專利名稱：：導(dǎo)電復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電復(fù)合材料，特別涉及一種導(dǎo)電復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：導(dǎo)電高分子材料是具有導(dǎo)電功能的聚合物材料。高分子導(dǎo)電材料具有密度小、易加工、耐腐蝕、可大面積成膜以及電導(dǎo)率可進行調(diào)節(jié)等特點，不僅可作為多種金屬材料和無機導(dǎo)電材料的代用品，而且已成為許多先進工業(yè)部門和尖端
技術(shù)領(lǐng)域：
不可缺少的一類材料。由于導(dǎo)電高分子材料具有很廣的工業(yè)用途，因此，需要制成不同的形狀而經(jīng)過不同的加工步驟，如注塑成型，紡紗，擠出或拉伸。以上加工過程中，導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)會受到不同程度的影響，在高分子和導(dǎo)電填料的聚合物被加工的過程中，電導(dǎo)率會降低，雖然在熔融狀態(tài)下電導(dǎo)率會慢慢的恢復(fù)，然而，恢復(fù)需要的時間較長。實踐證明，高溫?zé)崽幚?高溫掃描范圍從室溫到該材料的熔融溫度附近)可提高高分子導(dǎo)電材料的導(dǎo)電率。進行在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)和熔融溫度(Tm)的熱處理可以大幅增加聚合物導(dǎo)電纖維的導(dǎo)電率。但是，熱處理對導(dǎo)電高分子材料的力學(xué)性能有不利影響，在高溫下分子排列會失序從而降低材料的力學(xué)性5導(dǎo)電高分子材料電導(dǎo)率會在增加導(dǎo)電填料量的過程中出現(xiàn)的一個突然的增加，這個在突然增加的導(dǎo)電率時出現(xiàn)的特定導(dǎo)電填料的量被稱作逾滲閾值，逾滲閾值隨著填料長寬比的增加而逐漸減少；如果導(dǎo)電填料可以具有較大的長寬比，這樣導(dǎo)電填料在某種物質(zhì)中具有較小的逾滲閾值并可以添加較少的量就能達到預(yù)定目標(biāo)，從而能夠適當(dāng)增加材料的機械性能。因此，需要一種導(dǎo)電聚合物，加工成型后具有比較低的逾滲閾值，并且在加工過程中可在經(jīng)過比較高溫度的熱處理后仍保留其大部分機械性能。
發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種導(dǎo)電復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用，導(dǎo)電填料可以具有較大的長寬比并添加較小的量，加工成型后具有比較低的逾滲閾值，并且在加工過程中可在經(jīng)過比較高溫度的熱處理后仍保留其大部分機械性能，制備方法簡單，通用性強，成本低。本發(fā)明的導(dǎo)電復(fù)合材料，包括第二聚合物和與第二聚合物結(jié)合并具有連續(xù)相的導(dǎo)電組合物，所述導(dǎo)電組合物由第一聚合物和含在第一聚合物內(nèi)并形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)電填料組成，所述第二聚合物的熔融溫度高于第一聚合物的熔融溫度。進一步，所述導(dǎo)電復(fù)合材料為由至少一層導(dǎo)電組合物和至少一層第二聚合物構(gòu)成的層狀結(jié)構(gòu)；進一步，所述導(dǎo)電填料為碳材料或金屬材料；進一步，所述導(dǎo)電填料為碳材料，所述碳材料為碳納米管或炭黑；進一步，所述碳材料為碳納米管，所述碳納米管表面經(jīng)過氧化處理或具有聚合物涂層；迸一步，第一聚合物為聚烯烴、聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯中的一種或一種以上的混合物；第二聚合物為聚烯烴、聚酯、聚酰胺和聚碳酸酯中的一種或一種以上的混合物；進一步，第一聚合物為聚丙烯異量分子聚合物、聚酰胺異量分子聚合物、聚苯二甲酸乙二醇酯異量分子聚合物、高密度聚乙烯和低密度聚乙烯中的一種或一種以上的混合物；第二聚合物為聚丙烯、聚乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺6、高密度聚乙烯和聚酰胺6異量分子聚合物中的一種或一種以上的混合物；進一步，所述層狀結(jié)構(gòu)為平層結(jié)構(gòu)的薄膜或帶狀；或者為由至少一個鞘層和至少一個核心層組成的纖維層狀結(jié)構(gòu)；進一步，所述層狀結(jié)構(gòu)為兩層的平層結(jié)構(gòu)，第一聚合物和第二聚合物的組合為聚丙烯異量分子聚合物/聚丙烯、低密度聚乙烯/高密度聚乙烯、聚酰胺6異量分子聚合物/聚酰胺6、聚對苯二甲酸乙二醇酯異量分子聚合物/聚對苯二甲酸乙二醇酯、低密度聚乙烯/聚丙烯、高密度聚乙烯/聚丙烯、低密度聚乙烯/聚酰胺6或聚酰胺6異量分子聚合物/聚對苯二甲酸乙二醇酯；或者所述層狀結(jié)構(gòu)采用兩層第一聚合物將第二聚合物夾在中間的三層的平層結(jié)構(gòu)，組合為低密度聚乙烯/聚酰胺6/聚對苯二甲酸乙二醇酯異量分子聚合物、聚對苯二甲酸乙二醇酯異量分子聚合物/聚對苯二甲酸乙二醇酯/聚酰胺6異量分子聚合物、聚丙烯異量分子聚合物/聚丙烯/聚丙烯異量分子聚合物、聚對苯二甲酸乙二醇酯異量分子聚合物/聚酰胺6/聚酰胺6異量分子聚合物、聚酰7胺6異量分子聚合物/聚酰胺6/聚酰胺6異量分子聚合物、低密度聚乙烯/聚對苯二甲酸乙二醇酯/聚對苯二甲酸乙二醇酯異量分子聚合物或低密度聚乙烯/聚對苯二甲酸乙二醇酯/聚酰胺6異量分子聚合物；進一步，所述第二聚合物內(nèi)添加有導(dǎo)電填料。