一种导电母粒及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种导电母粒，包括如下按重量百分比计的原料制成：聚乙烯/炭黑复合物 50~90%；聚碳酸酯/硅灰石复合物10~50%；所述聚乙烯/炭黑复合物包括以下按重量百分比计的原料制成：聚乙烯85~95%；炭黑5~15%；所述聚碳酸酯/硅灰石复合物包括以下按重量百分比计的原料制成：聚碳酸酯80~98%；硅灰石2~20%。本发明专利技术还提供由所述导电母粒制备得到的导电材料，包括如下按重量百分比计的原料制成：导电母粒 10~30%；聚碳酸酯70~90%。本发明专利技术导电母粒在聚碳酸酯中形成了双逾渗复合体系，使得在低炭黑含量下达到显著的导电性能，能够克服现有材料中炭黑含量高带来的力学性能降低等缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种导电母粒及其制备方法和应用
本专利技术属于导电材料
，更具体地，涉及一种导电母粒及其制备方法和应用。
技术介绍
在制备导电母粒过程中，炭黑在导电母粒中的含量是需要解决的一个重要问题。导电母粒的体积电阻率通常随炭黑含量的增加而降低，但炭黑含量增加的同时会带来一些负面影响，如使得导电母粒的表观粘度增加而影响母粒的可纺性、导致力学性能降低、表面质量下降。目前降低聚合物基炭黑导电复合体系渗滤阈值的有效途径是在复合体系中引入与基体相容性较差的第三相，且该相能够在基体中形成连续结构，炭黑能够选择性富集在该相中或两相界面处，从而在复合体系中形成导电通道，即产生双逾渗作用，可以有效降低炭黑的填充量。在现有专利中还未见报道。中国专利CN103897368A公开了一种导电聚碳酸酯复合材料及其制品和制备方法，其以炭黑A和炭黑B为导电填料，一步法制备得导电材料，其导电性和韧性性能良好，但炭黑含量都需10%以上，高填充炭黑势必对产品的冲击性能和表面质量有负面影响。因此，本专利技术所克服的问题是寻求一种合适的导电母粒，使其达到双逾渗作用的复合体系结构，在保证导电性能的同时复合体系中炭黑含量进一步降低，进而不影响材料的力学或其他性能。
技术实现思路
本专利技术根据目前炭黑导电母粒及其制备得到的导电材料技术中的不足，提供了一种导电母粒及其制备方法和应用。本专利技术的技术目的通过以下技术方案实现：本专利技术提供了一种导电母粒，包括如下按重量百分比计的原料制成：聚乙烯/炭黑复合物50~90%聚碳酸酯/硅灰石复合物10~50%所述聚乙烯/炭黑复合物包括以下按重量百分比计的原料制成：聚乙烯85~95%炭黑5~15%所述聚碳酸酯/硅灰石复合物包括以下按重量百分比计的原料制成：聚碳酸酯80~98%硅灰石2~20%。进一步地，本专利技术提供一种由所述的导电母粒制备得到的导电材料，包括如下按重量百分比计的原料制成：导电母粒10~30%聚碳酸酯70~90%。本专利技术以炭黑（CB）和聚乙烯（PE）为导电填料，复合到聚碳酸酯（PC）中，导电母粒复合体系中加入了PC-硅灰石，使材料具有双重渗滤的特点。将CB和硅灰石分别与PE和PC共混，通过乙醇或丙酮辅助分散-热压法促使CB粒子相PC相迁移，但由于PC中的硅灰石的阻碍作用，迁移只能集中在PE与PC相的界面。导电母粒在PC中的双渗滤作用使得在低导电粒子含量下复合材料具有显著的导电性能。现有的炭黑导电母粒，CB的填充量大，导电性能提高但力学性能差。本专利技术通过PE-CB与PC-硅灰石复合，通过乙醇或丙酮辅助分散-热压法促使CB粒子相PC相迁移，但由于PC中的硅灰石的阻碍作用，迁移只能集中在PE与PC相的界面，从而得到共连续结构，在低CB逾渗阈值下得到导电性能良好又不影响材料的力学性能。本专利技术提供的导电母粒的制备方法，包括如下步骤：S1.将聚碳酸酯和硅灰石在180~220℃下熔融挤出，制备得到聚碳酸酯/硅灰石复合物；S2.将聚乙烯和炭黑进行共混后，加入乙醇或丙酮，搅拌，超声，干燥后得到聚乙烯/炭黑复合物；S3.将S1中所得的聚碳酸酯/硅灰石复合物和S2中所得的聚乙烯/炭黑复合物混合后热压成型即得所述导电母粒。优选地，所述S2中超声时间为30~60min。优选地，所述S3中热压成型温度为180~200℃，所述热压成型时间为3~8min。进一步地，本专利技术提供所述的导电材料的制备方法，将导电母粒与聚碳酸酯进行混合后，在240~260℃下熔融，挤出，切粒，即得所述导电材料。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术通过乙醇(或丙酮)辅助分散-热压法使CB粒子分布在PE与PC相的界面，从而得到连续结构，所制备得到的复合材料结构获得了极好的导电性能，且其炭黑含量较低，力学性能基本不受影响，所述制备方法简单，易于实现大量生产，具备极强的应用价值。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术进行具体描述，有必要在此指出的是本实施例只用于对本专利技术进行进一步说明，但不能理解为对本专利技术保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本专利技术的内容作出一些非本质的改进和调整。除非特别说明，本专利技术采用的试剂、方法和设备为本
