一种导电高分子材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种导电高分子材料，其原料由以下重量份的组分组成：基础树脂50‑80份、碳纳米管2‑10份、导电炭黑10‑15份、聚乙二醇1‑2份、木质素2‑5份、硬脂酸0.1‑1份、环氧油0.1‑1份、钛酸钡1‑2份、抗氧化剂0.1‑0.5份、聚二甲基硅氧烷0.1‑0.5份。此外，本发明专利技术还提供了该导电高分子材料的制备方法。本发明专利技术提供的导电高分子材料导电性能好、断裂拉伸强度高、断裂伸长率大，并且材料的低温柔性好，抗老化性好，具备优越的力学性能和加工性能。

Conductive polymer material and preparation method thereof

The invention discloses a conductive polymer materials, its raw material comprises the following components in part by weight: 80, 50 resin based carbon nanotubes 2 10 copies, 15 copies, 10 conductive carbon black polyethylene glycol 1 2 copies, 5 copies, 2 lignin 0.1 stearic acid 1, epoxy oil 0.1 1 copies, 2 copies, 1 barium titanate 0.1 antioxidants 0.5, poly two methyl siloxane 0.1 0.5. In addition, the invention also provides a preparation method of the conductive polymer material. The conductive polymer material provided by the invention has the advantages of good conductivity, high tensile strength, high elongation at break, low temperature flexibility, good aging resistance and excellent mechanical property and processing property.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高分子材料改性
，具体涉及一种导电高分子材料及其制备方法。
技术介绍
导电高分子材料由于具有良好的正温度系数效应(PTC效应)，材料的电阻会随温度的升高而增加，通常用来替代金属制成电加热元器件。炭黑特别是纳米导电炭黑因炭黑粒径小，比表面积大，通常将其添加到基材中制备导电高分子材料，但是高导电分子材料要求的体积电阻率极低，需要更多的导电通道，因此需要加入大量炭黑，易导致炭黑分散不良，与高分子材料的相容性更差，极大的影响了材料的柔韧性、物理机械性能和可加工性。目前，复合型导电高分子材料种类繁多，但均存在导电性能、加工性能和力学性能相互矛盾的问题，因此如何权衡三者之间的关系成为厄待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种导电高分子材料，解决了现有的导电高分子材料导电性能、加工性能和力学性能相互矛盾的问题。本专利技术的第一个目的是提供一种导电高分子材料，其原料由以下重量份的组分组成：基础树脂50-80份、碳纳米管2-10份、导电炭黑10-15份、聚乙二醇1-2份、木质素2-5份、硬脂酸0.1-1份、环氧油0.1-1份、钛酸钡1-2份、抗氧化剂0.1-0.5份、聚二甲基硅氧烷0.1-0.5份。优选的，本专利技术的导电高分子材料，其原料由以下重量份的组分组成：基础树脂50份、碳纳米管2份、导电炭黑10份、聚乙二醇1份、木质素2份、硬脂酸0.1份、环氧油0.1份、钛酸钡1份、抗氧化剂0.1份、聚二甲基硅氧烷0.1份。优选的，本专利技术的导电高分子材料，其原料由以下重量份的组分组成：基础树脂65份、碳纳米管6份、导电炭黑12份、聚乙二醇1.5份、木质素3.5份、硬脂酸0.5份、环氧油0.5份、钛酸钡1.5份、抗氧化剂0.2份、聚二甲基硅氧烷0.2份。优选的，本专利技术的导电高分子材料，其原料由以下重量份的组分组成：基础树脂80份、碳纳米管10份、导电炭黑15份、聚乙二醇2份、木质素5份、硬脂酸1份、环氧油1份、钛酸钡2份、抗氧化剂0.5份、聚二甲基硅氧烷0.5份。优选的，所述基础树脂为乙烯-醋酸乙烯酯、乙烯-丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚丙烯、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺中的一种或几种。优选的，所述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂CA中的一种或几种。本专利技术的第二个目的是提供一种导电高分子材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，原料准备：按重量份分别称取50-80份的基础树脂、2-10份的碳纳米管、10-15份的导电炭黑、1-2份的聚乙二醇、2-5份的木质素、0.1-1份的硬脂酸、0.1-1份的环氧油、1-2份的钛酸钡、0.1-0.5份的抗氧化剂、0.1-0.5份的聚二甲基硅氧烷，备用；步骤2，共混：将步骤1中称取的原料同时放入搅拌机中，以50-100r/min的速度搅拌15-30min，得到共混物；步骤3，挤出：以6-12r/min的投料速度将步骤2的共混物加入双螺杆挤出机中，设置双螺杆挤出机挤出温度为170-190℃，挤出速率为50-150r/min进行挤出加工，得到挤出物；步骤4，热压：将步骤3的挤出物放入热压温度为160-190℃的热压机中进行热压成型，热压3-10min后自然冷却，即得到所述导电高分子材料。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1)本专利技术提供的导电高分子材料同时添加了导电炭黑和粒径小，比表面积大的碳纳米管，导电性能好；同时，本专利技术还添加了聚乙二醇作为分散剂，可以使导电炭黑和碳纳米管均匀的分散在体系中，有助于提高材料的整体导电性能；2)本专利技术提供的导电高分子材料添加了木质素、硬脂酸和环氧油，从而使材料的断裂拉伸强度提高、断裂伸长率增大，加热伸缩量减少，并且材料的低温柔性好，抗老化性好，具备优越的力学性能和加工性能；3)本专利技术提供的导电高分子材料还添加了铁电材料钛酸钡，增强了导电高分子材料的PCT效应。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。下述各实施例中所述实验方法和检测方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可在市场上购买得到。实施例1一种导电高分子材料，其原料由以下重量份的组分组成：25份乙烯-醋酸乙烯酯、25份乙烯-丙烯酸甲酯、2份碳纳米管、10份导电炭黑、1份聚乙二醇、2份木质素、0.1份硬脂酸、0.1份环氧油、1份钛酸钡、0.1份抗氧剂1010、0.1份聚二甲基硅氧烷。具体实施步骤如下：步骤1，原料准备：按重量份分别称取25份的乙烯-醋酸乙烯酯、25份的乙烯-丙烯酸甲酯、2份的碳纳米管、10份的导电炭黑、1份的聚乙二醇、2份的木质素、0.1份的硬脂酸、0.1份的环氧油、1份的钛酸钡、0.1份的抗氧剂1010、0.1份的聚二甲基硅氧烷，备用；步骤2，共混：将步骤1中称取的原料同时放入搅拌机中，以50r/min的速度搅拌30min，得到共混物；步骤3，挤出：以6r/min的投料速度将步骤2的共混物加入双螺杆挤出机中，设置双螺杆挤出机挤出温度为170℃，挤出速率为50r/min进行挤出加工，得到挤出物；步骤4，热压：将步骤3的挤出物放入热压温度为160℃的热压机中进行热压成型，热压3min后自然冷却，即得到所述导电高分子材料。实施例2一种导电高分子材料，其原料由以下重量份的组分组成：35份乙烯-醋酸乙烯酯、20份聚乙烯、10份聚吡咯、6份碳纳米管、12份导电炭黑、1.5份聚乙二醇、3.5份木质素、0.5份硬脂酸、0.5份环氧油、1.5份钛酸钡、0.15份抗氧剂1010、0.05份抗氧剂CA、0.2份聚二甲基硅氧烷。具体实施步骤如下：步骤1，原料准备：按重量份分别称取35份的乙烯-醋酸乙烯酯、20份的聚乙烯、10份的聚吡咯、6份的碳纳米管、12份的导电炭黑、1.5份的聚乙二醇、3.5份的木质素、0.5份的硬脂酸、0.5份的环氧油、1.5份的钛酸钡、0.15份的抗氧剂1010、0.05份的抗氧剂CA、0.2份的聚二甲基硅氧烷，备用；步骤2，共混：将步骤1中称取的原料同时放入搅拌机中，以80r/min的速度搅拌25min，得到共混物；步骤3，挤出：以10r/min的投料速度将步骤2的共混物加入双螺杆挤出机中，设置双螺杆挤出机挤出温度为180℃，挤出速率为100r/min进行挤出加工，得到挤出物；步骤4，热压：将步骤3的挤出物放入热压温度为180℃的热压机中进行热压成型，热压6min后自然冷却，即得到所述导电高分子材料。实施例3一种导电高分子材料，其原料由以下重量份的组分组成：35份乙烯-醋酸乙烯酯、25份聚乙烯、10份聚丙烯、10份聚苯胺、10份碳纳米管、15份导电炭黑、2份聚乙二醇、5份木质素、1份硬脂酸、1份环氧油、2份钛酸钡、0.2份抗氧剂1010、0.2份抗氧剂1076、0.1份抗氧剂CA、0.5份聚二甲基硅氧烷。具体实施步骤如下：步骤1，原料准备：按重量份分别称取35份的乙烯-醋酸乙烯酯、25份的聚乙烯、10份的聚丙烯、10份的聚苯胺、10份的碳纳米管、15份的导电炭黑、2份的聚乙二醇、5份的木质素、1份的硬脂酸、1份的环氧油、2份的钛酸钡、0.2份的抗氧剂1010、0.2份的抗氧剂1076、0.1份的抗氧剂CA、0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导电高分子材料，其特征在于，其原料由以下重量份的组分组成：基础树脂50‑80份、碳纳米管2‑10份、导电炭黑10‑15份、聚乙二醇1‑2份、木质素2‑5份、硬脂酸0.1‑1份、环氧油0.1‑1份、钛酸钡1‑2份、抗氧化剂0.1‑0.5份、聚二甲基硅氧烷0.1‑0.5份。

