[發明專利]一種超高分子量聚乙烯導電復合材料的加工方法

在審

• 申請號: 201810984167.4
• 申請日: 2018-08-28
• 公開（公告）號: CN109206712A
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 郭平
• 申請（專利權）人: 合肥卓匯新材料科技有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08K3/04;C08K9/04
• 代理公司: 合肥廣源知識產權代理事務所(普通合伙) 34129
• 代理人: 付濤

本發明屬于超高分子量聚乙烯加工技術領域，具體涉及一種超高分子量聚乙烯導電復合材料的加工方法，由超高分子量聚乙烯100份、改性石墨烯納米片1.5?2.5份、混合助劑3?5份，在球磨罐中混合，以球料質量比為8:1加入研磨球，在轉速200?300轉/分鐘的條件下球磨2?3小時，得到混合母料，然后加入模具中，熱壓成型即得。本發明相比現有技術具有以下優點：本發明中利用改性后的石墨烯納米片、混合助劑與超高分子量聚乙烯制備復合導電材料，使其具有良好的低溫耐沖擊性能和自潤滑性，保證在填充較少的石墨烯納米片的條件下即可具有良好的導電性，同時保證復合材料的耐磨性。

技術領域

本發明屬于超高分子量聚乙烯加工技術領域，具體涉及一種超高分子量聚乙烯導電復合材料的加工方法。

背景技術

在各種電磁屏蔽材料中，聚合物基導電納米復合材料因其質輕、易加工成型、耐化學腐蝕和性能可調等優點受到人們的青睞，為賦予聚合物優異的導電性能，通常選擇金屬顆粒、石墨、炭黑、碳纖維和碳納米管等為導電填料來制備復合材料，但傳統金屬或碳材料所需填充量較高，影響材料的加工和綜合力學性能，而碳納米管能夠在較低含量時即可提高材料導電性能，但其昂貴的價格限制了其規模化使用，石墨烯以其高電子傳輸速率、高電/熱導率、高比表面積和優異力學性能，用于制備高性能聚合物電磁屏蔽復合材料已經有令人矚目的進展，填充聚合物發生導電現象是由于聚合物基體中形成了導電網絡，改善導電路徑有利于提高復合材料的電導率，石墨烯納米片除了具有普通石墨具有的良好化學穩定性、導電、導熱、自潤滑性能外，還具有明顯的納米尺寸效應，近年來，人們對石墨烯納米片作為填充料制備復合導電材料進行了較多研究，在基體中容易發生團聚，且分散不均勻；超高分子量聚乙烯是一種具有線性結構且綜合性能優異的熱塑性工程塑料，在高性能輕質復合材料方面顯示出極大的優勢，在航空航天、海域防御裝備以及工業生產等領域發揮著重要的作用，但是，超高分子量聚乙烯良好的絕緣特性也部分限制了它的使用，因此，對超高分子量聚乙烯進行導電功能化改性，制備具有高導電性的復合材料可以極大地擴展其應用范圍，因此本申請中對石墨烯納米片作為填充料制備超高分子量聚乙烯導電復合材料進行研究。

發明內容

本發明的目的是針對現有的問題，提供了一種超高分子量聚乙烯導電復合材料的加工方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：一種超高分子量聚乙烯導電復合材料的加工方法，包括以下步驟：

（1）原料準備：按重量份計包括，超高分子量聚乙烯100份、改性石墨烯納米片1.5-2.5份、混合助劑3-5份；

所述改性石墨烯納米片的制備方法為：取稻殼除雜后清洗，瀝干水分后在溫度為450-550℃的條件下焚燒1.5-2.5小時，完成后研粉過200目篩，在質量濃度為12-18%的氫氟酸水溶液中攪拌處理3-5分鐘，完成后在75-85℃的條件下干燥至含水量低于3%，得到干燥料，然后在干燥料中加入相當于其重量3-4倍、質量濃度為20-24%的氯化鐵溶液，在超聲功率為300-400W的條件下超聲分散2-3小時后，在溫度為45-55℃的條件下反應8-12小時，完成后在2-6℃的條件下靜置48小時，然后離心分離，洗滌，真空干燥得到中間粉料；按重量計，取石墨烯納米片22-28份、四氯化錫1-2份、中間粉料3-7份、質量濃度為30-40%的乙醇水溶液160-200份、羧基丁腈膠乳10份，在超聲功率為800-1200W的條件下超聲分散20-30分鐘，過濾，在溫度為85-95℃的條件下處理1-2小時，即得；

所述混合助劑包括以下重量份的原料：硬脂酸鋅18-22份、聚乙烯蠟2-6份、微晶纖維素1-3份、馬來酸酐接枝聚乙烯1-3份；

（2）將超高分子量聚乙烯、改性石墨烯納米片、混合助劑在球磨罐中混合，以球料質量比為8:1加入研磨球，在轉速200-300轉/分鐘的條件下球磨2-3小時，得到混合母料，然后加入模具中，熱壓成型即得。