本發(fā)明還公開了一種導(dǎo)電復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟a.將導(dǎo)電填料混入第一聚合物制備導(dǎo)電組合物，將導(dǎo)電組合物和第二聚合物結(jié)合加工成初級復(fù)合材料；b.將初級復(fù)合材料拉伸成形并熱處理，所述熱處理溫度大于等于第一聚合物的熔融溫度，熱處理后冷卻成形的導(dǎo)電復(fù)合材料導(dǎo)電率至少為1(TS/m，拉伸強度20MPa—20000MPa，楊氏模量為100MPa—300GPa。進一步，導(dǎo)電組合物中導(dǎo)電填料的添加量按質(zhì)量百分比占第一聚合物的0細1%到50%;進一步，導(dǎo)電組合物中導(dǎo)電填料的添加量按質(zhì)量百分比占第一聚合物的1%到30%;進一步，步驟a中，導(dǎo)電填料的長寬比大于等于100，導(dǎo)電組合物中導(dǎo)電填料的添加量按質(zhì)量百分比占第一聚合物的1%至6%;或者導(dǎo)電填料的長寬比小于100，導(dǎo)電組合物中導(dǎo)電填料的添加量按質(zhì)量百分比占第一聚合物的5%至30%;進一步，第二聚合物的熔融溫度高于第一聚合物至少20。C;進一步，步驟b中，熱處理溫度大于第一聚合物的熔融溫度至少20。C，并低于第二聚合物的熔融溫度加80°C;進一步，步驟a中，導(dǎo)電組合物和第二聚合物的結(jié)合加工方法包括復(fù)合擠出法、熱壓法或共混紡絲法，結(jié)合加工后形成層狀結(jié)構(gòu)的初級復(fù)合材料；步驟b中，拉伸和熱處理后形成層狀結(jié)構(gòu)的薄膜、帶子或纖維；進一步，步驟b中，熱處理后冷卻成形的導(dǎo)電復(fù)合材料導(dǎo)電率為10—8S/m—1000S/m;冷卻成形的導(dǎo)電復(fù)合材料為纖維或帶子，拉伸強度為lOOMPa—3GPa，楊氏模量為2GPa—180GPa;或者冷卻成形的導(dǎo)電復(fù)合材料為薄膜，拉伸強度20MPa—100MPa，楊式模量100MPa—2GPa。本發(fā)明還公開了一種導(dǎo)電復(fù)合材料在防靜電產(chǎn)品、電磁屏蔽產(chǎn)品或電路中的應(yīng)用。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的導(dǎo)電復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用，導(dǎo)電復(fù)合材料采用多種不同熔融溫度的成份，加工成型后具有比較低的逾滲閾值，并且在加工過程中可在經(jīng)過比較高溫度的熱處理后仍保留其大部分機械性能，從而保證整個材料具有良好的導(dǎo)電性并具有良好的機械性能；本發(fā)明制備方法操作簡單，通用性強，具有規(guī)?；a(chǎn)的前景，本發(fā)明復(fù)合材料良好的機械性能是由材料中具有較高熔點的組份保證的，制備方法中，固態(tài)拉伸使較高熔點的部分的分子有序排列從而為整個復(fù)合材料提供良好的機械性能；熱處理的溫度高于熔點較低的部分，使復(fù)合材料在融化的狀態(tài)下增加的高分子在高溫的活動性，從而導(dǎo)致導(dǎo)電填料的活動性增加，從而保證復(fù)合材料的導(dǎo)電性能；本發(fā)明的導(dǎo)電復(fù)合材料回收比較容易，消除了現(xiàn)有技術(shù)中在復(fù)合材料中添加高強度纖維增強強度而回收困難的問題，而本發(fā)明的復(fù)合材料由性質(zhì)相近的材料組成，較少的導(dǎo)電填料對整個材料的回收沒有實質(zhì)影響，材料可簡單的被融化然后重復(fù)使用，回收簡單，節(jié)約制造成本。下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述。圖1為本發(fā)明平層結(jié)構(gòu)第一種實施例的示意圖；圖2為本發(fā)明平層結(jié)構(gòu)第二種實施例的示意圖；圖3為本發(fā)明纖維層狀結(jié)構(gòu)第一種實施例的示意圖；圖4為本發(fā)明纖維層狀結(jié)構(gòu)第二種實施例的示意圖；圖5為本發(fā)明纖維層狀結(jié)構(gòu)第三種實施例的示意圖；圖6為本發(fā)明制造方法流程圖。