專(zhuān)利名稱(chēng)：高導(dǎo)電性聚烯烴復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
按照材料的結(jié)構(gòu)和組成，導(dǎo)電高分子材料分為結(jié)構(gòu)型和復(fù)合型兩大類(lèi)。結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子材料又稱(chēng)為本征型導(dǎo)電高分子材料，是由具有共軛η鍵或具有部分η鍵的高分 子經(jīng)化學(xué)或電化學(xué)摻雜處理后具有導(dǎo)電功能的材料。結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子材料存在難熔、難 溶、成型困難、摻雜劑多屬有毒和強(qiáng)腐蝕物質(zhì)、電導(dǎo)率變化范圍較窄、導(dǎo)電穩(wěn)定性差和成本 較高等缺點(diǎn)，因此其應(yīng)用與發(fā)展受到了很大限制。復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料是以高分子材料 為基體，通過(guò)摻加一種或多種導(dǎo)電物質(zhì)并經(jīng)分散復(fù)合、層積復(fù)合等方式處理而具有導(dǎo)電功 能的多相復(fù)合體系。導(dǎo)電聚烯烴復(fù)合材料是復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料的一個(gè)重要分支，它具 有成本較低、重量輕、易于成型加工和大規(guī)模生產(chǎn)、耐腐蝕性好、可在較大范圍內(nèi)根據(jù)使用 需要調(diào)節(jié)電學(xué)和力學(xué)性能等優(yōu)點(diǎn)，因而在電磁屏蔽、能源、光電子器件、傳感器、加熱電纜和 電纜接地護(hù)套等方面得到了廣泛應(yīng)用。為制得高導(dǎo)電性聚烯烴復(fù)合材料，通常需添加大量 的炭黑、碳纖維和導(dǎo)電性好的金屬粉(或片、纖維)等，由于以上導(dǎo)電填料與聚烯烴的相容性 較差，導(dǎo)電性復(fù)合材料中有機(jī)相與無(wú)機(jī)、金屬相的界面能較大，結(jié)果導(dǎo)致導(dǎo)電性復(fù)合材料的 脆性較大，加工性能、機(jī)械性能和耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性能較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的高導(dǎo)電性聚烯烴復(fù)合材料的脆性較大，加工性 能、機(jī)械性能和耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性能較差的問(wèn)題，而提供了高導(dǎo)電性聚烯烴復(fù)合材料及其 制備方法。本發(fā)明高導(dǎo)電性聚烯烴復(fù)合材料按照重量份數(shù)比由100份聚烯烴、0. 2 2. 0份 單壁碳納米管、10 20份超導(dǎo)電炭黑、2 10份導(dǎo)電金屬氧化物、2 5份鈦酸酯偶聯(lián)劑、 2. 5 25份碳納米管分散液、1 5份流變劑、0. 2 1份主抗氧劑和0. 2 1份輔助抗氧 劑制成。
本發(fā)明高導(dǎo)電性聚烯烴復(fù)合材料的制備方法按照以下步驟進(jìn)行一、按照重量份數(shù)比 稱(chēng)取100份聚烯烴、0. 2 2. 0份單壁碳納米管、10 20份超導(dǎo)電炭黑、2 10份導(dǎo)電金 屬氧化物、2 5份鈦酸酯偶聯(lián)劑、2. 5 25份碳納米管分散液、1 5份流變劑、0. 2 1 份主抗氧劑和0. 