一种具有导电性的多层结构保护板及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有导电性的多层结构保护板及其制备方法，包括底板、面板和蜂窝内板，所述底板和面板为石墨烯共混改性聚丙烯材料；所述蜂窝内板包含聚丙烯、滑石粉、分散剂和聚合石墨烯；所述蜂窝内板位于所述底板和所述面板之间。所述石墨烯共混改性聚丙烯材料具有良好的分散性和导电性，所述聚合石墨烯通过还原氧化石墨烯丙烯酸和可聚合表面活性单体原位聚合制得，具有良好的分散性和相容性。本发明专利技术提供的保护板整体导电性强、结构稳定并且导电性均一。电性均一。

【技术实现步骤摘要】
一种具有导电性的多层结构保护板及其制备方法


[0001]本专利技术涉及包装
，具体涉及一种具有导电性的多层结构保护板及其制备方法。

技术介绍

[0002]静电对电子元器件、精密仪器等高精度电子产品会造成很大的危害，随着集成电路元器件线路的不断缩小，线路面积减小，耐压降低，使其耐静电冲击能力减弱，静电电场和静电电流会对这些高精度电子产品产生重大的危害。一般来说可以通过在这些产品的运输和贮存过程中使用高导电包装来降低静电的危害。
[0003]树脂板(例如PVC、PMMA、PETG、PC等)因其良好的加工性和电绝缘性能，被广泛应用于运输、精密设备透明防护、无尘室透明隔断等领域。但普通树脂板具有较高的表面电阻率(＞10
14
Ω/cm2)，在使用过程中容易积累静电，产生静电吸尘、降低电子产品制造良率、甚至造成火灾爆炸等不良后果，因此在实际应用过程中需要对树脂板进行防静电处理，使其表面电阻率降低至106～108Ω/cm2，以降低静电荷积累。传统的防静电板材主要是通过将防静电涂料在基板表面进行涂布加工，形成具有防静电功能的板材。可以使用石墨烯对板材进行防静电处理。
[0004]石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成的呈六角型蜂巢晶格状的二维碳纳米材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性。由于其具有优良的导电性，石墨烯可以在纤维中形成电子通道，先进的电子传输网络可以使纤维具有更优良的导电性能，因此在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。基于石墨烯优良的导电能力和力学性能，其常被应用于导电剂中，增强材料的导电能力，从而提高防静电能力。
[0005]但现有技术中石墨烯往往仅作为涂料喷涂于材料表面，无法改变材料内部内阻率，在电阻率较高的情况下仍会积累电荷形成静电；并且由于石墨烯层间较大的范德华力和结构表面极少的官能团使其难以分散于聚合物中，相容性差，使喷涂后的板材防静电能力不均一；并且由于石墨烯较薄的片状结构易发生褶皱，导致稳定性较差。
[0006]因此，目前亟需一种整体导电性强、结构稳定并且导电性均一的保护板。