具體實施例方式圖l為本發(fā)明平層結(jié)構(gòu)第一種實施例的示意圖，如圖所示本實施例的導(dǎo)電復(fù)合材料，包括第二聚合物1和與第二聚合物1結(jié)合并具有連續(xù)相的導(dǎo)電組合物2，本實施例中，第二聚合物l為聚丙烯；所述導(dǎo)電組合物2由第一聚合物21和含在第一聚合物21內(nèi)并形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)電填料22組成，本實施例中第一聚合物21為聚丙烯異量分子聚合物，滿足第二聚合物1的熔融溫度高于第一聚合物21的熔融溫度的要求；本實施例中，導(dǎo)電復(fù)合材料為由一層導(dǎo)電組合物2和一層第二聚合物通過熱壓構(gòu)成平層結(jié)構(gòu)的帶狀層狀結(jié)構(gòu)；當(dāng)然也可以是薄膜結(jié)構(gòu)，都能達到發(fā)明目的；導(dǎo)電填料為碳材料或金屬材料，本實施例中導(dǎo)電填料為碳材料，重量輕，10結(jié)合性好，碳材料為碳納米管，具有較低的逾滲閾值，導(dǎo)電性能好，碳材料中的碳納米管在導(dǎo)電性能上比金屬材料要好，而且由于碳納米管是納米顆粒，通常所需要的填料量也比較少；本實施例中，所用碳納米管的長寬比均大于等于100，導(dǎo)電組合物中導(dǎo)電填料的添加量按質(zhì)量百分比占第一聚合物的1%至6%;碳納米管外部有高分子涂層，可加強碳納米關(guān)于高分子基體的結(jié)合，可用于增強碳納米管的分散，也可以在碳納米管表面形成氧化層，也可以達到發(fā)明目的；當(dāng)然，導(dǎo)電填料也可以是炭黑或石墨等碳材料，調(diào)整添加量后都能達到發(fā)明目的，碳黑與碳納米管一樣，在導(dǎo)電性能上比金屬材料要好，而且由于碳黑也是納米顆粒，通常所需要的填料量也比較少；當(dāng)然，第一聚合物和第二聚合物并不局限于本實施例中限定的種類，第一聚合物還可以是聚丙烯異量分子聚合物、聚酰胺異量分子聚合物、聚苯二甲酸乙二醇酯異量分子聚合物、高密度聚乙烯和低密度聚乙烯中的一種或一種以上的混合物；第二聚合物還可以是聚乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺6、高密度聚乙烯和聚酰胺6異量分子聚合物中的一種；當(dāng)然，以上材料也可以是一種以上的混合物，都能實現(xiàn)發(fā)明目的；以上聚合物所選擇的第一聚合物和第二聚合物它們之間有足夠的熔融溫度差值，這樣有益于熱處理；而且以上聚合物都具有一定的拉伸能力，并在工業(yè)上己經(jīng)具有很廣泛的應(yīng)用，因此他們所制成的導(dǎo)電纖維具有很廣的應(yīng)用前景；本實施例中，第一聚合物和第二聚合物的組合方式也可以隨材料種類的不同進行改變，比如低密度聚乙烯/高密度聚乙烯、聚酰胺6異量分子聚合物/聚酰胺6、聚對苯二甲酸乙二醇酯異量分子聚合物/聚對苯二甲酸乙二醇酯、低密度聚乙烯/聚丙烯、高密度聚乙烯/聚丙烯、低密度聚乙烯/聚酰胺6或聚酰胺6異量分子聚合物/聚對苯二甲酸乙二醇酯；都能到到發(fā)明目的，以上組合根據(jù)不同的實際需要可以有不同的比例，對機械強度要求較高的場合，第二聚合物的比例應(yīng)適當(dāng)高于第一聚合物；這些組合保證第一聚合物和第二聚合物它們之間有足夠的熔融溫度差值，這樣有益于熱處理；而且以上聚合物都具有一定的拉伸能力，并在工業(yè)上己經(jīng)具有很廣泛的應(yīng)用，可降低試驗成本和制造成本。另外，第一聚合物和第二聚合物并不局限于各自只有一層，都可以是多層，而且每層的材料都可以不同；也就是說，本發(fā)明屮的第一聚合物和第二聚合物并不是僅指某種特定聚合物，而有可能多層成分不相同的第一聚合物或者多層成分不同的第二聚合物。圖6為本發(fā)明制造方法流程圖，本實施例導(dǎo)電復(fù)合材料的制備方法包括以下步驟a.將導(dǎo)電填料混入第一聚合物制備導(dǎo)電組合物，本實施例中，碳納米管和聚丙烯異量分子聚合物在200°C混合后擠出，在200°C條件下熱壓5分鐘制成厚度在150微米左右的薄膜，形成導(dǎo)電組合物；將導(dǎo)電組合物薄膜和第二聚合物(聚丙烯)薄膜在155。C條件下熱壓薄膜，形成一個多組分初級復(fù)合材料；本實施例中，所用的碳納米管的長寬比大于等于IOO，碳納米管的的添加量按質(zhì)量百分比占丙烯異量分子聚合物的1%—6%(見表3);b.將初級復(fù)合材料在120°C下拉伸，根據(jù)不同材料和不同的結(jié)構(gòu)控制不同的拉伸比，薄膜與帶子結(jié)構(gòu)相比拉伸比相對較小，本實施例采用帶子結(jié)構(gòu)，拉伸比為6—20(見表4)，拉伸后在室溫一165。C下加熱0—400分鐘(見表4和表5)進行熱處理，熱處理溫度大于第一聚合物(聚丙烯異量分子聚合物)的熔融溫度(本文件中熔融溫度是聚合物融化峰的起點，還包括對于沒有熔化溫度的無定形聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度)，小于聚丙烯的熔融溫度(167°C);當(dāng)然，無論是采用本實施例中的材料還是其它材料，熱處理溫度大于第一聚合物的熔融溫度至少20。C，并低于第二聚合物的熔融溫度加80。