專利名稱：改性膨脹石墨母料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及石墨母料，尤其涉及一種改性膨脹石墨母料及其制備方法。
背景技術：
母料法制備聚合物基復合材料在社會生產中已普遍應用。其關鍵的技術是在保證產品所需性能的同時，要盡量減少成本，降低能耗。高分子材料作為母料載體具有易加工性、耐腐蝕等優異性能，抑制填料的氧化和團聚，使體系具有較高的長效穩定性，同時又保持了無機填料的功能性，因此受到重視和廣泛應用由于大部分的聚合物是良好的絕緣體，在某些領域中由于易產生靜電或不導電而影響著其廣泛應用，故這些材料在保持聚合物優異特性的同時，要具有一定的導電性能。在現有的制備導電聚合物復合材料中，膨脹石墨填充聚合物使復合材料的導電性能有了很大的改善。
膨脹石墨填充聚合物復合材料具有用量少、質輕、價格低廉等優點。翁文桂等在Composite Interfaces2004年第11卷第2期報道的聚乙烯/膨脹石墨復合材料，當膨脹石墨含量達到質量百分比的15％時，復合材料的電導率迅速降到了10-6S·cm-1，遠低于用其他填料同樣方法制備的材料。但是，由于膨脹石墨為蠕蟲狀結構表觀密度低，膨脹體積很大，而且膨脹石墨片相互糾纏在一起，見圖1。這造成了在所制備的聚合物導電復合材料中膨脹石墨難分散，加工困難，機械性能下降等缺陷。若將其應用到工業生產中，會造成能源能量的大量浪費。
發明內容
本發明的目的之一在于提供一種工藝簡單，分散性好，具有高導電性，有較易加工性能，成本低，能廣泛應用于工業生產的改性膨脹石墨母料。
本發明的另一個目的是提供了制備上述改性膨脹石墨母料的制備方法。
為了達到上述目的，并避免已有技術的缺陷。本發明所采用的技術方案如下改性膨脹石墨母料，它主要由以下重量百分比的組份組成膨脹石墨50～85％，載體樹脂15～50％，分散劑 0～3％還包括0～30％重量百分比的添加劑。
上述添加劑為碳酸鈣或滑石粉。
上述載體樹脂為PE、PS、PP、PMMA或PVC極性或非極性聚合物。
上述分散劑為聚乙烯蠟。
本發明的改性膨脹石墨母料的制備方法，通過如下方案實現將包括有50～85重量份的膨脹石墨、0～3份的分散劑和15～50重量份的載體樹脂的混合物通過熔融復合后擠出造粒制得。
上述的混合物中還混合有0～30重量份的添加劑。
上述的添加劑為碳酸鈣或滑石粉。
上述載體樹脂為PE、PS、PP、PMMA或PVC極性或非極性聚合物。
上述分散劑為聚乙烯蠟。
上述的熔融復合工藝可為雙輥混煉制備或擠出機擠出制備。
采用上述方案后，本發明與現有技術相比具有以下特點(1)將膨脹石墨加工成母料，避免了直接用膨脹石墨時由于其膨脹體積太大，給加工生產帶來的不便。
(2)將膨脹石墨加工成母料，有效地提高了膨脹石墨在基體中的分散，可使塑料制品的機械性能更加優異。
(3)改性膨脹石墨母料可作為一種色母料、導電母料、導熱母料來使用。
(4)改性膨脹石墨母料可分散到多種聚合物基體中去，作為導電母料，導電性能良好，具有較低的滲流率值。
(5)可根據所要添加到的聚合物基體來選擇母料所用的載體樹脂，以提高兩者的相容性。
(6)改性膨脹石墨母料中引入一定量的碳酸鈣，在不改變母料原有性質的前提下，可有效降低生產成本，提高力學強度。
圖1為膨脹石墨的形貌結構。
圖2為母料法制備HDPE/EG復合材料的滲流曲線。
圖3為母料法制備HDPE/EG復合材料的拉伸強度曲線。
圖4為母料法制備HDPE/EG復合材料的沖擊強度曲線。
具體實施例方式
