CN102585348A - 一种增韧导电材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于高分子复合材料技术领域，公开了一种增韧导电材料及其制备方法。本发明公开的增韧导电材料包括以下组分和重量份：聚丙烯40-70份、聚乙烯5-15份、乙烯辛烯共聚物5-20份、碳酸钙0-20份、相容剂2-5份、偶联剂0.1-0.5份、导电填料2-25份和抗氧剂0.1-0.5份。本发明公开的增韧导电材料的制备方法包括以下步骤：称取40～70份聚丙烯、5～15份聚乙烯、5～20份乙烯辛烯共聚物、0～20份碳酸钙、2～5份相容剂、0.1～0.5份偶联剂、2～25份导电填料和0.1～0.5份抗氧剂，在高速混合机中混合5分钟后取出，在双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机温度设定在175-215℃，制得增韧导电材料。本发明公开的材料可广泛应用于汽车、电子电气设备和工业机械等领域。

Description

一种增韧导电材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子复合材料技术领域，具体涉及一种增韧导电材料及其制备方法。
背景技术
导电高分子材料分为结构型和复合型两类，结构型导电高分子材料是指高分子材料结构本身或经掺杂后具有导电功能的高分子材料；复合型是采用炭黑、石墨、碳纤维和碳纳米管等碳素作为导电材料共混改性后制备的导电材料。其中结构型导电高分子材料因加工成型困难材料力学性能不稳定等因素未能积极的推广使用。而制备复合型导电高分子需要添加的导电填料量较大导致材料的力学性能下降，尤其是材料的韧性下降明显。而通过添加复配导电填料的方法利用不同导电填料间的协同作用提高了材料的导电性能降低了导电填料的用量，同时通过表面改性方法将导电填料和填充料添加在聚丙烯、聚乙烯和乙烯辛烯的共聚物制备的合金材料中制备的增韧导电材料未见报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种增韧导电材料。
本发明的另一个目的是提供一种上述增韧导电材料的制备方法。
本发明的技术方案如下：
本发明提供了一种增韧导电材料，该导电材料包括以下组分和重量份：
聚丙烯            40-70份，
聚乙烯            5-15份，
乙烯辛烯共聚物    5-20份，
碳酸钙            0-20份，
相容剂            2-5份，
偶联剂            0.1-0.5份，
导电填料          2-25份，
抗氧剂            0.1-0.5份。
所述的聚丙烯采用各种牌号的聚丙烯。
所述的聚乙烯选自高密度聚乙烯、低密度聚乙烯或线性低密度聚乙烯中的一种或几种的混合物。
所述的乙烯辛烯共聚物采用各种牌号的乙烯辛烯共聚物。
所述的碳酸钙选自100目以上的重钙或轻钙中的一种或两种的混合物。
所述的相容剂采用聚丙烯接枝马来酸酐。
所述的偶联剂选自硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂或钛酸酯偶联剂中的一种或几种的混合物。
所述的导电填料选自碳纤维、导电炭黑、单壁碳纳米管、双壁碳纳米管或多壁碳纳米管中的一种或几种的混合物。
所述的抗氧剂选自抗氧剂1010或抗氧剂168中的一种或两种的混合物。
本发明还提供了一种上述增韧导电材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
称取40～70份聚丙烯、5～15份聚乙烯、5～20份乙烯辛烯共聚物、0～20份碳酸钙、2～5份相容剂、0.1～0.5份偶联剂、2～25份导电填料和0.1～0.5份抗氧剂，在高速混合机中混合5分钟后取出，在双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机温度设定在175-215℃，制得增韧导电材料。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明提供了一种增韧导电材料，该材料可广泛应用于汽车、电子电气设备和工业机械等领域。
2、本发明通过多种导电填料的复配优化导电填料的用量并利用各种导电填料的协同作用构筑更好的导电网络提高材料的导电性能。
3、本发明对导电填料和碳酸钙进行了表面改性并采用聚丙烯、聚乙烯和乙烯辛烯的共聚物制备的合金材料为基体提高了导电填料在基体中的分散效果有利于利用较少的导电填料构筑更好的导电网络在保证了材料导电性能的同时降低了导电填料的用量，另外由于采用合金材料为基体解决了目前各种方法制备的导电复合材料韧性差的问题，同时由于材料的成型工艺简单成本较低易于工业化生产。
4、本发明通过添加复配导电填料的方法利用不同导电填料间的协同作用提高了材料的导电性能降低了导电填料的用量，同时通过表面改性方法将导电填料和填充料添加在聚丙烯、聚乙烯和乙烯辛烯的共聚物制备的合金材料中，目的是增强材料的力学性能尤其是韧性，同时增加导电材料的在基体中的分散提高了材料的导电性能。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
聚丙烯51份(重量份，下同)，线性低密度聚乙烯10份，乙烯辛烯共聚物15份，100目以上重钙5份，相容剂聚丙烯接枝马来酸酐3.5份，硅烷偶联剂0.2份，碳纤维15份，抗氧剂10100.3份。