C，利于保持材料的機械性能并增強導(dǎo)電性能；本實施例中，聚丙烯異量分子聚合物的熔融溫度低于聚丙烯的熔融溫度超過2(TC，可以充分利用溫度差進行熱處理，利于保證本發(fā)明的導(dǎo)電性能，如果此差異等于或大于2(TC，那在熱處理過程中就會給整個加工過程留下足夠的加工空間，意味著熱處理時間可以更長，熱處理溫度可以更高，給材料帶來更高的導(dǎo)電率，同時，在熱處理后，材料的機械性能也越不容易受損；實踐中，只要存在溫度差，都利于本發(fā)明目的的實現(xiàn)，而第二聚合物的熔融溫度高于第一聚合物超過20°C，但是并不超過第二聚合物熔融溫度8(TC，為優(yōu)選指標(biāo)，不但保證導(dǎo)電性能，還可以最大限度的保證材料的機械性能；熱處理后冷卻成形的導(dǎo)電復(fù)合材料性能指標(biāo)見如下表格表1:取5個樣品對導(dǎo)電復(fù)合材料電阻率進行對比檢測，樣品1至樣品5中導(dǎo)電組合物中導(dǎo)電填料的添加量按質(zhì)量百分比占第一聚合物的0.0001%到50%:<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>由上表可以看出，固態(tài)拉伸破壞了導(dǎo)電填料所組成的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，熱處理修復(fù)了導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，本發(fā)明固態(tài)拉伸和熱處理以后的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)比固態(tài)拉伸以前導(dǎo)電性更強，因此，逾滲閾值也就較?。欢鶕?jù)材料不同，導(dǎo)電復(fù)合材料的導(dǎo)電率至少為10—9S/m;表2:本發(fā)明導(dǎo)電復(fù)合材料中第二聚合物層機械性能測試(拉伸比為20)<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>本發(fā)明導(dǎo)電復(fù)合材料的力學(xué)性能主要是由第二聚合物(聚丙烯)保證的，而第一聚合物層一般機械性能較差，因為熱處理溫度高于第一聚合物層那里的高分子在固態(tài)拉伸下所取得的取向在熱處理過程中丟失了，所以他們的機械性能也會比較低。由上表可以看出，楊式模量的抗張強度在熱處理后有微弱的降低，而斷裂拉伸應(yīng)變有輕微的升高，整體機械性能較好；而根據(jù)材料的不同，，熱處理后冷卻成形的導(dǎo)電復(fù)合材料的拉伸強度20MPa—20000MPa，楊氏模量為100MPa—300GPa，能達到發(fā)明目的；表3:碳納米管添加量對導(dǎo)電性能的影響，熱處理溫度為155°C，時間為15分鐘，質(zhì)量百分比為導(dǎo)電填料占第一聚合物的質(zhì)量百分比；<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>拉伸前電阻率[Ohm.m]不導(dǎo)電303018883.90.11拉伸后的電阻率[Ohm.m;i不導(dǎo)電不導(dǎo)電不導(dǎo)電不導(dǎo)電不導(dǎo)電17.8固態(tài)下拉伸和熱處理后的電阻率[Ohm.m]344000.50.400.140.20.014由上表可以看出，隨著碳納米管含量的增加，利于增加材料的導(dǎo)電性能的提高，而且熱處理增強r材料的導(dǎo)電性能，并且適合于添加任何比例導(dǎo)電填料的導(dǎo)電材料。表4:熱處理時間以及拉伸比對導(dǎo)電性能的影響(碳納米管相對于第一聚合物的質(zhì)量百分含量為5.3%)熱處理溫度[°q拉伸比拉伸比為拉伸比為拉伸比為時間為6的8的電阻率13的電阻20的電阻電阻率[Ohm.mJ率率Ohm.ni][Ohm.m][Ohm.m]0室溫0.533.0688301.14E65001650.0630.341893010001650.00930.00960.0070.0315001650.00740.00760扁80扁20001650扁0.010扁0.00542500室溫0.0090.010.00440.0064由上表可以看出，拉伸比增加會降低材料的電導(dǎo)率，但是隨著熱處理時間的延長，電導(dǎo)率會增加，熱處理適合于任何拉伸比的導(dǎo)電復(fù)合材料提高導(dǎo)電性表5:熱處理溫度及時間對導(dǎo)電性能的影響(拉伸比為21)熱處理時間[秒]熱處理溫度[°c]電阻率[Ohm.m]0室溫1.4E715<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>由上表可以看出，隨著熱處理溫度的升高和熱處理時間的延長，材料的導(dǎo)電性能提高；熱處理可以進行在相對較低的溫度(仍然要比第一部分聚合物的熔融溫度高)，但是需要的時間相對較長；或者熱處理也可進行在較高溫度，這樣用的時間相對較短，都能實現(xiàn)本發(fā)明目的；由以上表格內(nèi)數(shù)據(jù)可以說明，本發(fā)明的導(dǎo)電復(fù)合材料不但具有較好的導(dǎo)電性，還保持良好的機械性能。圖2為本發(fā)明平層結(jié)構(gòu)第二種實施例的示意圖，如圖所示本實施例與平層結(jié)構(gòu)第一種實施例的區(qū)別在于本實施例為平層的三層結(jié)構(gòu)，第二聚合物層夾在兩個導(dǎo)電組合物層中間形成三層平層結(jié)構(gòu)；適用于第一種實施例的材料以及拉伸和熱處理方法均適用于本實施例。當(dāng)然，本實施例與平層結(jié)構(gòu)第一種實施例一樣，第一聚合物和第二聚合物并不局限于本實施例中限定的種類，第一聚合物還可以是聚丙烯異量分子聚合物、聚酰胺異量分子聚合物、聚苯二甲酸乙二醇酯異量分子聚合物、高密度聚乙烯和低密度聚乙烯中的一種或一種以上的混合物；第二聚合物還可以是聚乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺6、高密度聚乙烯和聚酰胺6異量分子聚合物中的一種；當(dāng)然，以上材料也可以是一種以上的混合物，滿足第二聚合物的熔融溫度高于第一聚合物的熔融溫度至少5。