2 1份輔助抗氧劑；二、將步驟一稱(chēng)取的單壁碳納米管和碳納米管分散 液超聲混合得到單壁碳納米管分散液；三、將步驟二的單壁碳納米管分散液和占步驟一稱(chēng) 取的聚烯烴總質(zhì)量的109Γ20%的聚烯烴進(jìn)行開(kāi)煉或密煉，混煉溫度為140°C 200°C，混煉 至液體全部揮發(fā)，即制備得到單壁碳納米管母料；四、步驟一稱(chēng)取的超導(dǎo)電炭黑放入高混機(jī) 中，在攪拌速度為500r/mirTl000r/min的條件下噴入步驟一稱(chēng)取的鈦酸酯偶聯(lián)劑，高混機(jī) 筒壁的溫度為50°C 70°C，攪拌時(shí)間為5mirTl0min ；五、步驟一中稱(chēng)取的剩余的聚烯烴、步驟三中的單壁碳納米管母料、步驟四中經(jīng)過(guò)偶聯(lián)劑處理的超導(dǎo)電炭黑、步驟一稱(chēng)取的導(dǎo)電金屬氧化物、步驟一稱(chēng)取的流變劑、步驟一稱(chēng)取的主抗氧劑和步驟一稱(chēng)取的輔助抗氧劑進(jìn) 行混煉，混煉溫度為140°C 200°C，即制備得到高導(dǎo)電性聚烯烴復(fù)合材料。本發(fā)明的復(fù)合材料采用聚烯烴為原料，聚烯烴中的聚乙烯的熔體流動(dòng)速率為 0. 5 2. 5 ；乙烯/醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯含量為10% 35%。這些樹(shù)脂材料具有良 好的加工性能和物理機(jī)械性能，可通過(guò)開(kāi)煉、密煉、螺桿混煉等方法實(shí)現(xiàn)其與較大摻量填料 的均勻混合。乙烯/醋酸乙烯共聚物中含有極性基團(tuán)，與無(wú)機(jī)填料和金屬填料的相容性較 好，添加其可顯著改善復(fù)合材料中有機(jī)物與無(wú)機(jī)填料和金屬填料間的相界面狀態(tài)，提高復(fù) 合材料的加工性能和物理機(jī)械性能。而本發(fā)明的復(fù)合材料中所使用的導(dǎo)電填料為單壁碳 納米管、超導(dǎo)電炭黑和導(dǎo)電金屬氧化物，單壁碳納米管的直徑小于2nm，長(zhǎng)度為5 15μπι ； 超導(dǎo)電炭黑的電阻率為0. 1 1Ω · cm;導(dǎo)電金屬氧化物的電阻率為1Χ10-7Ω · cm 5X 10-7 Ω ·_。單壁碳納米管導(dǎo)電性好，長(zhǎng)徑比大，因而單壁碳納米管/聚合物復(fù)合材料 的滲逾閥值明顯小于其他導(dǎo)電填料/聚合物復(fù)合材料的滲逾閥值，即在單壁碳納米管的摻 量較小時(shí)單壁碳納米管/聚合物復(fù)合材料可具有良好的導(dǎo)電性。本發(fā)明中通過(guò)添加少量的 單壁碳納米管使得在明顯減少高導(dǎo)電炭黑摻量的情況下不降低復(fù)合材料的導(dǎo)電性，保證了 復(fù)合材料的導(dǎo)電性良好，這還可以有效提高復(fù)合材料的加工性能和物理機(jī)械性能。在添加 碳納米管和炭黑的聚合物復(fù)合導(dǎo)電材料的電阻率達(dá)到10Ω 后，繼續(xù)增大碳納米管和炭 黑的摻量只能使復(fù)合材料的電阻率稍有減小，且會(huì)導(dǎo)致復(fù)合材料的加工性能和物理機(jī)械性 能迅速降低。本發(fā)明在復(fù)合材料中添加導(dǎo)電性接近于金屬的金屬氧化物，明顯提高了復(fù)合 材料的導(dǎo)電性，且對(duì)復(fù)合材料的加工性能和物理機(jī)械性能影響較小，金屬氧化物的化學(xué)性 質(zhì)穩(wěn)定，可保證復(fù)合材料在使用過(guò)程中導(dǎo)電性能穩(wěn)定。本發(fā)明在復(fù)合材料中添加了鈦酸酯 偶聯(lián)劑，有利于改善復(fù)合材料中有機(jī)物與無(wú)機(jī)填料和金屬填料間的相界面狀態(tài)，提高復(fù)合 材料的加工性能和物理機(jī)械性能。本發(fā)明在復(fù)合材料中添加的流變劑，能提高導(dǎo)電復(fù)合材 料的加工性能。本發(fā)明在復(fù)合材料中添加抗氧劑，能抑制高導(dǎo)電性聚烯烴復(fù)合材料在生產(chǎn)、 貯存和使用過(guò)程中的電、熱、光、氧等老化反應(yīng)，保證其具有良好的長(zhǎng)期性能穩(wěn)定性。本發(fā)明的導(dǎo)電復(fù)合材料體積電阻率為0. 3 1 Ω ^m,低溫沖擊脆化溫度為-76°C， 擠出加工制品表面光滑，斷裂伸長(zhǎng)率250% 350%，拉伸強(qiáng)度15MPa 18MPa，耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi) 裂性能試驗(yàn)Ftl大于500h，本發(fā)明的導(dǎo)電復(fù)合材料的導(dǎo)電性能優(yōu)異，脆性小，加工性能、機(jī)械 性能和耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性能好。本發(fā)明導(dǎo)電復(fù)合材料是綜合性能優(yōu)異、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的高 導(dǎo)電性聚烯烴復(fù)合材料。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實(shí)施方式
