热塑性树脂基导电复合材料及其制备方法技术

本申请涉及工程塑料技术领域，提供了一种热塑性树脂基导电复合材料及其制备方法。所述热塑性树脂基导电复合材料，包括如下重量份数的下列组分：热塑性树脂98.6～67份；碳纳米管1～15份；相容剂0～6份；成核剂0～5份；抗氧剂0.2～1份；偶联剂0～2份；其它助剂0.2～4份，其中，所述相容剂、所述成核剂和所述偶联剂的含量均不为0。本申请提供的热塑性树脂基导电复合材料，机械力学性能和加工性能优异，同时，具有低体积电阻率的优点。

【技术实现步骤摘要】
热塑性树脂基导电复合材料及其制备方法
本申请属于工程塑料
，尤其涉及一种热塑性树脂基导电复合材料及其制备方法。
技术介绍
热塑性塑料是一类在一定温度下具有可塑性，冷却后固化，且能重复这种过程的塑料。热塑性塑料具有优良的机械性能、耐磨性能、尺寸稳定性、耐化学腐蚀性等优，能广泛应用于纺织机械、塑料、食品、电子、电气、汽车、轻工、化工、建筑等领域。在热塑性塑料的导电/抗静电领域，目前主要通过在热塑性塑料基材中添加导电炭黑粉体及碳纤维来增强产品的导电性和抗静电性。当添加碳纤维作为导电剂时，碳纤维虽然添加量不多，但是由于碳纤维为高模量纤维，所以会在材料表面产生明显的浮纤，这就要求在加工过程中添加更多的添加剂来改进碳纤维与树脂的相容性，以改善浮纤现象，这不仅增加了生产成本，而且对材料的力学性能也会有影响；同时，浮纤问题还需要合适的成型工艺条件来改善，这无疑增加了加工成型的成本和条件。当添加导电炭黑作为导电剂时，若需要复合材料具有较低的体积电阻率，导电炭黑粉体的添加量较大(10wt％～20wt％)。导电炭黑粉体添加过多会造成材料韧性较差及材料冲击强度偏低的缺点。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题本申请的目的在于提供一种热塑性树脂基导电复合材料及其制备方法，旨在解决现有热塑性材料的体积电阻率与加工成型简单、材料韧性、材料冲击强度不可兼顾的问题。解决问题的方法为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：本申请第一方面提供一种热塑性树脂基导电复合材料，包括如下重量份数的下列组分：其中，所述相容剂、所述成核剂和所述偶联剂的含量均不为0。优选的，所处成核剂选自硅酸盐、硬脂酸盐、纳米蒙脱土、碳粉、锌粉、硫酸钡、云母粉、滑石粉、氧化锌、碳酸盐、磷酸盐、苯甲酸钠、一元羧酸盐、安息香酸盐、芳香族磷酸盐、芳香族磺酸盐、聚乙二醇、聚乙二醇二缩水甘油醚、缩水甘油酯甲基丙烯酸共聚物、聚烯烃、聚四氟乙烯、乙烯-丙烯酸共聚物盐、聚戊二醇二苯甲酸酯、三苯基磷酸酯、邻苯二甲酸酯、酰胺酯中的一种或几种。优选的，所述成核剂的粒径为1～10μm。优选的，以所述热塑性树脂基导电复合材料的总重量为100％计，所述热塑性树脂和所述碳纳米管的总重量为80％～95％。优选的，所述热塑性树脂选自PP、PE、AS、ABS、PS、PC、尼龙类、聚酯类、PPO、PPS、POM、POK、LCP、HIPS中的一种或几种。优选的，所述相容剂选自马来酸酐接枝聚烯烃弹性体、丙烯酸酯-缩水甘油酯-乙烯共聚物、甲基丙烯酸酯-丁苯橡胶-苯乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯醋酸乙烯酯共聚物、丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯晴-乙烯-苯乙烯共聚物、含聚酯硬段和聚醚软段的嵌段共聚物中的一种或几种。优选的，所述偶联剂为硅烷类、钛酸酯类、铝酸酯类、磷酸酯类中的一种或几种。优选的，所述抗氧剂选自1010、1098、1076、3114、168、626、627A、9228中的一种或几种。优选的，所述其它助剂选自紫外线吸收剂、着色剂、润滑剂、脱模剂、硅油、白矿油等常规添加剂的一种或几种。本申请第二方面提供一种热塑性树脂基导电复合材料的制备方法，包括以下步骤：根据上述第一方面所述热塑性树脂基导电复合材料的配体，称取各原料组分；将热塑性树脂热塑性树脂基导电复合材料在温度为80～140℃的条件下干燥0～4小时；将干燥好的热塑性树脂同相容剂、成核剂、抗氧剂、其它助剂、偶联剂分别加入搅拌机中，在200～500转/分的转速下搅拌混合3～5分钟，得到混合均匀的预混物；在所述预混物中加入碳纳米管，在200～500转/分的转速下搅拌混合3～5分钟，得到混合物；将所述混合物加入双螺杆挤出机中，经熔融挤出造粒、水冷、风干、切粒、干燥，得到所述热塑性树脂基导电复合材料。优选的，将所述混合物加入双螺杆挤出机中的步骤中，螺杆转速为400～900转/分。专利技术效果本申请提供的热塑性树脂基导电复合材料，一方面，以碳纳米管作为复合材料的唯一导电剂，并通过成核剂来降低碳纳米管之间的分子界面力，破坏碳纳米管之间的结合，实现碳纳米管的彼此分散，进而在其他辅助成分如相容剂、偶联剂的作用下，均匀地分散在热塑性树脂中，构建导电网络结构，发挥良好的导电作用；另一方面，成核剂能够加快热塑性树脂结晶速度，并使晶粒结构细化，这无疑有利于缩短成型周期，提高产品的冲击强度及最终制品的尺寸稳定性，碳纳米管也能显著提升热塑性树脂的力学性能，成核剂与碳纳米管在热塑性树脂中起协同作用，同时加入两种组分促进了热塑性树脂基导电复合材料综合性能的提高。本申请提供的热塑性树脂基导电复合材料，具有较低的体积电阻率高，同时能够保留较好的机械力学性能。本申请提供的热塑性树脂基导电复合材料的制备方法，先将热塑性树脂进行预热处理，去除热塑性树脂的水分，使得热塑性树脂与除碳纳米管以外的成分成分混合得到的预混物中的粘结力变弱，从而在添加碳纳米管的步骤中，能够赋予碳纳米管良好的分散性，进而在成核剂和其他辅助成分的帮助下，使得碳纳米管均匀分散在热塑性树脂中，实现较好的机械力学性能和较低的体积电阻率。具体实施方式为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。本申请中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“几个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项(个)”，或，“a,b,和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a,b,c,a-b(即a和b),a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，部分或全部步骤可以并行执行或先后执行，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。术语“第一“、“第二”仅用于描述目的，用来将目的如物质彼此区分开，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。例如，在不脱离本申请实施例范围的情况下，第一XX也可以被称为第二XX，类似地，第二XX也可以被称为第一XX。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热塑性树脂基导电复合材料，其特征在于，包括如下重量份数的下列组分：/n

