[發明專利]一種煤基聚苯胺抗靜電板材及其制備方法

在審

• 申請號: 201410817991.2
• 申請日: 2014-12-24
• 公開（公告）號: CN104530646A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 葉慶春;周安寧;張遷;楊程;熊善新;張坤;褚佳;汪曉芹
• 申請（專利權）人: 神華集團有限責任公司;神華寧夏煤業集團有限責任公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08L79/02;C08G73/02
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標代理有限公司 11012
• 代理人: 金璽;高艷麗

技術領域

本發明涉及一種煤基聚苯胺抗靜電板材及其制備方法。

背景技術

聚苯胺是一種導電高分子，具有原料成本低、環境穩定性好、易于加工、防腐蝕即可逆的電化學性能的優點，因而應用在抗靜電板材領域。目前已有多項聚苯胺抗靜電板材的制備技術，例如：

專利文獻CN102391644A1通過酸氧化處理，在多壁碳納米管表面引入羧基基團，之后經微乳液聚合，將聚苯胺原位接枝在酸化碳納米管表面，最后通過聚丙烯酸為主的混酸摻雜處理，得到抗靜電劑；通過共混將抗靜電劑同聚酰亞胺樹脂復合制得抗靜電板材。

專利文獻CN101955631A1涉及一種聚苯胺改性多壁碳納米管/環氧樹脂復合材料的制備。首先通過功能質子酸摻雜和苯胺的原位聚合而將聚苯胺修飾在多壁碳納米管表面，然后將聚苯胺表面修飾后的多壁碳納米管分散在環氧樹脂大分子溶液中，除去溶劑后加入固化劑，最后經真空脫氣、澆注到模具中加熱固化而制成復合材料。

上述兩種方法工藝較為復雜，不易實現規模化生產。

專利文獻CN102268171A1公開了一種抗靜電ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物)樹脂材料制備方法，主要成分包括ABS、聚苯胺、改性碳納米管、炭黑、硅烷偶聯劑、增韌劑、抗氧化劑、DCP過氧化二異丙苯。該方法在配方中添加了改性碳納米管和炭黑等補強劑物質，旨在同時提高復合材料的力學性能；同時該方法技術門檻較高，成本較高。

專利文獻CN200420090096.7是在通用高分子板材的基礎上增加一層抗靜電聚苯胺/硅藻土板材層。聚苯胺/硅藻土板材層是以導電聚苯胺/硅藻土為導電填料，添加到高分子基體中加工成型的板材。該制備方法中，天然硅藻土中夾雜有粘土礦物和石英等雜質，對復合材料整體性能存在潛在的危害。

上述方法制備的抗靜電材料都利用了聚苯胺優良的導電性，但存在的工藝復雜、不易規模化生產、技術門檻較高、雜質潛在危害和生產成本偏高等缺點，直接損害了現有相關產品的競爭優勢。

因此，需要一種能夠克服上述缺陷的抗靜電材料及其制備方法。

煤基聚苯胺是利用煤的孔結構、分子篩結構和芳香層片結構以及煤表面極性酚羥基和羧基官能團，以煤為模板，在其中引入苯胺單體，然后引發苯胺原位聚合，得到具有互穿網絡結構的聚苯胺。有報道認為，煤基聚苯胺可以用于制備抗靜電板材。

現有的煤基聚苯胺在制備過程中，首先將煤粉采用氧化處理法或磺化處理法進行改性活化處理，使煤粉表面的官能團增加；然后將煤粉與苯胺混合，加入引發劑等，使苯胺發生原位聚合反應，得到煤基聚苯胺。然而，該制備方法得到的煤基聚苯胺在導電性能、熱穩定性上存在不足，且制備方法較為繁瑣，例如煤粉的活化處理的試劑成本和時間成本較高，且后處理復雜，容易污染環境，難以適應工業化生產。

發明內容

本發明的目的在于提供一種煤基聚苯胺抗靜電板材的制備方法，以及由該方法制備得到的煤基聚苯胺抗靜電板材。

本發明的目的是通過如下技術方案實現的：

一種煤基聚苯胺抗靜電板材的制備方法，包括如下步驟：

(1)將煤基聚苯胺與固化劑和促進劑混合均勻；

(2)向步驟(1)所得物料中加入基體樹脂和增韌劑，混合均勻；

(3)將步驟(2)所得物料澆注在模具中，固化，得到所述煤基聚苯胺抗靜電板材。

步驟(1)中，所述固化劑可采用酸酐型固化劑或多元胺型固化劑。由于甲基六氫苯酐的揮發性小、毒性低、耐熱性、機械性能和電性能優良，因此所述固化劑優選為甲基六氫苯酐。

步驟(1)中，所述促進劑可選自咪唑類促進劑、芐基二甲胺、環氧促進劑DMP-30等。其中所述咪唑類促進劑例如咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑。本發明中，所述促進劑優選為2-乙基-4-甲基咪唑。

步驟(1)中，所述促進劑的用量為所述固定劑用量的0.1-5wt％，優選為0.3-3wt％。

步驟(1)中，所述混合方式可以為攪拌、剪切、超聲混合或其中任意兩種方式的結合，或三種方式的結合，優選采用超聲和/或剪切方式結合的方式。其中，所述剪切方式包括高速分散、乳化等。

步驟(1)中，先將煤基聚苯胺與固化劑、促進劑混合，有利于固化過程中煤基聚苯胺與基體樹脂進行良好的界面結合。

步驟(2)中，所述基體樹脂可選自環氧樹脂、丙烯酸脂，乙烯基脂，優選為環氧樹脂。其中，所述環氧樹脂可選擇環氧樹脂EP01451-310、環氧樹脂E-51等，優選為環氧樹脂EP01451-310。