專利名稱：低逾滲值聚合物基導(dǎo)電復(fù)合材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低逾滲值的聚合物基導(dǎo)電復(fù)合材料的制備方法。
近年來，人們對如何降低導(dǎo)電復(fù)合材料的逾滲值進(jìn)行了廣泛的研究。目前一般認(rèn)為雙逾滲行為(用兩種以上的聚合物作為基體和炭黑共混)是降低逾滲值的較好方法，如美國《Polymer engineering and science》1996年第36卷第10期在1336-1345頁上用半結(jié)晶的聚丙烯和尼龍作為聚合物基體，在高溫熔融下與炭黑共混制的了逾滲值為2％-5％的導(dǎo)電復(fù)合材料。中國《功能高分子學(xué)報》1995年第8卷第1期在48-54頁上用低密度聚乙烯和彈性體氯化乙烯與炭黑共混，制備的導(dǎo)電材料的逾滲值約為10％。但在這類體系中，聚合物基體間的相容性差，材料的加工性能和力學(xué)性能不好，穩(wěn)定性低。而對于以單一聚合物為基體的復(fù)合體系，現(xiàn)有技術(shù)一般采用溶液共混或機(jī)械共混，得到的逾滲值一般都在15％左右。
本發(fā)明的上述目的是通過以下方法實現(xiàn)的在室溫下向濃度為10％-30％的聚氨酯乳液中，加入粒徑為10-100nm的導(dǎo)電炭黑，并使得炭黑在導(dǎo)電復(fù)合材料中的含量為0.1％-30％，高速攪拌使炭黑分散均勻，在此過程中加入少量消泡劑，待炭黑完全均勻分散在聚氨酯乳液中即停止攪拌，然后，將此混合液涂敷在具有梳形電極的環(huán)氧板上于室溫下自然干燥即可得到低逾滲值導(dǎo)電復(fù)合材料。
在上述發(fā)明方法中使用的聚氨酯乳液可用以下方法制備將聚多元醇(聚酯型或聚醚型)、異氰酸酯(芳香族或脂肪族)和親水?dāng)U鏈劑按比例1∶1.1∶0.08或1∶1.2∶0.12在65-80℃下反應(yīng)制成預(yù)聚體，用成鹽劑中和，然后將預(yù)聚體分散在水中，并用擴(kuò)鏈劑擴(kuò)鏈。通過對反應(yīng)原料的種類和比例進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以制備微觀結(jié)構(gòu)不同以及乳膠粒徑大小和分布不一的聚氨酯乳液。
消泡劑可采用有機(jī)硅類消泡劑。親水?dāng)U鏈劑可采用二羥甲基丙酸及二羥基半酯。
采用本制備方法，選擇不同類型(即聚酯型或聚醚型)的聚氨酯乳液可制備不同逾滲值的導(dǎo)電復(fù)合材料。選擇乳膠粒徑大小及分布不同的聚氨酯乳液可制備不同逾滲值的導(dǎo)電復(fù)合材料。
本發(fā)明的優(yōu)點在于由本發(fā)明所采用的乳液共混法，可制得逾滲值為0.2％-10％的聚合物基導(dǎo)電復(fù)合材料。此外，本方法工藝簡單，成本低廉，無污染，安全環(huán)保。制得的導(dǎo)電復(fù)合材料滲濾值低，加工性能和力學(xué)性能良好，材料穩(wěn)定性高。用本發(fā)明方法制備的導(dǎo)電復(fù)合材料，在生物醫(yī)學(xué)、化學(xué)化工以及環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。如作為氣敏材料，可用于氣相分離膜、氣體傳感器；作為PTC材料，可用于自動控制、面發(fā)熱體等。
實施例二室溫下將粒徑為50nm的導(dǎo)電炭黑慢慢加入到濃度為15％聚酯型聚氨酯乳液中，聚氨酯乳液的粒徑約為280nm，加入少量消泡劑，高速攪拌至炭黑完全均勻分散在聚氨酯乳液中為止，然后，將此混合液涂敷在具有梳形電極的環(huán)氧板上于室溫下自然干燥。此法制得的導(dǎo)電復(fù)合材料的逾滲值為0.5％。
實施例三室溫下把粒徑為50nm的導(dǎo)電炭黑緩慢加入到濃度為1 5％的聚醚型聚氨酯乳液中，聚氨酯乳液的粒徑約為240nm，加入少量消泡劑，攪拌至炭黑完全均勻分散在聚氨酯乳液中為止，然后，將此混合液涂敷在具有梳形電極的環(huán)氧板上于室溫下自然干燥。此法制得的導(dǎo)電復(fù)合材料的逾滲值為0.6％。
實施例四室溫下把粒徑為50nm的導(dǎo)電炭黑緩慢加入到濃度為15％的聚醚型聚氨酯乳液中，聚氨酯乳液的粒徑約為770nm，加入少量消泡劑，攪拌至炭黑完全均勻分散在聚氨酯乳液中為止，然后，將此混合液涂敷在具有梳形電極的環(huán)氧板上于室溫下自然干燥。此法制得的導(dǎo)電復(fù)合材料的逾滲值為0.5％。
權(quán)利要求
1.一種低逾滲值聚合物基導(dǎo)電復(fù)合材料的制備方法，其特征是在室溫下向濃度為10％-30％的聚氨酯乳液中，加入粒徑為10-100nm的導(dǎo)電炭黑，并使得炭黑在導(dǎo)電復(fù)合材料中的含量為0.1％-30％，高速攪拌使炭黑分散均勻，在此過程中加入少量消泡劑，待炭黑完全均勻分散在聚氨酯乳液中即停止攪拌，然后，將此混合液涂敷在具有梳形電極的環(huán)氧板上于室溫下自然干燥即可得到低逾滲值導(dǎo)電復(fù)合材料。
2.一種如權(quán)利要求1所說的低逾滲值聚合物基導(dǎo)電復(fù)合材料的制備方法，其特征是使用的聚氨酯乳液可用以下方法制備將聚酯型或聚醚型的聚多元醇、芳香族或脂肪族的異氰酸酯和親水?dāng)U鏈劑按比例1∶1.1∶0.08或1∶1.2∶0.12在65-80℃下反應(yīng)制成預(yù)聚體，用成鹽劑中和，然后將預(yù)聚體分散在水中，并用擴(kuò)鏈劑擴(kuò)鏈，制備得到聚氨酯乳液。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低逾滲值聚合物基導(dǎo)電復(fù)合材料的制備方法。這種復(fù)合材料由聚氨酯乳液與導(dǎo)電炭黑在室溫下混合均勻后自然干燥而成，本發(fā)明制備的復(fù)合材料的滲濾值低，材料的加工性能和力學(xué)性能良好，穩(wěn)定性高。此外，本方法加工工藝簡單，成本低廉，安全環(huán)保。
文檔編號C08K3/04GK1471110SQ0312699
公開日2004年1月28日 申請日期2003年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月26日
發(fā)明者章明秋, 胡繼文, 李明威, 程根水 申請人:中山大學(xué)