，還包括各具體實(shí)施方式
間的 任意組合。
具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式高導(dǎo)電性聚烯烴復(fù)合材料按照重量份數(shù)比由100份 聚烯烴、0. 2 2. 0份單壁碳納米管、10 20份超導(dǎo)電炭黑、2 10份導(dǎo)電金屬氧化物、2 5份鈦酸酯偶聯(lián)劑、2. 5 25份碳納米管分散液、1 5份流變劑、0. 2 1份主抗氧劑和 0.2 1份輔助抗氧劑制成。本實(shí)施方式中各原料均可從市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)得到，其中流變劑可從美國(guó)3M公司(流變劑FX5924)和上海石川化工有限公司(流變劑SC-PE200)購(gòu)買(mǎi)得到，碳納米管分散液可從深圳市納米港有限公司購(gòu)買(mǎi)得到。本實(shí)施方式的導(dǎo)電復(fù)合材料體積電阻率為0. 3 1Ω · cm，低溫沖擊脆化溫度 為_(kāi)76°C，擠出加工制品表面光滑，斷裂伸長(zhǎng)率250% 350%，拉伸強(qiáng)度15MPa 18MPa，耐環(huán) 境應(yīng)力開(kāi)裂性能試驗(yàn)Ftl大于500h。本實(shí)施方式的導(dǎo)電復(fù)合材料的導(dǎo)電性能優(yōu)異，脆性小， 加工性能、機(jī)械性能和耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性能好，是綜合性能優(yōu)異、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的高導(dǎo)電性 聚烯烴復(fù)合材料。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是高導(dǎo)電性聚烯烴復(fù)合 材料按照重量份數(shù)比由100份聚烯烴、0. 5 1. 8份單壁碳納米管、12 18份超導(dǎo)電炭黑、 5 8份導(dǎo)電金屬氧化物、3 4份鈦酸酯偶聯(lián)劑、10 18份碳納米管分散液、2 4份流 變劑、0. 6 0. 8份主抗氧劑和0. 4 0. 8份輔助抗氧劑制成。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是高導(dǎo)電性聚烯烴復(fù)合 材料按照重量份數(shù)比由100份聚烯烴、1份單壁碳納米管、15份超導(dǎo)電炭黑、7份導(dǎo)電金屬氧 化物、3. 5份鈦酸酯偶聯(lián)劑、14份碳納米管分散液、3份流變劑、0. 6份主抗氧劑和0. 6份輔 助抗氧劑制成。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至三之一不同的是聚烯烴按照 重量份數(shù)比由100份聚乙烯和20 100份乙烯/醋酸乙烯共聚物組成。其他與具體實(shí)施
方式一至三之一相同。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至四之一不同的是主抗氧劑為 四(β —(3，5—二叔丁基一 4 一羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯(抗氧劑1010)。其他與具 體實(shí)施方式一至四之一相同。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至五之一不同的是輔助抗氧劑 為硫代二丙酸二月桂酯(DLTP)，導(dǎo)電金屬氧化物由二硅化鉬、氮化鈦或二硼化鈦中的一種 或其中的幾種組成。其他與具體實(shí)施方式