将聚丙烯、线性低密度聚乙烯、乙烯辛烯共聚物、碳酸钙、聚丙烯接枝马来酸酐、硅烷偶联剂和抗氧剂1010，按上述比例放入高速混合机中混合5分钟后取出，在双螺杆挤出机中挤出造粒，碳纤维在双螺杆挤出机的玻纤加料口按上述比例加入，挤出机温度设定在175-215℃，将得到的粒料在注塑机中制成样条，注塑机温度设定在190-220℃其性能测试结果见表1。
实施例2
聚丙烯40份，线性低密度聚乙烯10份，乙烯辛烯共聚物20份，100目以上的轻钙10份，相容剂聚丙烯接枝马来酸酐3.5份，铝酸酯偶联剂0.2份，碳纤维15份、多壁碳纳米管1份，抗氧剂10100.3份。
将聚丙烯、线性低密度聚乙烯、乙烯辛烯共聚物、碳酸钙、相容剂聚丙烯接枝马来酸酐、铝酸酯偶联剂、多壁碳纳米管和抗氧剂1010按上述比例放入高速混合机中混合5分钟后取出，在双螺杆挤出机中挤出造粒，碳纤维在双螺杆挤出机的玻纤加料口按上述比例加入，挤出机温度设定在175-215℃，将得到的粒料在注塑机中制成样条，注塑机温度设定在190-220℃，其性能测试结果见表1。
实施例3
聚丙烯50份，线性低密度聚乙烯5份，乙烯辛烯共聚物20份，100目以上轻钙5份，相容剂聚丙烯接枝马来酸酐3.5份，钛酸酯偶联剂0.3份，多壁碳纳米管1份、导电炭黑15份，抗氧剂1680.2份。
将聚丙烯、线性低密度聚乙烯、乙烯辛烯共聚物、碳酸钙、相容剂聚丙烯接枝马来酸酐、铝酸酯偶联剂、多壁碳纳米管、导电炭黑和抗氧剂168按上述比例放入高速混合机中混合5分钟后取出，在双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机温度设定在175-215℃，将得到的粒料在注塑机中制成样条，注塑机温度设定在190-220℃，其性能测试结果见表1。
实施例4
聚丙烯70份，线性低密度聚乙烯5份，乙烯辛烯共聚物5份，相容剂聚丙烯接枝马来酸酐3.5份，钛酸酯偶联剂0.3份，多壁碳纳米管1份、导电炭黑15份，抗氧剂10100.2份。
将聚丙烯、线性低密度聚乙烯、乙烯辛烯共聚物、碳酸钙、相容剂聚丙烯接枝马来酸酐、铝酸酯偶联剂、多壁碳纳米管、导电炭黑和抗氧剂168按上述比例放入高速混合机中混合5分钟后取出，在双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机温度设定在175-215℃，将得到的粒料在注塑机中制成样条，注塑机温度设定在190-220℃，其性能测试结果见表1。
表1
Figure BDA0000042936150000041
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种增韧导电材料，其特征在于：该导电材料包括以下组分和重量份，
聚丙烯            40-70份，
聚乙烯            5-15份，
乙烯辛烯共聚物    5-20份，
碳酸钙            0-20份，
相容剂            2-5份，
偶联剂            0.1-0.5份，
导电填料          2-25份，
抗氧剂            0.1-0.5份。
2.根据权利要求1所述的一种增韧导电材料，其特征在于：所述的聚丙烯采用各种牌号的聚丙烯。
3.根据权利要求1所述的一种增韧导电材料，其特征在于：所述的聚乙烯选自高密度聚乙烯、低密度聚乙烯或线性低密度聚乙烯中的一种或几种的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种增韧导电材料，其特征在于：所述的乙烯辛烯共聚物采用各种牌号的乙烯辛烯共聚物。
5.根据权利要求1所述的一种增韧导电材料，其特征在于：所述的碳酸钙选自100目以上的重钙或轻钙中的一种或两种的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种增韧导电材料，其特征在于：所述的相容剂采用聚丙烯接枝马来酸酐。
7.根据权利要求1所述的一种增韧导电材料，其特征在于：所述的偶联剂选自硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂或钛酸酯偶联剂中的一种或几种的混合物。
8.根据权利要求1所述的一种增韧导电材料，其特征在于：所述的导电填料选自碳纤维、导电炭黑、单壁碳纳米管、双壁碳纳米管或多壁碳纳米管中的一种或几种的混合物。
9.根据权利要求1所述的一种增韧导电材料，其特征在于：所述的抗氧剂选自抗氧剂1010或抗氧剂168中的一种或两种的混合物。
10.权利要求1至9任一所述的一种增韧导电材料的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤，
称取40～70份聚丙烯、5～15份聚乙烯、5～20份乙烯辛烯共聚物、0～20份碳酸钙、2～5份相容剂、0.1～0.5份偶联剂、2～25份导电填料和0.1～0.5份抗氧剂，在高速混合机中混合5分钟后取出，在双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机温度设定在175-215℃，制得增韧导电材料。
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