[發明專利]一種高能聚合物基導電復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201610136104.4
• 申請日: 2016-03-10
• 公開（公告）號: CN105778275A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 陳俊祿;宋春衛
• 申請（專利權）人: 北京北交富沃機電工程科技有限公司
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08K13/04;C08K3/04;C08K7/24;C08K7/06;C08K7/14;C08K5/098
• 代理公司: 常州市維益專利事務所 32211
• 代理人: 周玲;周祥生

技術領域：

本發明涉及材料領域，具體涉及一種高能聚合物基導電復合材料。

背景技術：

在電子工業和信息技術不斷發展的今天，對具有導電功能的聚合物材料需 求越來越迫切，由于聚合物基導電復合材料具有質量輕、無銹蝕、易加工成各 種復雜形狀、尺寸穩定性好、電導率在較大范圍內可調易于大批量加工等特點， 因此在防靜電、微波吸收和電化學等領域具有廣泛的用途。聚合物基導電復合 材料是指以通用高分子為基體，加入各種導電物質，經過物理、化學方法復合 而得到的具有一定導電性又具有良好力學性能的復合材料，是當前用途最廣用 量最大的一種導電材料，然而，生產中仍遇到很多問題無法完美解決，如，要 提高導電材料的導電率，必須增加導電物質的添加量，在實際生產中，導電填 料的添加量控制在10％-20％，若添加量過大，會導致使材料的力學性能明顯下 降，因此，如何在不增加導電材料用量的前提下，既要提高導電材料的導電率 又要保證導電材料的力學性能成為導電復合材料研究的重要內容。

申請人研究證明向配方中加入少量碳納米管可以增強材料的力學性能，得 到力學性能良好的導電復合材料，但碳納米管在體系中有團聚傾向從而導致電 導率大大下降，研究發現體系中再加入一定量的石墨烯可以控制碳納米管的團 聚傾向，能夠提高導電材料的導電率，如何尋找適合大生產的最佳比例既能克 服碳納米管的團聚傾向又能提高產品的力學性能是本發明的重點解決問題。

發明內容：

本發明的目的是提供一種高能聚合物基導電復合材料及其制備方法，通過 調整配方各組分的比例使得本發明的導電聚丙烯復合材料不僅具有良好的電導 率，而且各項力學性能優良，硬脂酸鋇的使用使得產品的各力學性能得以提升。

一種高能聚合物基導電復合材料，其特征是，包括以下組分，各組分的重 量份數為：聚丙烯45-50份，石墨烯0.5-1份，碳納米管1-2份，碳纖維10-15 份，導電炭黑8-12份，玻璃纖維15-22份和硬脂酸鋇5-12份。

進一步，所述炭纖維為長1-2.5mm的短切碳纖維；

進一步，本發明所述的高能聚合物基導電復合材料，由以下組分組成，各 組的重量份數為：聚丙烯50份，石墨烯0.5份，碳納米管1.5份，碳纖維10份， 導電炭黑8份，玻璃纖維22份和硬脂酸鋇8份。

本發明所述的高能聚合物基導電復合材料的制備方法包括如下步驟：

步驟一：按照重量份數稱取各組分，即聚丙烯、石墨烯、碳納米管、碳纖 維、導電炭黑、玻璃纖維、硬脂酸鋇；

步驟二：將步驟一組分加入混煉機中，在190℃和800r/min條件下密煉 30min；

步驟三：將步驟二物料壓入擠塑機中以190℃和15MPa擠出，擠出后冷卻 切條，風干切粒，即為本發明所述的高能聚合物基導電復合材料。

采用本發明所獲得的高能聚合物基導電復合材料通過性能測試，并與現有 同類產品性能測試結果進行對比分析，本發明與現有技術相比，具有如下優點： 添加特定配比的石墨烯和碳納米管，能夠在同等電導率的條件下減少導電炭黑 用量，在同等導電炭黑的條件下增加材料的電導率，同時能保證材料最終的力 學性能要求，特定量的石墨烯與碳納米管混勻能大大降低碳納米管的團聚傾向， 增加產品的穩定性，在配方中加入硬脂酸鋇的作用是增加各組分之間的滲透協 同作用，增強了材料的力學性能，

該配方生產操作方便，市場前景廣闊。

具體實施方式：

實施例1：一種高能聚合物基導電復合材料，其組份材料的重量份數如下： 聚丙烯50份，石墨烯0.8份，碳納米管1.2份，碳纖維10份，導電炭黑8份， 玻璃纖維20份，硬脂酸鋇10份。

制備方法：按照實施例1中的比例稱取聚丙烯、石墨烯、碳納米管、碳纖 維、導電炭黑、玻璃纖維、硬脂酸鋇，將各組分加入混煉機中，在190℃和800r/min 條件下密煉20min，再將物料壓入擠塑機中以190℃和15MPa擠出，擠出后冷 卻切條，風干切粒，即獲得本發明所述的高能聚合物基導電復合材料成品。

實施例2：一種高能聚合物基導電復合材料，其組份材料的重量份數如下： 聚丙烯47份，石墨烯0.5份，碳納米管1.5份，碳纖維15份，導電炭黑9份， 玻璃纖維15份，硬脂酸鋇12份。