C;最佳的，第二聚合物的熔融溫度高于第一聚合物至少30。C;本實施例中，第一聚合物和第二聚合物的組合方式也可以隨材料種類的不同進行改變，組成兩層導(dǎo)電組合物層的第一聚合物種類可以相同也可以不同，組合可以為低密度聚乙烯/聚酰胺6/聚對苯二甲酸乙二醇酯異量分子聚合物、聚對苯二甲酸乙二醇酯異量分子聚合物/聚對苯二甲酸乙二醇酯/聚酰胺6異量分子聚合物、聚丙烯異量分子聚合物/聚丙烯/聚丙烯異量分子聚合物、聚對苯二甲酸乙二醇酯異量分子聚合物/聚酰胺6/聚酰胺6異量分子聚合物、聚酰胺6異量分子聚合物/聚酰胺6/聚酰胺6異量分子聚合物、低密度聚乙烯/聚對苯二甲酸乙二醇酯/聚對苯二甲酸乙二醇酯異量分子聚合物或低密度聚乙烯/聚對苯二甲酸乙二醇酯/聚酰胺6異量分子聚合物，都能實現(xiàn)發(fā)明目的；將平層結(jié)構(gòu)第二種實施例中的碳納米管改成炭黑，可以得到炭黑含量對導(dǎo)電復(fù)合材料導(dǎo)電性能的影響，根據(jù)炭黑的物理性質(zhì)，所用碳黑的長寬比均小于100;表6:熱處理對導(dǎo)電填料為炭黑的復(fù)合材料導(dǎo)電性能的影響，質(zhì)量百分比為導(dǎo)電填料占第一聚合物的質(zhì)量百分比；<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>由上表可以看出，隨著炭黑含量的增加，利于材料的導(dǎo)電性能的提高，而且熱處理增強了拉伸后材料的導(dǎo)電性能，并且適合于添加任何比例導(dǎo)電填料的導(dǎo)電材料。添加炭黑的材料與添加碳納米管的材料的機械性能因為制備過程和材料性質(zhì)具有相似的技術(shù)特征，因而，與圖l所示的實施例具有相似的規(guī)律；熱處理溫度及時間、拉伸率對導(dǎo)電復(fù)合材料導(dǎo)電性能的影響也與圖1所示的實施例具有相似的規(guī)律，本處不在贅述。當(dāng)然，聚合物內(nèi)添加導(dǎo)電填料的一般屬性，實驗室和實際生產(chǎn)中，導(dǎo)電組合物中導(dǎo)電填料的添加量按質(zhì)量百分比占第一聚合物的0.0001%到50%，都能達到發(fā)明目的；而通過實驗室和半工業(yè)化生產(chǎn)得到的較佳結(jié)果為導(dǎo)電組合物中導(dǎo)電填料的添加量按質(zhì)量百分比占第一聚合物的1%到30%;這樣即能達到較高的導(dǎo)電率，而又不會加入太多的導(dǎo)電填料而失去良好的加工性能，從而導(dǎo)致加工工藝復(fù)雜，產(chǎn)品成本高；最佳的，導(dǎo)電填料的長寬比大于等于100(比如碳納米管)，導(dǎo)電組合物中導(dǎo)電填料的添加量按質(zhì)量百分比占第一聚合物的1%至6%;或者導(dǎo)電填料的長寬比小于ioo(比如炭黑或石墨)，導(dǎo)電組合物中導(dǎo)電填料的添加量按質(zhì)量百分比占第一聚合物的5%至30%;導(dǎo)電填料的長寬比對導(dǎo)電材料中所需要的導(dǎo)電填料的量有著至關(guān)重要的作用，長寬比越長，所需要的導(dǎo)電填料就越少，從而導(dǎo)電填料對最后材料的加工性能和機械性能影響就越少。所以，在導(dǎo)電高分子中所需要的長寬比不同的導(dǎo)電填料的量也不同。圖3為本發(fā)明纖維層狀結(jié)構(gòu)第一種實施例的示意圖，如圖所示本實施例是由第二聚合物1和與第二聚合物1結(jié)合并具有連續(xù)相的導(dǎo)電組合物2，本實施例中為由導(dǎo)電組合物2構(gòu)成的鞘層和由第二聚合物1構(gòu)成的核心層組成的纖維層狀結(jié)構(gòu)；本實施例中，第二聚合物1為聚酰胺6;導(dǎo)電組合物2由第一聚合物和含在第一聚合物內(nèi)并形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)電填料組成，核心層的橫截面為圓形；本實施例中第一聚合物21為低密度聚乙烯，滿足第二聚合物1的熔融溫度高于第一聚合物的熔融溫度的要求；導(dǎo)電填料為碳材料或金屬材料，本實施例中導(dǎo)電填料為碳材料，重量輕，結(jié)合性好；碳材料為碳納米管，具有較低的逾滲閾值，導(dǎo)電性能好；本實施例中，所用碳納米管的長寬比均大于等于100，導(dǎo)電組合物中導(dǎo)電填料的添加量按質(zhì)量百分比占第一聚合物的5%;碳納米管外有高分子涂層，主要是為了加強碳納米關(guān)于高分子基體的結(jié)合，可用于增強碳納米管的分散，當(dāng)然表面經(jīng)過氧化處理，也可以達到發(fā)明目的；當(dāng)然，導(dǎo)電填料也可以是炭黑或石墨等碳材料，調(diào)整添加量后都能達到發(fā)明目的；制備時，首先將碳納米管和低密度聚乙烯制成導(dǎo)電組合物，然后將導(dǎo)電組19合物與聚酰胺6制成共混物，將共混物紡成纖維結(jié)構(gòu)，將纖維的固態(tài)拉伸，拉伸比為4.5，拉伸溫度為8(TC;進行熱處理是通過讓纖維高速(100米每分鐘)通過一個l米長的烘箱(其設(shè)置溫度是280°0來實現(xiàn)的；表7:為本實施例的導(dǎo)電性能的對比檢測<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>由上表可以看出，熱處理很大幅度的提高了固態(tài)拉伸后纖維的導(dǎo)電性；本實施例的機械性能因為制備過程和材料組成與平層結(jié)構(gòu)中的第一種實施例具有相似的技術(shù)特征，因而，與平層結(jié)構(gòu)中的第一種實施例具有相似的規(guī)律;熱處理溫度及時間、拉伸率、碳納米管含量對導(dǎo)電復(fù)合材料導(dǎo)電性能的影響也與實施例一具有相似的規(guī)律，本處不在贅述。