一至五之一相同。本實(shí)施方式導(dǎo)電金屬氧化物為混合物時(shí)，各導(dǎo)電氧化物可按照任意比混合。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式高導(dǎo)電性聚烯烴復(fù)合材料的制備方法按照以下步驟 進(jìn)行一、按照重量份數(shù)比稱(chēng)取100份聚烯烴、0. 2 2. 0份單壁碳納米管、10 20份超導(dǎo) 電炭黑、2 10份導(dǎo)電金屬氧化物、2 5份鈦酸酯偶聯(lián)劑、2. 5 25份碳納米管分散液、 1 5份流變劑、0. 2 1份主抗氧劑和0. 2 1份輔助抗氧劑；二、將步驟一稱(chēng)取的單壁碳 納米管和碳納米管分散液超聲混合得到單壁碳納米管分散液；三、將步驟二的單壁碳納米 管分散液和占步驟一稱(chēng)取的聚烯烴總質(zhì)量的109Γ20%的聚烯烴進(jìn)行開(kāi)煉或密煉，混煉溫度 為140°C 200°C，混煉至液體全部揮發(fā)，即制備得到單壁碳納米管母料；四、步驟一稱(chēng)取的 超導(dǎo)電炭黑放入高混機(jī)中，在攪拌速度為500r/mirTl000r/min的條件下噴入步驟一稱(chēng)取 的鈦酸酯偶聯(lián)劑，高混機(jī)筒壁的溫度為50°C 70°C，攪拌時(shí)間為5mirTl0min ；五、步驟一中 稱(chēng)取的剩余的聚烯烴、步驟三中的單壁碳納米管母料、步驟四中經(jīng)過(guò)偶聯(lián)劑處理的超導(dǎo)電 炭黑、步驟一稱(chēng)取的導(dǎo)電金屬氧化物、步驟一稱(chēng)取的流變劑、步驟一稱(chēng)取的主抗氧劑和步驟 一稱(chēng)取的輔助抗氧劑進(jìn)行混煉，混煉溫度為140°C 200°C，即制備得到高導(dǎo)電性聚烯烴復(fù) 合材料。本實(shí)施方式步驟三中混煉是通過(guò)開(kāi)煉或密煉的方法進(jìn)行的。
本實(shí)施方式步驟三中加入聚烯烴混合的過(guò)程中可通過(guò)高溫蒸發(fā)或抽真空的方式 使碳納米管分散液全部揮發(fā)，同時(shí)達(dá)到碳納米管在聚烯烴中分?jǐn)?shù)均勻。本實(shí)施方式步驟五中混煉是在螺桿混煉機(jī)中進(jìn)行的。本實(shí)施方式高導(dǎo)電性聚烯烴復(fù)合材料制備完成后可進(jìn)行造粒、包裝后備用。本實(shí)施方式中各原料均可從市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)得到，其中流變劑可從美國(guó)3M公司(流變 劑FX5924)和上海石川化工有限公司(流變劑SC-PE200)購(gòu)買(mǎi)得到，碳納米管分散液可從深 圳市納米港有限公司購(gòu)買(mǎi)得到。
本實(shí)施方式的導(dǎo)電復(fù)合材料體積電阻率為0. 3 1Ω · cm，低溫沖擊脆化溫度 為_(kāi)76°C，擠出加工制品表面光滑，斷裂伸長(zhǎng)率250% 350%，拉伸強(qiáng)度15MPa 18MPa，耐環(huán) 境應(yīng)力開(kāi)裂性能試驗(yàn)Ftl大于500h。本實(shí)施方式的導(dǎo)電復(fù)合材料的導(dǎo)電性能優(yōu)異，脆性小， 加工性能、機(jī)械性能和耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性能好。本實(shí)施方式的導(dǎo)電復(fù)合材料是綜合性能優(yōu) 異、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的高導(dǎo)電性聚烯烴復(fù)合材料。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
七不同的是步驟一中按照重量份 數(shù)比稱(chēng)取100份聚烯烴、0. 5 1. 8份單壁碳納米管、12 18份超導(dǎo)電炭黑、5 8份導(dǎo)電 金屬氧化物、3 4份鈦酸酯偶聯(lián)劑、10 18份碳納米管分散液、2 4份流變劑、0. 6 0. 8份主抗氧劑和0. 4 0. 8份輔助抗氧劑。其他步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
七相同。
具體實(shí)施方式
