[發明專利]一種各向異性導電聚合物復合材料的制備方法

無效

• 申請號: 200910058546.1
• 申請日: 2009-03-09
• 公開（公告）號: CN101630539A
• 公開（公告）日: 2010-01-20
• 發明（設計）人: 李忠明;李波;黎沙泥
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: H01B1/24
• 分類號: H01B1/24;C08L23/06;C08L69/00;C08K3/04;B29C47/38;B29C47/14;B29C55/02
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1.本發明提供的一種各向異性導電聚合物復合材料(以下簡稱ACPC)的制備方法，其特征在于按下述工藝步驟及條件制備碳納米管(以下簡稱CNTs)含量2-8重量份、分散相聚合物聚碳酸酯(以下簡稱PC)含量20-30重量份以及基體相聚合物聚乙烯(以下簡稱PE)含量70重量份的ACPC：

(1)干燥CNTs和PC在使用前干燥，使水分重量含量少于0.01％；

(2)CNTs與PC混合采用溶液共混，以二氯甲烷為溶劑，在混合過程中施加超聲波振蕩，再加入乙醇將CNTs和PC沉淀出來，過濾后用烘箱干燥CNTs/PC的混合物；

(3)CNTs/PC混合物與PE熔融共混和擠出任選單螺桿擠出機和雙螺桿擠出機中一種設備進行，采用典型的擠出機熔融混合工藝，溫度設定在PC的加工溫度，擠出機口模的主要特征是出口為矩形狹縫，尺寸隨產品要求調整，狹縫的長邊與短邊的比值應不小于7.5；

(5)熱拉伸將剛從擠出機口模擠出的料條趁熱在常溫空氣下進行熱拉伸，熱拉伸的大小用熱拉伸比評價，熱拉伸比定義為拉伸速率與擠出速率之比，控制為1.5～10；

(6)脆冷將經熱拉伸后的料條通過水溫約20℃的冷卻水槽中強制冷卻。

2.根據權利要求1所述的ACPC制備方法，其特征在于導電粒子可以是市售的多壁碳納米管，PE是高密度聚乙烯。

3.根據權利要求1所述的ACPC制備方法，其特征在于CNTs選擇性分布在PC中，而在PE中沒有或只有很少的CNTs。PE中的CNTs不足以獨立形成貫穿ACPC的導電通路。

4.根據權利要求1所述的ACPC制備方法，其特征在于主要制造裝置為擠出機，口模，牽引裝置和冷卻裝置。

5.根據權利要求4所述的制備ACPC的裝置，其特征在于口模的出口為矩形狹縫，尺寸隨產品要求調整，寬度范圍為20-40mm，厚度范圍為1.5-2mm；牽引裝置可調速，其速率，功率根據制備ACPC的尺寸調整，提供的熱拉伸比不小于10。

6.根據權利要求1所述的ACPC制備方法，其特征在于所制得的ACPC中CNTs/PC在基體PE中形成了可導電的纖維。

7.根據權利要求1所述的ACPC制備方法，其特征在于所制得的ACPC中CNTs/PC導電纖維在基體PE中沿熱拉伸方向取向分布。

8.根據權利要求1所述的ACPC制備方法，其特征在于所制得的ACPC在CNTs/PC纖維取向方向的電阻率低于纖維垂直取向方向的電阻率。

9.根據權利要求1所述的ACPC制備方法，其特征在于可以通過調節熱拉伸比來調節CNTs/PC纖維取向方向的電阻率和纖維垂直取向方向的電阻率。

10.根據權利要求1所述的ACPC制備方法，其特征在于CNT/PC導電纖維的長徑比可通過CNTs的含量、熱拉伸比大小和口模尺寸中一種或幾種調節。