一種導電工程塑料的制作方法
【專利說明】
【技術領域】
[0001]本發明屬于材料化學技術領域，涉及一種導電工程塑料及其制備方法。
【【背景技術】】
[0002]電子通訊產業是國家非常重要的高新技術產業，與國家安全和百姓生活密切相關。高分子材料和電子通訊產業密切相關。電子通訊產品不但需要大量的高分子材料絕緣體，也必須廣泛用到導電高分子材料。導電高分子材料可以對計算機、通訊網絡設備、打印機、數字化儀等設備起到電磁波屏蔽的作用，防此信息泄漏，另外還可以用于消除上述設備的對人體的電磁波輻射，以及用于減少靜電危險。導電工程塑料作為導電高分子材料中的一種，廣泛應用于電子產品的外殼以及復印機/打印機用充電棒套管中。
[0003]高分子導電材料通常可以分為結構型和復合型兩大類。常見的結構性導電材料主要有聚苯胺、聚吡咯和聚乙炔，它們由于大分子鏈中的共軛鍵可提供導電截流子，所以其自身就具有導電性。但此類材料難于溶解和熔融，難于成型，同時由于生產成本較高，因而限制了應用。復合型高分子導電材料中的聚合物基體本身不導電，依靠添加導電的金屬合金氧化物等金屬系填料、炭黑(導電碳粉)等碳系填料導電物質獲得導電特性。由于此類材料不僅保留了通常高分子材料的機械和力學性能，同時可調節材料的電學性能，具有易成型，成本較低等優點。
[0004]導電碳粉填充型導電高分子材料是目前復合型導電高分子中較為常用的一種。碳粉填充型導電高分子之所以被廣泛采用，首先是因為導電碳粉一種天然的半導體，其體積電阻率為0.1?1000 Ω.cm，資源豐富、價格低廉、適用性強;其次是因為碳粉可大幅度改善材料的導電性能，而且碳粉導電性持久穩定，而且易加工，對高分子有增強作用。但隨著導電碳粉填充份量的增大，聚合物的導電性能也增大，當填充份量超過一定值后，其導電性能有質的飛躍。從絕緣體變為導體，這個值即滲濾閾值。但是，當導電碳粉的填充量增大時，會嚴重降低高分子的機械性能。因此衡量導電碳粉填充型導電性能好壞的標準是:第一要既能提高聚合物導電性的同時，又能保持良好的機械性能、光澤度等其它性能;第二要有較低的滲濾閾值，兼顧復合型導電復合材料的性價比。然而，目前常用的炭黑填充尼龍導電高分子雖然能夠達到一定的導電性，但是其體積電阻率不穩定，機械性能較差，并且其表面較為粗糙，容易出現〃掉粉〃現象，限制其應用范圍。
[0005]所以新型的導電工程塑料都利用金屬系填料對高分子基體材料進行均勻填充，以提高其導電性能的材料。常用的導電金屬合金氧化物有氧化錫銦、氧化鋅鋁、氧化錫銻等，這些導電金屬合金氧化物填充在塑料中使得塑料具有高導電性，導電金屬合金氧化物在塑料中的比重越大，塑料的導電效果越好，以往將微米級的導電填料添加到塑料中放在擠出機中擠出造粒，由于塑料中無機物的添加使得塑料的機械強度降低，抗彎曲抗扭折的性能差，防壓抗震能力變差，于是人們開始研究將納米級的導電金屬合金氧化物添加到有機的塑料中去，但是由于納米級的無機填料添加到有機的塑料中難以使納米級的無機填料得到很好的分散，納米級的無機填料容易團聚在一起，導致導電工程塑料的物理性能變差。【
【發明內容】
】
[0006]本發明的目的就是為了解決現有技術存在的問題，提出了一種導電工程塑料及其制備方法。
[0007]本發明的具體技術方案如下:
[0008]本發明提供一種導電工程塑料，其特征在于，按質量百分比計，該導電工程塑料包括:
[0009]納米級的金屬合金氧化物顆粒:6%?64%；
[0010]接枝改性劑與聚烯烴類樹脂的接枝共聚物:2%?45%；
[0011]分散劑:0.18%?8%;
[0012]塑料基料:26%?70.82 %。
[0013]所述納米級的金屬合金氧化物顆粒接枝在接枝改性劑上，接枝改性劑接枝在聚烯烴類樹脂的支鏈上。
[0014]所述接枝改性劑為馬來酸酐或丙烯酸或油酸。
[0015]所述分散劑為三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸鈉、甲基戊醇、纖維素衍生物、聚丙烯酰胺、古爾膠、脂肪酸聚乙二醇酯等有機分散劑或硅烷偶聯劑的一種或幾種
[0016]所述納米級的金屬合金氧化物為納米氧化錫銦、納米氧化錫鋪和納米氧化鋅招中的一種或多種。