九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
七不同的是步驟一中按照重量份 數(shù)比稱(chēng)取100份聚烯烴、1份單壁碳納米管、15份超導(dǎo)電炭黑、7份導(dǎo)電金屬氧化物、3. 5份 鈦酸酯偶聯(lián)劑、14份碳納米管分散液、3份流變劑、0. 7份主抗氧劑和0. 6份輔助抗氧劑。其 他步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
七相同。
具體實(shí)施方式
十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
七至九之一不同的是步驟一中聚 烯烴按照重量份數(shù)比由100份聚乙烯和20 100份乙烯/醋酸乙烯共聚物組成。其他與具體實(shí)施方式
七至九之一相同。
具體實(shí)施方式
十一本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
七至十之一不同的是步驟一中 主抗氧劑為四(β - (3，5 —二叔丁基一 4 一羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯(抗氧劑1010)。 其他與具體實(shí)施方式
七至十之一相同。
具體實(shí)施方式
十二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
七至十一之一不同的是步驟一 中輔助抗氧劑為硫代二丙酸二月桂酯(DLTP)，導(dǎo)電金屬氧化物由二硅化鉬、氮化鈦或二硼 化鈦中的一種或其中的幾種組成。其他與具體實(shí)施方式
七至十一之一相同。本實(shí)施方式導(dǎo)電金屬氧化物為混合物時(shí)，各導(dǎo)電氧化物可按照任意比混合。
具體實(shí)施方式
十三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
七至十二之一不同的是步驟二 中超聲頻率為20kHz 50kHz，超聲時(shí)間為5mirTl0min。其他與具體實(shí)施方式
七至十二之一 相同。
具體實(shí)施方式
十四本實(shí)施方式高導(dǎo)電性聚烯烴復(fù)合材料的制備方法按照以下步 驟進(jìn)行一、按照重量份數(shù)比稱(chēng)取100份聚烯烴、1份單壁碳納米管、15份超導(dǎo)電炭黑、7份 導(dǎo)電金屬氧化物、3. 5份鈦酸酯偶聯(lián)劑、14份碳納米管分散液、3份流變劑、0. 7份主抗氧劑 和0. 6份輔助抗氧劑；二、將步驟一稱(chēng)取的單壁碳納米管和碳納米管分散液超聲混合得到 單壁碳納米管分散液；三、步驟二的單壁碳納米管分散液和占步驟一稱(chēng)取的聚烯烴總質(zhì)量 的15%的聚烯烴進(jìn)行混煉，混煉溫度為160°C，混煉至液體全部揮發(fā)，即制備得到單壁碳納米管母料；四、步驟一稱(chēng)取的超導(dǎo)電炭黑放入高混機(jī)中，在攪拌速度為600r/min的條件下噴入步驟一稱(chēng)取鈦酸酯偶聯(lián)劑，高混機(jī)筒壁的溫度為60°C，攪拌時(shí)間為5min ；五、步驟一中 稱(chēng)取的剩余的聚烯烴、步驟三中的單壁碳納米管母料、步驟四中經(jīng)過(guò)偶聯(lián)劑處理的超導(dǎo)電 炭黑、步驟一稱(chēng)取的導(dǎo)電金屬氧化物、步驟一稱(chēng)取的流變劑、步驟一稱(chēng)取的主抗氧劑和步驟 一稱(chēng)取的輔助抗氧劑進(jìn)行混煉，混煉溫度為180°C，即制備得到高導(dǎo)電性聚烯烴復(fù)合材料。本實(shí)施方式步驟三中混煉是通過(guò)開(kāi)煉或密煉的方法進(jìn)行的。本實(shí)施方式步驟三中加入聚烯烴混合的過(guò)程中可通過(guò)高溫蒸發(fā)或抽真空的方式 使碳納米管分散液全部揮發(fā)，同時(shí)達(dá)到碳納米管在聚烯烴中分?jǐn)?shù)均勻。本實(shí)施方式步驟五中混煉是在螺桿混煉機(jī)中進(jìn)行的。本實(shí)施方式高導(dǎo)電性聚烯烴復(fù)合材料制備完成后可進(jìn)行造粒、包裝后備用。