圖4為本發(fā)明纖維層狀結(jié)構(gòu)第二種實施例的示意圖，如圖所示本實施例與圖3所示的纖維層狀結(jié)構(gòu)第一種實施例的區(qū)別在于核心層的橫截面為Y形，本實施例核心層釆用Y形橫截面結(jié)構(gòu)，增大鞘層和核心層的接觸面積，利于增強結(jié)合強度。圖5為本發(fā)明纖維層狀結(jié)構(gòu)第三種實施例的示意圖，如圖所示本實施例與圖3所示的纖維層狀結(jié)構(gòu)第一種實施例的區(qū)別在于鞘層為個均勻分布在核心層的圓周上。纖維層狀結(jié)構(gòu)并不局限于以上實施例所敘述的結(jié)構(gòu)，核心層和鞘層可以為多層，不同層的核心層可以是不同種類的聚合物，不同層的鞘層也可以是不同種類的聚合物，核心層還可以是橢圓形、H形、X形等等，都能實現(xiàn)發(fā)明目的。經(jīng)過對實驗室樣品以及半工業(yè)化生產(chǎn)出的產(chǎn)品取樣進行檢測，本發(fā)明中，熱處理后冷卻成形的導(dǎo)電復(fù)合材料導(dǎo)電率為1(TS/m—1000S/m;如果冷卻成形的導(dǎo)電復(fù)合材料為纖維或帶子，拉伸強度為100MPa—3GPa，楊氏模量為2GPa一180GPa;如果冷卻成形的導(dǎo)電復(fù)合材料為薄膜，拉伸強度20MPa—100MPa，楊式模量100MPa—2GPa，均能滿足實際需要。以下是不同第一聚合物和第二聚合物組合的三層平層結(jié)構(gòu)和兩層平層結(jié)構(gòu)帶子導(dǎo)電性能實驗數(shù)據(jù)以下表格中，導(dǎo)電填料的百分含量均為導(dǎo)電填料占第一聚合物的質(zhì)量百分比；表8:導(dǎo)電組合物層(兩層)包括導(dǎo)電填料5%碳納米管，第一聚合物聚酰胺6異量分子聚合物；第二聚合物聚酰胺6;帶子厚度比1:4:1,拉伸比4.19,拉伸溫度140°C擠出料固態(tài)拉伸后在170。C下熱處理20分鐘在200°C下熱處理30分鐘電阻率[Ohm.m]3.51.7E7840360.9204.1表9:導(dǎo)電組合物層(兩層)包括導(dǎo)電填料5wt.%碳納米管，第一聚合物:聚酰胺6異量分子聚合物；第二聚合物聚酰胺6;多組分帶子厚度比1:48:1,拉伸比4.26,拉伸溫度140°C21<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>表10:導(dǎo)電組合物層(一層)包括導(dǎo)電填料5%碳納米管，第一聚合物聚對苯二甲酸乙二醇酯異量分子聚合物；第二聚合物聚對苯二甲酸乙二醇酯多組分帶子厚度比1:10，拉伸比5.27，拉伸溫度80°C<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>表11導(dǎo)電組合物層(兩層)包括導(dǎo)電填料5%碳納米管，第一聚合物聚酰胺6異量分子聚合物；第二聚合物聚酰胺6多組分帶子厚度比1:10:1,拉伸比4.85，拉伸溫度70°C<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>表12導(dǎo)電組合物層(一層)包括導(dǎo)電填料5%碳納米管，第一聚合物低密度聚乙烯；第二聚合物聚丙烯多組分帶子厚度比1:4，拉伸比8，拉伸溫度120°<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>電阻率[Ohm.m]0.3不導(dǎo)電11.5表13導(dǎo)電組合物層(一層)包括導(dǎo)電填料3.5%碳納米管，第一聚合物低密度聚乙烯；第二聚合物聚酰胺6多組分帶子厚度比1:2,拉伸比5.8，拉伸溫度120°C擠出料固態(tài)拉伸后的帶子熱處理溫度150。C電阻率[Ohm.m]40.3不導(dǎo)電327.1表14導(dǎo)電組合物層(兩層)第一層導(dǎo)電組合物層包括導(dǎo)電填料5%碳納米管，第一聚合物聚對苯二甲酸乙二醇酯異量分子聚合物；第二層導(dǎo)電組合物層包括導(dǎo)電填料5wt.%碳納米管，第一聚合物低密度聚乙烯；第二聚合物聚酰胺6;多組分帶子厚度比1:10:1,拉伸比5.19,拉伸溫度80°C擠出料固態(tài)拉伸后的帶子熱處理溫度150。