【技术特征摘要】
1.一种导电高分子材料，其特征在于，其原料由以下重量份的组分组成：基础树脂50-80份、碳纳米管2-10份、导电炭黑10-15份、聚乙二醇1-2份、木质素2-5份、硬脂酸0.1-1份、环氧油0.1-1份、钛酸钡1-2份、抗氧化剂0.1-0.5份、聚二甲基硅氧烷0.1-0.5份。2.根据权利要求1所述的导电高分子材料，其特征在于，其原料由以下重量份的组分组成：基础树脂50份、碳纳米管2份、导电炭黑10份、聚乙二醇1份、木质素2份、硬脂酸0.1份、环氧油0.1份、钛酸钡1份、抗氧化剂0.1份、聚二甲基硅氧烷0.1份。3.根据权利要求1所述的导电高分子材料，其特征在于，其原料由以下重量份的组分组成：基础树脂65份、碳纳米管6份、导电炭黑12份、聚乙二醇1.5份、木质素3.5份、硬脂酸0.5份、环氧油0.5份、钛酸钡1.5份、抗氧化剂0.2份、聚二甲基硅氧烷0.2份。4.根据权利要求1所述的导电高分子材料，其特征在于，其原料由以下重量份的组分组成：基础树脂80份、碳纳米管10份、导电炭黑15份、聚乙二醇2份、木质素5份、硬脂酸1份、环氧油1份、钛酸钡2份、抗氧化剂0.5份、聚二甲基硅氧烷0.5份。5.根据权利要求1-4任一所述的导电高分子材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝成君，彭玉洁，白光普，张前进，王梦菲，
申请(专利权)人：平顶山学院，
类型：发明
国别省市：河南;41