常规试剂、方法和设备。其中，本专利技术中各项性能根据以下仪器和方法获得：体积电阻率：采用EST121型数字超高电阻、微电流测量仪，依据GB/T1410-2006测试拉伸强度：采用万能材料试验机，依据ASTM/D638测试弯曲强度：采用万能材料试验机，依据ASTM/D790测试冲击强度：采用冲击试验机，依据GB/T1043测试实施例1：（1）导电母粒的制备：将PC与硅灰石在180-220℃下熔融挤出，制备PC-硅灰石复合粒子，将CB和PE共混后加入无水乙醇进行机械搅拌和40min超声分散处理，得到PE-CB复合粒子的悬浊液；真空干燥后PE-CB与PC-硅灰石按80:20复合粒子放入模具中190℃下热压成型5min得到导电母粒。（2）导电母粒在PC中应用：20份导电母粒与100份PC混合均匀后，在240-260℃的温度下熔融挤出、切粒，得到导电PC复合材料。其中，PE、CB、PC、硅灰石、PC的添加重量份数为14.4:1.6:3.8:0.2:100。实施例2：（1）导电母粒的制备：将PC与硅灰石在180-220℃下熔融挤出，制备PC-硅灰石复合粒子，将CB和PE共混后加入无水乙醇进行机械搅拌和40min超声分散处理，得到PE-CB复合粒子的悬浊液；真空干燥后PE-CB与PC-硅灰石按80:20复合粒子放入模具中190℃下热压成型5min得到导电母粒。（2）导电母粒在PC中应用：20份导电母粒与100份PC混合均匀后，在240-260℃的温度下熔融挤出、切粒，得到导电PC复合材料。其中，PE、CB、PC、硅灰石、PC的添加重量份数为12.8:3.2:3.8:0.2:100。实施例3：（1）导电母粒的制备：将PC与硅灰石在180-220℃下熔融挤出，制备PC-硅灰石复合粒子，将CB和PE共混后加入无水乙醇进行机械搅拌和40min超声分散处理，得到PE-CB复合粒子的悬浊液；真空干燥后PE-CB与PC-硅灰石按50:50复合粒子放入模具中190℃下热压成型5min得到导电母粒。（2）导电母粒在PC中应用：30份导电母粒与100份PC混合均匀后，在240-260℃的温度下熔融挤出、切粒，得到导电PC复合材料。其中，PE、CB、PC、硅灰石、PC混合重量比为10.5:4.5:14.25:0.75:100。对比例1~3：一步法制备导电PC复合材料对比例1：按比例将PE、CB、PC、硅灰石、PC按14.4:1.6:3.8:0.2:100混合均匀后，在240-260℃的温度下熔融挤出、造粒，得到导电PC复合材料。对比例2：方法同对比例1，PE、CB、PC、硅灰石、PC按12.8:3.2:3.8:0.2:100。对比例3：方法同对比例1，PE、CB、PC、硅灰石、PC按10.5:4.5:14.25:0.75:100。实施例1~3和对比例1~3的测试性能见表1。表1实例1实例2实例3对比例1对比例2对比例3炭黑重量份1.63.24.51.63.24.5拉伸强度（MPa）596563545952弯曲强度（MPa）808592757480冲击强度（J/M-2）本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导电母粒，其特征在于，包括如下按重量百分数计的原料制成：聚乙烯/炭黑复合物    50~90%聚碳酸酯/硅灰石复合物  10~50%所述聚乙烯/炭黑复合物包括以下按重量百分比计的原料制成：聚乙烯  85~95%炭黑   5~15%所述聚碳酸酯/硅灰石复合物包括以下按重量百分比计的原料制成：聚碳酸酯 80~98%硅灰石   2~20%。

【技术特征摘要】
1.一种导电母粒，其特征在于，包括如下按重量百分数计的原料制成：聚乙烯/炭黑复合物50~90%聚碳酸酯/硅灰石复合物10~50%所述聚乙烯/炭黑复合物包括以下按重量百分比计的原料制成：聚乙烯85~95%炭黑5~15%所述聚碳酸酯/硅灰石复合物包括以下按重量百分比计的原料制成：聚碳酸酯80~98%硅灰石2~20%。2.一种由权利要求1所述的导电母粒制备得到的导电材料，其特征在于，包括如下按重量百分比计的原料制成：导电母粒10~30%聚碳酸酯70~90%。3.一种权利要求1所述的导电母粒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.将聚碳酸酯和硅灰石在180~220℃下熔融挤出，制备得到聚碳酸酯/硅灰石复合物；S2.将聚乙烯和炭黑进行共混后，加入乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟好聃，
申请(专利权)人：东莞市保特高分子材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44