技术实现思路

[0007]专利技术目的：针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种整体导电性强、结构稳定并且导电性均一的多层结构保护板及其制备方法。
[0008]技术方案：
[0009]一种具有导电性的多层结构保护板，包括底板、面板和蜂窝内板；
[0010]所述底板和面板为石墨烯共混改性聚丙烯材料；
[0011]所述蜂窝内板包含聚丙烯、滑石粉、分散剂和聚合石墨烯；
[0012]所述蜂窝内板位于所述底板和所述面板之间。
[0013]进一步地，还包括：
[0014]第一粘结层，其设置于所述蜂窝内板与所述底板之间，第一粘结层的粘结剂选自丁苯胶乳或UV胶水中的一种。
[0015]第二粘结层，其设置于所述蜂窝内板与所述面板之间，第二粘结层的粘结剂选自丁苯胶乳或UV胶水中的一种。
[0016]进一步地，所述底板和面板的制备，包括以下步骤：
[0017](1)将改性石墨烯和聚丙烯在混合机中混合均匀后，放入反应釜中；
[0018](2)加热反应釜使聚丙烯熔融后抽真空，搅拌均匀后冷却；
[0019](3)将步骤(2)的产物加热、加压分散于模具中，冷却后制得所述底板和面板。
[0020]底板和面板通过将改性后的石墨烯均匀共混于聚丙烯结构中，使板材在保持原本强度等性能的基础上，具有良好的导电能力，并且导电性均一稳定。
[0021]进一步地，所述改性石墨烯和聚丙烯的质量比为1：15
‑
25；所述改性石墨烯的制备，包括以下步骤：
[0022](1)将还原氧化石墨烯超声分散在N,N
‑
二甲基甲酰胺中，得石墨烯分散液；
[0023](2)将叔辛基异氰酸酯加入到石墨烯分散液中，在保护气的保护下，70
‑
85℃反应18
‑
24小时；
[0024](3)反应结束后用N,N
‑
二甲基甲酰胺反复离心洗涤，除去未反应的叔辛基异氰酸酯，制得所述改性石墨烯。
[0025]改性石墨烯通过叔辛基异氰酸酯的氰酸酯基团对石墨烯进行表面接枝改性，通过叔辛基异氰酸酯的多支链结构可以大幅降低石墨烯分子之间的范德华力，增强石墨烯的分散能力和与聚合物的相容性。
[0026]进一步地，所述还原氧化石墨烯和叔辛基异氰酸酯的质量比为1：8
‑
12。
[0027]进一步地，所述蜂窝内板的制备，包括以下步骤：
[0028](1)通过溴丙烯与N,N,N
’
,N
’‑
四乙基乙二胺制备可聚合表面活性单体；
[0029](2)通过还原氧化石墨烯、丙烯酸和可聚合表面活性单体原位聚合制备聚合石墨烯；
[0030](3)将聚丙烯、填充剂、分散剂和聚合石墨烯混合置于模具中加热、加压分散于模具中，冷却后裁剪成蜂窝状即得所述蜂窝内板。
[0031]进一步地，所述聚合石墨烯具有如下式A所示结构：
[0032][0033]其中，m＝80
‑
100，n＝40
‑
60；
[0034]rGO表示包含如下结构片段的还原氧化石墨烯：
[0035][0036]内板混合聚合石墨烯，可以使内板结合聚合石墨烯优良的导电性和分散性，使聚合石墨烯均匀分散于内板中，使内板整体具有优良的导电性，并且导电能力均一稳定。
[0037]进一步地，所述步骤(1)的具体方法为：在反应器中，加入N,N,N
’
,N
’‑
四乙基乙二胺和醇类溶剂，搅拌混合均匀，在氮气保护下，升温到35
‑
45℃，缓慢滴加溴丙烯，滴加时间2
‑
3小时，滴加结束后升温至50
‑
55℃，保温反应18
‑
24小时后，除去溶剂，重结晶后制得所述可聚合表面活性单体；所述N,N,N
’
,N
’‑
四乙基乙二胺和溴丙烯的摩尔比为1:2.2
‑
2.4。
[0038]进一步地，所述步骤(2)的具体方法为：在保护气填充的手套箱中加入丙烯酸、可聚合表面活性单体和引发剂，混合搅拌后静置20
‑
24小时得到预聚体溶液，将还原氧化石墨烯置于预聚体溶液中10
‑
12小时后，放在烘箱中加热到70
‑
80℃，反应8
‑
12小时后制得所述聚合石墨烯；所述丙烯酸、可聚合表面活性单体和还原氧化石墨烯的质量比为(3
‑
4)：(6
‑
8)：1；所述引发剂为偶氮二异丁腈。
[0039]进一步地，所述步骤(3)中，按总质量为100％计，各组分的质量百分含量为：<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有导电性的多层结构保护板，其特征在于，包括底板、面板和蜂窝内板；所述底板和面板为石墨烯共混改性聚丙烯材料；所述蜂窝内板包含聚丙烯、滑石粉、分散剂和聚合石墨烯；所述蜂窝内板位于所述底板和所述面板之间。2.根据权利要求1所述的具有导电性的多层结构保护板，其特征在于，还包括：第一粘结层，其设置于所述蜂窝内板与所述底板之间，第一粘结层的粘结剂选自丁苯胶乳或UV胶水中的一种；第二粘结层，其设置于所述蜂窝内板与所述面板之间，第二粘结层的粘结剂选自丁苯胶乳或UV胶水中的一种。3.根据权利要求1所述的具有导电性的多层结构保护板，其特征在于，所述底板和面板的制备，包括以下步骤：（1）将改性石墨烯和聚丙烯在混合机中混合均匀后，放入反应釜中；（2）加热反应釜使聚丙烯熔融后抽真空，搅拌均匀后冷却；（3）将步骤（2）的产物加热、加压分散于模具中，冷却后制得所述底板和面板。4.根据权利要求3所述的具有导电性的多层结构保护板，其特征在于，所述改性石墨烯和聚丙烯的质量比为1：15
‑
25；所述改性石墨烯的制备，包括以下步骤：（1）将还原氧化石墨烯超声分散在N,N
‑
二甲基甲酰胺中，得石墨烯分散液；（2）将叔辛基异氰酸酯加入到石墨烯分散液中，在保护气的保护下，70
‑
85℃反应18
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24小时；（3）反应结束后用N,N
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二甲基甲酰胺反复离心洗涤，除去未反应的叔辛基异氰酸酯，制得所述改性石墨烯。5.根据权利要求4所述的具有导电性的多层结构保护板，其特征在于，所述还原氧化石墨烯和叔辛基异氰酸酯的质量比为1：8
‑
12。6.根据权利要求1所述的具有导电性的多层结构保护板，其特征在于，所述蜂窝内板的制备，包括以下步骤：（1）通过溴丙烯与N,N,N
’
,N
’‑
四乙基乙二胺制备可聚合表面活性单体；（2）通过还原氧化石墨烯、丙烯酸和可聚合表面活性单体原位聚合制备聚合石墨烯；（3）将聚丙烯、填充剂、分散剂和聚合石墨烯混合置于模具中加热、加压分散于模具中，冷却后裁剪成蜂窝状即得所述蜂窝内板。7.根据权利要求6所述的具有导电性的多层结构保护板，其特征在于，所述步骤（1）的具体方法为：在反应器中，加入N,N,N
’
,N
’‑
四乙基乙二胺和醇类溶剂，搅拌混合均匀，在氮气保护下，升...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺炜智，
申请(专利权)人：佳贺科技无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：