本實(shí)施方式中各原料均可從市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)得到，其中流變劑可從美國(guó)3M公司(流變 劑FX5924)和上海石川化工有限公司(流變劑SC-PE200)購(gòu)買(mǎi)得到，碳納米管分散液可從深 圳市納米港有限公司購(gòu)買(mǎi)得到。采用四電極法檢測(cè)得到本實(shí)施方式的高導(dǎo)電性聚烯烴復(fù)合材料的體積電阻率為 0.3 1Ω 采用GB/T 5470-1985塑料沖擊脆化溫度試驗(yàn)方法檢測(cè)得到本實(shí)施方式的 高導(dǎo)電性聚烯烴復(fù)合材料的低溫沖擊脆化溫度為_(kāi)76。C ；通過(guò)加工性能測(cè)試本實(shí)施方式的 高導(dǎo)電性聚烯烴復(fù)合材料擠出加工制品表面光滑；采用GB/T1040-92塑料力學(xué)性能試驗(yàn)方 法檢測(cè)本實(shí)施方式的高導(dǎo)電性聚烯烴復(fù)合材料的機(jī)械性能，結(jié)果顯示本實(shí)施方式的高導(dǎo)電 性聚烯烴復(fù)合材料斷裂伸長(zhǎng)率為250% 350%、拉伸強(qiáng)度為15MPa 18MPa ；耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi) 裂性能=Ftl大于500h，GB/T1842-2008塑料聚乙烯環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂試驗(yàn)方法檢測(cè)得到本實(shí)施 方式的高導(dǎo)電性聚烯烴復(fù)合材料FO大于500h。由此可知，本實(shí)施方式的導(dǎo)電復(fù)合材料的導(dǎo) 電性能優(yōu)異，脆性小，加工性能、機(jī)械性能和耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性能好。本實(shí)施方式的導(dǎo)電復(fù) 合材料是綜合性能優(yōu)異、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的高導(dǎo)電性聚烯烴復(fù)合材料。
權(quán)利要求
高導(dǎo)電性聚烯烴復(fù)合材料，其特征在于高導(dǎo)電性聚烯烴復(fù)合材料按照重量份數(shù)比由100份聚烯烴、0.2～2.0份單壁碳納米管、10～20份超導(dǎo)電炭黑、2～10份導(dǎo)電金屬氧化物、2～5份鈦酸酯偶聯(lián)劑、2.5～25份碳納米管分散液、1～5份流變劑、0.2～1份主抗氧劑和0.2～1份輔助抗氧劑制成。
2.根據(jù)要求1所述的高導(dǎo)電性聚烯烴復(fù)合材料，其特征在于高導(dǎo)電性聚烯烴復(fù)合材料 按照重量份數(shù)比由100份聚烯烴、0. 5 1. 8份單壁碳納米管、12 18份超導(dǎo)電炭黑、5 8份導(dǎo)電金屬氧化物、3 4份鈦酸酯偶聯(lián)劑、10 18份碳納米管分散液、2 4份流變劑、 0. 6 0. 8份主抗氧劑和0. 4 0. 8份輔助抗氧劑制成。
3.根據(jù)要求1或2所述的高導(dǎo)電性聚烯烴復(fù)合材料，其特征在于聚烯烴按照重量份數(shù) 比由100份聚乙烯和20 100份乙烯/醋酸乙烯共聚物組成。
4.根據(jù)要求3所述的高導(dǎo)電性聚烯烴復(fù)合材料，其特征在于主抗氧劑為四(0—(3， 5 一二叔丁基一 4 一羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯。
5.根據(jù)要求1、2或4所述的高導(dǎo)電性聚烯烴復(fù)合材料，其特征在于輔助抗氧劑為硫代二 丙酸二月桂酯，導(dǎo)電金屬氧化物由二硅化鉬、氮化鈦或二硼化鈦中的一種或其中的幾種組成。
