[發(fā)明專(zhuān)利]納米炭黑改性的導(dǎo)電塑料的制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710027640.1
• 申請(qǐng)日: 2007-04-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101067031A
• 公開(kāi)（公告）日: 2007-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田小明
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣州邁迪瑞新材料科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C08L23/06
• 分類(lèi)號(hào): C08L23/06;C08K9/00;B29C47/40;H01B1/24;C08L53/02;C08L25/06
• 代理公司: 廣州三環(huán)專(zhuān)利代理有限公司
• 代理人: 申元林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于新材料領(lǐng)域，涉及一種導(dǎo)電塑料的制備方法。

背景技術(shù)

眾所周知，塑料是由許多排列無(wú)序的大分子組成的，通電后，當(dāng)電流增大時(shí)，塑料內(nèi)部會(huì)形成凌亂的網(wǎng)狀物，并馬上停止導(dǎo)電。不僅如此，塑料還常常作為絕緣基體使用，塑料在電子電氣中的廣泛應(yīng)用正是基于這一點(diǎn)。然而在20世紀(jì)80年代中期，科學(xué)家卻發(fā)現(xiàn)，某些結(jié)構(gòu)的塑料卻具有半導(dǎo)體特性，也能傳輸電流。塑料中加入了具有導(dǎo)電性的載流子，當(dāng)填充達(dá)到一定程度時(shí)，就使塑料也具有導(dǎo)電性能。導(dǎo)電塑料具有塑料的密度，又具有金屬的導(dǎo)電性和塑料的可加工性，還具備金屬和塑料所欠缺的化學(xué)和電化學(xué)性能，是具有廣泛應(yīng)用前景的新興材料。

導(dǎo)電塑料一般分為結(jié)構(gòu)型和復(fù)合型兩大類(lèi)。

結(jié)構(gòu)型材料是一種真正意義的導(dǎo)電塑料，但是合成工藝較復(fù)雜，成本較高，目前價(jià)格相當(dāng)昂貴。純粹的結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子聚合物至今只有導(dǎo)電聚苯胺，其它許多導(dǎo)電聚合物幾乎均需采用氧化還原、離子化或電化學(xué)等手段進(jìn)行摻雜之后才能有較高的導(dǎo)電性。其代表性的產(chǎn)物有聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚吡啶、聚苯硫醚等。還有一種叫做熱分解導(dǎo)電高分子，這是把聚酰亞胺、聚丙烯腈等在高溫下熱處理，使之生成與石墨結(jié)構(gòu)相近的物質(zhì)，從而獲得導(dǎo)電性。這些熱分解導(dǎo)電高分子的特征是無(wú)須摻雜處理，故具有優(yōu)異的穩(wěn)定性。

復(fù)合型是由導(dǎo)電性物質(zhì)與高分子材料復(fù)合而成。該類(lèi)別成本稍低，可以滿(mǎn)足各種成型要求，是一類(lèi)已被廣泛應(yīng)用的功能性高分子材料。復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料的分類(lèi)有很多種，根據(jù)電阻值的不同可分為：半導(dǎo)電體、除靜電體、導(dǎo)電體、高導(dǎo)電體；根據(jù)樹(shù)脂的形態(tài)不同可分為：導(dǎo)電塑料、導(dǎo)電橡膠、導(dǎo)電涂料、導(dǎo)電膠粘劑、導(dǎo)電薄膜等；還可根據(jù)其功能不同分為：防靜電材料、除靜電材料、電極材料、發(fā)熱體材料、電磁波屏蔽材料；根據(jù)導(dǎo)電填料的不同可分為：抗靜電劑系、金屬系(各種金屬粉末、纖維、片等)、碳系(炭黑、石墨等)，可以根據(jù)制品電阻值的要求不同進(jìn)行調(diào)節(jié)生產(chǎn)。

碳系的填充物主要是導(dǎo)電炭黑、石墨和碳纖維，制成品的體積電阻率為10²-10⁹Ω。其中炭黑填充是主流，炭黑填充型導(dǎo)電聚合物之所以被廣泛采用，其一是因?yàn)閷?dǎo)電炭黑價(jià)格較為低廉；其二是因?yàn)樘亢谀芨鶕?jù)不同的導(dǎo)電性需求有較大的選擇余地，它的制成品的電阻值可在10²-10⁹Ω之間的寬廣范圍內(nèi)變化；其三是導(dǎo)電性持久、穩(wěn)定；因此是理想的抗靜電材料。但是它的制成品僅限于黑色，并對(duì)材料性能影響較大，需要配套改性技術(shù)。

炭黑作為一種主要載流子填料，得到廣泛應(yīng)用，目前納米炭黑改性的導(dǎo)電塑料成為導(dǎo)電塑料領(lǐng)域的研發(fā)熱點(diǎn)，納米炭黑粒度越小化，處理炭黑的方式更巧妙化，使材料的導(dǎo)電性能更加優(yōu)越，炭黑的分散效果更好，機(jī)械性能更佳，炭黑的導(dǎo)電性能主要決定于炭黑的粒度大小，表面結(jié)構(gòu)特征，粒度越小，導(dǎo)電性能越好，但粒度越小，表面活化能越大，就越容易團(tuán)聚，就難以分散在塑料中。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種納米炭黑改性的導(dǎo)電塑料的制備方法，以獲得導(dǎo)電性能優(yōu)良、分散效果良好的導(dǎo)電塑料材料。

本發(fā)明所述的一種納米炭黑改性的導(dǎo)電塑料的制備方法，包括以下步驟：

A、選擇30nm的納米級(jí)炭黑為導(dǎo)電載流子，處理方法如下：取7.5％重量百分比的粉狀炭黑和7.5％重量百分比的柱狀炭黑在高速混合機(jī)中，用霧化器霧化加入0.5％重量百分比的偶聯(lián)劑和0.5％重量百分比的分散油，所述的偶聯(lián)劑和分散油均是用9％重量百分比的白礦油稀釋?zhuān)旌?5分鐘，得到處理好的炭黑；

B、在高速混合機(jī)中，加入25％重量百分比的PE粉料，在高速攪拌下加入步驟A得到的處理好的炭黑，兩者混合10分鐘；將混合后的粉狀物料在擠出機(jī)中擠出，得到含炭黑達(dá)到30％的塊狀導(dǎo)電母料；

C、將步驟B得到的導(dǎo)電母料破碎、干燥、在按1∶1的重量比例與HIPS混合，并加入2％重量百分比的SBS充分混合，然后在擠出機(jī)中擠出造粒，烘干，打包，得到所述的導(dǎo)電塑料材料；所述HIPS即高抗沖聚苯乙烯，所述SBS即苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。