【技术特征摘要】
1.一种热塑性树脂基导电复合材料，其特征在于，包括如下重量份数的下列组分：



其中，所述相容剂、所述成核剂和所述偶联剂的含量均不为0。


2.根据权利要求1所述的热塑性树脂基导电复合材料，其特征在于，所述成核剂选自硅酸盐、硬脂酸盐、纳米蒙脱土、碳粉、锌粉、硫酸钡、云母粉、滑石粉、氧化锌、碳酸盐、磷酸盐、苯甲酸钠、一元羧酸盐、安息香酸盐、芳香族磷酸盐、芳香族磺酸盐、聚乙二醇、聚乙二醇二缩水甘油醚、缩水甘油酯甲基丙烯酸共聚物、聚烯烃、聚四氟乙烯、乙烯-丙烯酸共聚物盐、聚戊二醇二苯甲酸酯、三苯基磷酸酯、邻苯二甲酸酯、酰胺酯中的一种或几种。


3.根据权利要求2所述的热塑性树脂基导电复合材料，其特征在于，所述成核剂的粒径为1～10μm。


4.根据权利要求1所述的热塑性树脂基导电复合材料，其特征在于，以所述热塑性树脂基导电复合材料的总重量为100％计，所述热塑性树脂和所述碳纳米管的总重量为80％～95％。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的热塑性树脂基导电复合材料，其特征在于，所述热塑性树脂选自PP、PE、AS、ABS、PS、PC、尼龙类、聚酯类、PPO、PPS、POM、POK、LCP、HIPS中的一种或几种。


6.根据权利要求1至4中任一项所述的热塑性树脂基导电复合材料，其特征在于，所述相容剂选自马来酸酐接枝聚烯烃弹性体、丙烯酸酯-缩水甘油酯-乙烯共聚物、甲基丙烯酸酯-丁苯橡胶-苯乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯醋酸乙烯酯共聚物、丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩斌斌，
申请(专利权)人：深圳烯湾科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44