6.如權(quán)利要求1所述的高導(dǎo)電性聚烯烴復(fù)合材料的制備方法，其特征在于高導(dǎo)電性 聚烯烴復(fù)合材料的制備方法按照以下步驟進(jìn)行一、按照重量份數(shù)比稱(chēng)取100份聚烯烴、 0. 2 2. 0份單壁碳納米管、10 20份超導(dǎo)電炭黑、2 10份導(dǎo)電金屬氧化物、2 5份鈦 酸酯偶聯(lián)劑、2. 5 25份碳納米管分散液、1 5份流變劑、0. 2 1份主抗氧劑和0. 2 1份輔助抗氧劑；二、將步驟一稱(chēng)取的單壁碳納米管和碳納米管分散液超聲混合得到單壁 碳納米管分散液；三、將步驟二的單壁碳納米管分散液和占步驟一稱(chēng)取的聚烯烴總質(zhì)量 的109^20%的聚烯烴進(jìn)行開(kāi)煉或密煉，混煉溫度為140°C 200°C，混煉至液體全部揮發(fā)， 即制備得到單壁碳納米管母料；四、步驟一稱(chēng)取的超導(dǎo)電炭黑放入高混機(jī)中，在攪拌速度 為500r/mirTl000r/min的條件下噴入步驟一稱(chēng)取的鈦酸酯偶聯(lián)劑，高混機(jī)筒壁的溫度為 50°C 70°C，攪拌時(shí)間為5mirTl0min ；五、步驟一中稱(chēng)取的剩余的聚烯烴、步驟三中的單壁 碳納米管母料、步驟四中經(jīng)過(guò)偶聯(lián)劑處理的超導(dǎo)電炭黑、步驟一稱(chēng)取的導(dǎo)電金屬氧化物、步 驟一稱(chēng)取的流變劑、步驟一稱(chēng)取的主抗氧劑和步驟一稱(chēng)取的輔助抗氧劑進(jìn)行混煉，混煉溫 度為140°C 200°C，即制備得到高導(dǎo)電性聚烯烴復(fù)合材料。
7.根據(jù)要求6所述的高導(dǎo)電性聚烯烴復(fù)合材料的制備方法，其特征在于步驟一中按照 重量份數(shù)比稱(chēng)取100份聚烯烴、0. 5 1. 8份單壁碳納米管、12 18份超導(dǎo)電炭黑、5 8 份導(dǎo)電金屬氧化物、3 4份鈦酸酯偶聯(lián)劑、10 18份碳納米管分散液、2 4份流變劑、 0. 6 0. 8份主抗氧劑和0. 4 0. 8份輔助抗氧劑。
8.根據(jù)要求6或7所述的高導(dǎo)電性聚烯烴復(fù)合材料的制備方法，其特征在于步驟一中 聚烯烴按照重量份數(shù)比由100份聚乙烯和20 100份乙烯/醋酸乙烯共聚物組成，步驟一 中主抗氧劑為四(0 —(3，5—二叔丁基一 4 一羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯。
9.根據(jù)要求8所述的高導(dǎo)電性聚烯烴復(fù)合材料的制備方法，其特征在于步驟一中輔助 抗氧劑為硫代二丙酸二月桂酯，導(dǎo)電金屬氧化物由二硅化鉬、氮化鈦或二硼化鈦中的一種 或其中的幾種組成。
10.根據(jù)要求6、7或9所述的高導(dǎo)電性聚烯烴復(fù)合材料的制備方法，其特征在于步驟二 中超聲頻率為20kHz 50kHz，超聲時(shí)間為5mirTl0min。
全文摘要
高導(dǎo)電性聚烯烴復(fù)合材料及其制備方法，它涉及一種復(fù)合材料及其制備方法。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的高導(dǎo)電性聚烯烴復(fù)合材料的脆性較大，加工性能、機(jī)械性能和耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性能較差的問(wèn)題。復(fù)合材料由聚烯烴、單壁碳納米管、超導(dǎo)電炭黑、導(dǎo)電金屬氧化物、鈦酸酯偶聯(lián)劑、碳納米管分散液、流變劑、主抗氧劑和輔助抗氧劑制成。方法一、稱(chēng)取原料；二、制備單壁碳納米管分散液；三、制備單壁碳納米管母料；四、超導(dǎo)電炭黑和鈦酸酯偶聯(lián)劑混合；五、原料進(jìn)行混煉。本發(fā)明的導(dǎo)電性復(fù)合材料的導(dǎo)電性能優(yōu)異，脆性小，加工性能、機(jī)械性能和耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性能好。本發(fā)明導(dǎo)電復(fù)合材料是綜合性能優(yōu)異、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的高導(dǎo)電性聚烯烴復(fù)合材料。
文檔編號(hào)C08J3/22GK101831103SQ201010180828
公開(kāi)日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2010年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月24日
發(fā)明者李長(zhǎng)明, 韓寶忠, 馬鳳蓮 申請(qǐng)人:哈爾濱理工大學(xué)