结构的导电高分子复合材料。本发明方法使导电粒子选择性分布在两种高分子之间形成导电网络，形成所谓“隔离结构”，这在很大程度上降低了材料的逾渗值。本发明为制备逾渗值低、加工性能良好和成型效率极高的导电高分子复合材料提供了新思路。 | |
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法律状态
权 利 要 求 说 明 书
1.一种制备具有隔离结构的导电高分子复合材料的方法，其特征在于，制备步骤包括：
1)采用机械共混法将高分子材料1、高分子材料2与导电粒子混匀得高分子材料/导电粒 子共混料，导电粒子分布在高分子材料1与高分子材料2的界面之间形成导电网络；所述高 分子材料1的熔体流动速率≤9g/10min，高分子材料2的熔体流动速率≥6g/10min，熔体流动 速率按照GB/T 3682-2000测定；
2)将高分子材料/导电粒子共混料采用柱塞式注射成型设备制备具有隔离结构的导电高 分子复合材料；注射成型工艺为：塑化过程中，螺杆轴向不转动；注射压力为10-20MPa，
保 压时间为5-20s；
其中，高分子材料1与高分子材料2的质量比为(4：6)～(7：3)，导电粒子的体积占高分 子材料/导电粒子共混料体积的1％～10％。
2.根据权利要求1所述的制备具有隔离结构的导电高分子复合材料的方法，其特征在于， 所述高分子材料1选自超高分子量聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、或聚苯乙烯中的 至少一种，所述高分子材料2选自高密度聚乙烯、聚丙烯中的至少一种；所述导电粒子选自 碳纳米管、炭黑、石墨烯、碳纤维或金属粉末中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的制备具有隔离结构的导电高分子复合材料的方法，其特征 在于，所述高分子材料1的熔体流动速率≤6g/10min。
4.根据权利要求1～3任一项所述的制备具有隔离结构的导电高分子复合材料的方法， 其特征在于，步骤1中高分子材料1、高分子材料2与导电粒子采用粉末状材料，所述高分 子材料1的平均粒径为10-500μm，所述高分子材料2的平均粒径为10-1200μm。
5.根据权利要求1～4任一项所述的制备具有隔离结构的导电高分子复合材料的方法，
其特征在于，所述高分子材料1与高分子材料2的质量比为4：6，导电粒子的体积占高分子 材料/导电粒子共混料体积的1％～5％。
6.根据权利要求1～5任一项所述的制备具有隔离结构的导电高分子复合材料的方法， 其特征在于，所述高分子材料1为超高分子量聚乙烯，高分子材料2为聚丙烯，导电粒子为 碳纳米管。
7.根据权利要求6所述的制备具有隔离结构的导电高分子复合材料的方法，其特征在于， 所述高分子材料2为等规聚丙烯，所述导电粒子为多壁碳纳米管。
8.根据权利要求6或7所述的制备具有隔离结构的导电高分子复合材料的方法，其特征 在于，步骤1中，先将高分子材料1与导电粒子混匀，再加入高分子材料2混匀，得到高分 子材料/导电粒子共混料。
9.根据权利要求6～8任一项所述的制备具有隔离结构的导电高分子复合材料的方法， 其特征在于，步骤2中，注塑成型工艺为：塑化温度为175-230℃，塑化时间为5-20min，模 具温度为30-70℃。
10.根据权利要求9所述的制备具有隔离结构的导电高分子复合材料的方法，其特征在 于，塑化温度为210℃，塑化时间为10min，注射压力为15MPa，保压时间为10s，模具温度 为50℃。
说 明 书
<p>技术领域
本发明属于导电高分子材料技术领域，具体涉及一种制备具有隔离结构的导电高分子复 合材料的方法。
背景技术
导电高分子材料作为一种功能性高分子复合材料，其拓展了高分子材料的使用范围。导 电高分子材料因其广泛应用于抗静电材料、静电屏蔽材料、自控温材料以及航空航天等领域， 而成为当今材料领域的研究热点之一。导电高分子材料按制备方法的不同分为复合型导电高 分子材料和结构型导电高分子复合材料。导电高分子复合材料(CPCs)是以高
分子聚合物为基 体，加入各种导电填料如炭黑(CB)、碳纳米管(CNTs)、石墨烯，金属粉末等导电填料，通 过分散复合、层积复合、表面复合等方法制备复合材料。相对于结构型导电高分子和掺杂抗 静电的复合型导电高分子来说，加入导电填料的填充型复合导电高分子材料因具有易加工， 电性能稳定、成本低廉等优点而备受研究者的青睐。CNTs具有优越的导电性能和力学性能、 大的长径比以及质轻等优点，CNTs填充复合型导电高分子已广泛应用于压敏导电胶、气敏电 阻、自控温发热材料、电磁波屏蔽材料、抗静电和导电材料等领域。
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