C電阻率[Ohm.m]0.17不導(dǎo)電120.3表15導(dǎo)電組合物層(兩層)第一層導(dǎo)電組合物層包括導(dǎo)電填料5%碳納米管，第一聚合物聚對苯二甲酸乙二醇酯異量分子聚合物；第二層導(dǎo)電組合物層包括導(dǎo)電填料2%碳納米管，第一聚合物聚酰胺6異量分子聚合物；23第二聚合物聚對苯二甲酸乙二醇酯多組分帶子厚度比1:10:1，拉伸比5.76,拉伸溫度80°C擠出料固態(tài)拉伸后的帶子熱處理溫度1500C電阻率[Ohm.m]0.17不導(dǎo)電10.1表16導(dǎo)電組合物層(一層)包括導(dǎo)電填料5%碳納米管，第一聚合物聚甲基丙烯酸甲酯；第二聚合物聚碳酸酯多組分帶子厚度比1:2，拉伸比4，拉伸溫度120°C擠出料固態(tài)拉伸后的帶子熱處理溫度160°C,熱處理時間20mins電阻率[Ohm.m]30.2不導(dǎo)電305.5以上表格中可以看出，導(dǎo)電組合物層中的第一聚合物可以分兩層，當(dāng)然也可以是兩層以上，不同層的第一聚合物種類可以相同也可以不同，不同層導(dǎo)電填料的含量可以相同也可以不同，都可達到發(fā)明目的；不同的高分子被用于上述的多組分帶子中，熱處理過程被證明大幅度的降低多組分帶子的電阻率，然而，熱處理過程對它們的機械性能卻沒有大的影響；熱處理過程被證明適用于這些所有的高分子組合，這包括聚烯烴、聚酯、聚酰胺、無定性聚合物或彈性體，多組分帶子的機械性能在熱處理后被大量保留下來，能保證本發(fā)明導(dǎo)電復(fù)合材料的機械性能，并能保證導(dǎo)電材料具有良好的導(dǎo)電性能；通過以上實施例，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)以及制備方法可以適用于任何高分子材料。當(dāng)然，也可以在第二聚合物內(nèi)添加導(dǎo)電填料，在不較大影響機械性能的前提下增加導(dǎo)電性能，也可以實現(xiàn)本發(fā)明的目的。由于本發(fā)明導(dǎo)電復(fù)合材料具有良好的導(dǎo)電性能和機械性能，因此在防靜電產(chǎn)品、電磁屏蔽產(chǎn)品或電路中的應(yīng)用。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。權(quán)利要求1.一種導(dǎo)電復(fù)合材料，其特征在于包括第二聚合物和與第二聚合物結(jié)合并具有連續(xù)相的導(dǎo)電組合物，所述導(dǎo)電組合物由第一聚合物和含在第一聚合物內(nèi)并形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)電填料組成，所述第二聚合物的熔融溫度高于第一聚合物的熔融溫度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電復(fù)合材料，其特征在于所述導(dǎo)電復(fù)合材料為由至少一層導(dǎo)電組合物和至少一層第二聚合物構(gòu)成的層狀結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)電復(fù)合材料，其特征在于所述導(dǎo)電填料為碳材料或金屬材料。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的導(dǎo)電復(fù)合材料，其特征在于所述導(dǎo)電填料為碳材料，所述碳材料為碳納米管或炭黑。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的導(dǎo)電復(fù)合材料，其特征在于所述碳材料為碳納米管，所述碳納米管表面經(jīng)過氧化處理或具有聚合物涂層。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的導(dǎo)電復(fù)合材料，其特征在于第一聚合物為聚烯烴、聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯中的一種或一種以上的混合物；第二聚合物為聚烯烴、聚酯、聚酰胺和聚碳酸酯中的一種或一種以上的混合物。7.據(jù)權(quán)利要求6所述的導(dǎo)電復(fù)合材料，其特征在于第一聚合物為聚丙烯異量分子聚合物、聚酰胺異量分子聚合物、聚苯二甲酸乙二醇酯異量分子聚合物、高密度聚乙烯和低密度聚乙烯中的一種或一種以上的混合物；第二聚合物為聚丙烯、聚乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺6、高密度聚乙烯和聚酰胺6異量分子聚合物中的一種或一種以上的混合物。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的導(dǎo)電復(fù)合材料，其特征在于所述層狀結(jié)構(gòu)為平層結(jié)構(gòu)的薄膜或帶狀；或者為由至少一個鞘層和至少一個核心層組成的纖維層狀結(jié)構(gòu)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的導(dǎo)電復(fù)合材料，其特征在于所述層狀結(jié)構(gòu)為兩層的平層結(jié)構(gòu)，第一聚合物和第二聚合物的組合為聚丙烯異量分子聚合物/聚丙烯、低密度聚乙烯/高密度聚乙烯、聚酰胺6異量分子聚合物/聚酰胺6、聚對苯二甲酸乙二醇酯異量分子聚合物/聚對苯二甲酸乙二醇酯、低密度聚乙烯/聚丙烯、高密度聚乙烯/聚丙烯、低密度聚乙烯/聚酰胺6或聚酰胺6異量分子聚合物/聚對苯二甲酸乙二醇酯；或者所述層狀結(jié)構(gòu)采用兩層第一聚合物將第二聚合物夾在中間的三層的平層結(jié)構(gòu)，組合為低密度聚乙烯/聚酰胺6/聚對苯二甲酸乙二醇酯異量分子聚合物、聚對苯二甲酸乙二醇酯異量分子聚合物/聚對苯二甲酸乙二醇酯/聚酰胺6異量分子聚合物、聚丙烯異量分子聚合物/聚丙烯/聚丙烯異量分子聚合物、聚對苯二甲酸乙二醇酯異量分子聚合物/聚酰胺6/聚酰胺6異量分子聚合物、聚酰胺6異量分子聚合物/聚酰胺6/聚酰胺6異量分子聚合物、低密度聚乙烯/聚對苯二甲酸乙二醇酯/聚對苯二甲酸乙二醇酯異量分子聚合物或低密度聚乙烯/聚對苯二甲酸乙二醇酯/聚酰胺6異量分子聚合物。