[發明專利]聚酯/金屬纖維導電、導熱、快結晶復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 200710173611.6
• 申請日: 2007-12-28
• 公開（公告）號: CN101469109A
• 公開（公告）日: 2009-07-01
• 發明（設計）人: 姚晨光;楊桂生
• 申請（專利權）人: 上海杰事杰新材料股份有限公司
• 主分類號: C08L67/03
• 分類號: C08L67/03;C08K9/06;H01B1/22;C09K5/14
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 朱黎明

技術領域

本發明涉及一種導電、導熱及快結晶的聚酯復合材料的制備方法。

背景技術

高分子材料的體積電阻率一般為10¹⁰～10²⁰Ω/cm之間，長期以來作為絕緣 材料使用，隨著電子工業和信息技術等產業的迅速發展，高分子材料的應用范 圍不斷擴大，使用要求也日益提高，對導電高分子材料的需求越來越迫切。導電 高分子材料的研究和開發一直受到世界各國的普遍重視，根據導電高分子材料 的結構、組成及制備工藝的不同，可以將其分為結構型和復合型兩大類，結構 型導電高分子材料是指高分子本身結構具有導電性或經過化學摻雜后具有導 電性的一類高分子材料，這類材料因為合成方法復雜，成本較高，在實際應用 中受到限制；復合型導電高分子材料是指經過物理改性后具有導電性的高分子 材料，它一般以某種聚合物為基體，加入各種抗靜電劑、無機導電填料或親水 聚合物復合而成。

在導電高分子材料領域中，現有技術一般采用碳黑或石墨粒子增加基體的 導電性，如CN1438363，CN1255512，CN1242286，CN1584140，CN1903935， CN1903938等，或者采用添加金屬粒子如CN1605604，由于一般添加的粒子尺寸 較小，只有在高填充量時才具有較好的導電性，使價格升高，而且高填充量材 料的力學性能往往不盡如人意。

在導熱高分子材料領域中，純的高分子材料一般不能勝任，因為高分子材 料大多是熱的不良導體。高分子材料導熱系數很小，約為金屬的1/500～1/600。 在電子電氣工業中，由于電子元件、邏輯電路的尺寸大大減小，對材料的散熱 性提出了更高的要求；化工生產和廢水處理的熱交換器既需要具有導熱能力， 又要求耐化學腐蝕、耐高溫。傳統的導熱材料多為導熱性較好的金屬材料，但 金屬材料不耐腐蝕，使其在某些領域的應用受到限制。目前采用的合金技術和 防腐涂層技術雖然提高了金屬的抗腐蝕能力，卻大大降低了其導熱性。文獻如 CN1388202通過添加陶瓷纖維、石墨粉、碳黑、碳纖維或者金屬粉的辦法提高 高分子材料導熱性。

控制高分子材料的結晶速度也一直受到人們的廣泛關注，適當的結晶可以 提高高分子材料的強度、硬度、耐熱性、耐溶劑侵蝕性和力學等性能，聚酯材 料的結晶速度較慢，在加工過程中有可能達不到所需的結晶度或者達到所需結 晶度需要較長的時間，從而對其性能產生影響。改善聚酯結晶的方法一般是添 加有機羧酸鹽或無機鹽等成核劑。有機羧酸鹽是通過與聚酯的端羧基形成成核 中心進而誘導結晶，提高聚酯的結晶速率；而有機羧酸鹽的存在同時引起聚酯 分子量下降導致力學性能的劣化。無機鹽是一種成本低廉的結晶成核劑，但受 粒子尺寸和分散程度的影響，對提高聚酯的結晶速率十分有限。因此聚酯作為 工程塑料的工業化生產品種不多，而兼具導電性能和導熱性能的品種更為罕 見。

而不銹鋼纖維(SSF)是20世紀80年代才得到開發與應用的一種新型金屬纖 維，具有優良的導電性和加工性能。其中，最突出的性能是在高溫加工成型過 程中，不易產生表而氧化，無需進行繁雜的去氧化層和表面防護處理。由拉拔 技術生產的不銹鋼纖維(SS)直徑小，對塑料基體性能如收縮率、拉伸強度、彎 曲模量等影響較小。

但是目前不銹鋼纖維通常用于電磁屏蔽織物，例如中國申請號02128561.6 公開了一種功能性紗線。根據本發明的功能性紗線通過混合和紡制70至92％的 第一種纖維和8至32％的第二種纖維制備，其中所述第一種纖維包括棉、聚酯、 尼龍、丙烯腈系或人造纖維中的至少一種纖維，所述第二種纖維包括一種不銹 鋼纖維。根據本發明的功能性紗線和由該紗線制成的衣物具有防靜電效果并且 能夠防止人體受到有害的電磁波。

因此，本領域缺乏一種集導電性、導熱性和結晶速度較快等綜合性能于一 體的復合材料。本領域迫切需要一種綜合優良導電性能、導熱性能及快結晶性 能的聚酯復合材料。

發明內容

本發明的目的在于獲得一種聚酯/金屬纖維復合材料組合物，所述組合物 用于制得綜合優良導電性能、導熱性能及快結晶性能的聚酯復合材料。

本發明再一目的在于獲得一種綜合優良導電性能、導熱性能及快結晶性能 的聚酯復合材料。

本發明還有一個目的在于獲得一種制備所述復合材料的方法。

本發明另一目的在于獲得一種本發明所述的復合材料制得的制品。