實施例1本發明的改性膨脹石墨母料，它主要由以下重量百分比的組份組成膨脹石墨60％，聚乙烯 38％，聚乙烯蠟2％本發明的改性膨脹石墨母料的制備方法，通過如下方案實現取60重量份的膨脹石墨，2重量份的聚乙烯蠟，38重量份的高密度聚乙烯(熔融指數為8g/10min)為載體，在雙輥混煉機上190℃條件下混煉30min。然后將所得的物料破碎通過擠出機擠出造粒制得聚乙烯改性膨脹石墨導電母料。將該聚乙烯改性膨脹石墨導電母料按照不同的百分比添加到高密度聚乙烯基體中，135℃～150℃溫度下擠出，得到聚乙烯/膨脹石墨復合材料。樣品冷卻后取樣測量其電學性能，當實際膨脹石墨含量達到15％時復合材料達到滲域率值。為了比較，相同加工條件下直接復合制備聚乙烯/膨脹石墨復合材料，其滲流率值為20％。
實施例2本發明的改性膨脹石墨母料，它主要由以下重量百分比的組份組成膨脹石墨60％，聚苯乙烯38％，聚乙烯蠟2％本發明的改性膨脹石墨母料的制備方法，通過如下方案實現取60重量份的膨脹石墨，2重量份的聚乙烯蠟，38重量份的聚苯乙烯(熔融指數為5g/10min)為載體，在雙輥混煉機上190℃條件下混煉30min。然后將所得的物料破碎通過擠出機擠出造粒制得聚苯乙烯改性膨脹石墨導電母料。將該聚苯乙烯改性膨脹石墨母料按照不同的百分比添加到高密度聚乙烯基體中，145℃～160℃溫度下擠出，得到高密度聚乙烯/膨脹石墨復合材料。樣品冷卻后取樣測量其電學性能，當實際EG含量達到17.5％時復合材料達到滲域率值。
權利要求
1.改性膨脹石墨母料，其特征在于主要由以下重量百分比的組分組成膨脹石墨50～85％，載體樹脂15～50％，分散劑 0～3％。
2.根據權利要求1所述的改性膨脹石墨母料，其特征在于還包括0～30％重量百分比的添加劑。
3.根據權利要求2所述的改性膨脹石墨母料，其特征在于上述添加劑為碳酸鈣或滑石粉。
4.根據權利要求1所述的改性膨脹石墨母料，其特征在于上述載體樹脂為PE、PS、PP、PMMA或PVC極性或非極性聚合物。
5.根據權利要求1所述的改性膨脹石墨母料，其特征在于上述分散劑為聚乙烯蠟。
6.改性膨脹石墨母料的制備方法，其特征在于通過如下方案實現將包括有50～85重量份的膨脹石墨、0～3份的分散劑和15～50重量份的載體樹脂的混合物通過熔融復合后擠出造粒制得。
7.根據權利要求6所述的改性膨脹石墨母料的制備方法，其特征在于上述的混合物中還混合有0～30重量份的添加劑。
8.根據權利要求7所述的改性膨脹石墨母料的制備方法，其特征在于上述的添加劑為碳酸鈣或滑石粉。
9.根據權利要求6所述的改性膨脹石墨母料的制備方法，其特征在于上述載體樹脂為PE、PS、PP、PMMA或PVC極性或非極性聚合物。
10.根據權利要求6所述的改性膨脹石墨母料的制備方法，其特征在于上述分散劑為聚乙烯蠟。
11.根據權利要求6所述的改性膨脹石墨母料的制備方法，其特征在于上述的熔融復合工藝可為雙輥混煉制備或擠出機擠出制備。
全文摘要
本發明公開了一種改性膨脹石墨導電母料及其制備方法，其將重量百分比為50～85％的膨脹石墨，0～3％分散劑和15％～50％樹脂載體通過熔融復合工藝制備成導電母料。該導電母料具有高的導電性，如用其制備導電塑料，用量低，工藝簡單，分散性好，樣品表面光滑，力學性能優異，可以填充于多種聚合物基體中。若將該母料摻入部分的碳酸鈣還可以降低生產成本。
文檔編號C08K3/04GK1908075SQ20061004129
公開日2007年2月7日 申請日期2006年8月2日 優先權日2006年8月2日
發明者陳國華, 李玉超 申請人:華僑大學