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的導(dǎo)電復(fù)合材料，其特征在于所述第二聚合物內(nèi)添加有導(dǎo)電填料。11.一種權(quán)利要求1至10任一權(quán)利要求所述導(dǎo)電復(fù)合材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟a.將導(dǎo)電填料混入第一聚合物制備導(dǎo)電組合物，將導(dǎo)電組合物和第二聚合物結(jié)合加工成初級復(fù)合材料；b.將初級復(fù)合材料拉伸成形并熱處理，所述熱處理溫度大于等于第一聚合物的熔融溫度，熱處理后冷卻成形的導(dǎo)電復(fù)合材料導(dǎo)電率至少為10—9S/m，拉伸強度20MPa—20000MPa，楊氏模量為100MPa—300GPa。12.根據(jù)權(quán)利要求ll所述的導(dǎo)電復(fù)合材料的制備方法，其特征在于導(dǎo)電組合物中導(dǎo)電填料的添加量按質(zhì)量百分比占第一聚合物的0.0001%到50%。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的導(dǎo)電復(fù)合材料的制備方法，其特征在于導(dǎo)電組合物中導(dǎo)電填料的添加量按質(zhì)量百分比占第一聚合物的1%到30%。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的導(dǎo)電復(fù)合材料的制備方法，其特征在于步驟a中，導(dǎo)電填料的長寬比大于等于100，導(dǎo)電組合物中導(dǎo)電填料的添加量按質(zhì)量百分比占第一聚合物的1%至6%;或者導(dǎo)電填料的長寬比小于100，導(dǎo)電組合物中導(dǎo)電填料的添加量按質(zhì)量百分比占第一聚合物的5%至30%。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的導(dǎo)電復(fù)合材料的制備方法，其特征在于第二聚合物的熔融溫度高于第一聚合物至少20°C。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的導(dǎo)電復(fù)合材料的制備方法，其特征在于步驟b中，熱處理溫度大于第一聚合物的熔融溫度至少20°C，并低于第二聚合物的熔融溫度加80°C。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的導(dǎo)電復(fù)合材料的制備方法，其特征在于步驟a中，導(dǎo)電組合物和第二聚合物的結(jié)合加工方法包括復(fù)合擠出法、熱壓法或共混紡絲法，結(jié)合加工后形成層狀結(jié)構(gòu)的初級復(fù)合材料；步驟b中，拉伸和熱處理后形成層狀結(jié)構(gòu)的薄膜、帶子或纖維。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的導(dǎo)電復(fù)合材料的制備方法，其特征在于步驟b中，熱處理后冷卻成形的導(dǎo)電復(fù)合材料導(dǎo)電率為10—8S/m—1000S/m;冷卻成形的導(dǎo)電復(fù)合材料為纖維或帶子，拉伸強度為100MPa—3GPa，楊氏模量為2GPa一180GPa;或者冷卻成形的導(dǎo)電復(fù)合材料為薄膜，拉伸強度20MPa—100MPa，楊式模量100MPa—2GPa。19.一種權(quán)利要求1至10任一權(quán)利要求所述的導(dǎo)電復(fù)合材料在防靜電產(chǎn)品、電磁屏蔽產(chǎn)品或電路中的應(yīng)用。全文摘要本發(fā)明公開了一種導(dǎo)電復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用，包括第二聚合物和與第二聚合物結(jié)合并具有連續(xù)相的導(dǎo)電組合物，導(dǎo)電組合物由第一聚合物和含在第一聚合物內(nèi)并形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)電填料組成，第二聚合物的熔融溫度高于第一聚合物的熔融溫度，本發(fā)明可通過拉伸及熱處理的制備方法，加工成型后具有比較低的逾滲閾值，并且在加工過程中可在經(jīng)過比較高溫度的熱處理后仍保留其大部分機械性能，從而保證整個材料具有良好的導(dǎo)電性并具有良好的機械性能，可廣泛應(yīng)用于防靜電產(chǎn)品、電磁屏蔽產(chǎn)品或電路中，本發(fā)明制備方法操作簡單，通用性強，導(dǎo)電復(fù)合材料回收比較容易，消除了現(xiàn)有技術(shù)中在復(fù)合材料中添加高強度纖維增強強度而回收困難的問題。文檔編號H01B1/20GK101488373SQ200910103290公開日2009年7月22日申請日期2009年2月27日優(yōu)先權(quán)日2009年2月27日發(fā)明者華鄧申請人:華鄧