[0017]本發明還提供一種制備如上所述導電工程塑料的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟:
[00? 8] (I)按質量份計，將6?64份納米級的金屬合金氧化物粉末加入I?24份接枝改性劑中，再加入0.05?8份分散劑，攪拌分散，使納米級的金屬合金氧化物分散在接枝改性劑和分散劑的混合溶劑中形成乳液狀的分散體；
[0019](2)將上述步驟中制得的乳液狀的分散體加入到超聲噴霧干燥設備進行干燥制備納米復合材料；
[0020](3)將上述步驟中制得的納米散熱復合材料與I?24份聚烯烴類樹脂一起加入到雙螺桿擠出機中，并且同時加入0.05?I份引發劑引發在雙螺桿擠出機中進行接枝共聚反應，擠出造粒從而制備出導電樹脂；
[0021](4)將導電樹脂與20?80份塑料基料一起放入擠出機或者注塑機中制備導電工程塑料。
[0022]所述引發劑為過氧化物。
[0023]所述接枝改性劑為馬來酸酐或丙烯酸或油酸。
[0024]所述分散劑為三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸鈉、甲基戊醇、纖維素衍生物、聚丙烯酰胺、古爾膠、脂肪酸聚乙二醇酯等有機分散劑或硅烷偶聯劑的一種或幾種。
[0025]所述納米級的金屬合金氧化物為納米氧化錫銦、納米氧化錫鋪和納米氧化鋅招中的一種或多種。
[0026]本發明有益的技術效果在于:
[0027]將導電的無機納米金屬合金氧化物粉末加入到塑料中使得塑料既能夠具有良好的導電性能，又不會降低塑料的物理機械性能，同時還增加了塑料的剛度。
[0028]通過先將導電的無機納米金屬合金氧化物粉末通過接枝劑接枝在聚烯烴類樹脂上，從而避免了直接將導電的無機納米金屬合金氧化物粉末加入到塑料中引起導電的無機納米金屬合金氧化物粉末團聚的問題。
[0029]通過將包括導電的無機納米金屬合金氧化物粉末、接枝劑、分散劑的乳液分散體采用超聲噴霧干燥，再與聚烯烴類樹脂在熔融狀態下接枝，能夠利用高溫使接枝共聚的副產物揮發，從而能夠使得接枝共聚反應充分，而且速率快，由于是干燥后的分散體與聚烯烴類樹脂反應，從而不會產生導電的無機納米金屬合金氧化物粉末團聚的問題。
【【具體實施方式】】
[0030]為了使發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的實施例僅用以解釋本發明，并不用來限定本發明。
[0031]實施例1
[0032]本實施例提供一種導電工程塑料，該導電工程塑料是通過如下步驟制備而成的:
[0033](I)按質量份計，將6份平均粒徑為1nm的氧化銦錫粉末加入I份接枝改性劑馬來酸酐中，再加入0.05份分散劑為聚丙烯酰胺，攪拌10?15分鐘，然后采用超聲波分散20?30分鐘，使納米氧化銦錫粉末分散在馬來酸酐和聚丙烯酰胺的混合溶劑中形成乳液狀的分散體；
[0034](2)將上述步驟(I)中制得的乳液狀的分散體加入到超聲噴霧干燥設備進行噴霧干燥制備出粉末狀的包含有納米氧化銦錫的復合材料；
[0035](3)將上述步驟(2)中制得的粉末狀的復合材料與I份聚丙烯樹脂粉末一起從雙螺桿擠出機的入料口中加入到溫度設置為2000C?2400C的雙螺桿擠出機中，并且同時從入料口中加入0.05份引發劑過氧化氫引發，聚丙烯樹脂與復合材料在雙螺桿擠出機中進行接枝共聚反應，反應后的產物被擠出機擠出造粒從而制備出導電樹脂。
[0036](4)將導電樹脂與20份塑料基料PC—起放入擠出機或者注塑機中制備導電工程塑料。
[0037]制備出的導電工程塑料，按質量百分比計，包括如下組份:
[0038]納米氧化銦錫:22%;
[0039]馬來酸酐與聚丙烯的接枝改性共聚物:7%
[0040]聚丙烯酰胺:；0.18%;
[0041 ]塑料基料 PC:70.82 %。
[0042]所述納米氧化銦錫接枝在接枝改性劑馬來酸酐上，馬來酸酐接枝在聚丙烯樹脂的支鏈上。
[0043]實施例2
[0044]本實施例另提供一種導電工程塑料，該導電工程塑料是通過如下步驟制備而成的:
[0045](I)按質量份計，將64份平均粒徑為30nm的氧化鋅鋁粉末加入24份接枝改性劑油酸中，再加入8份分散劑為十二烷基硫酸鈉，攪拌10?15分鐘，然后采用超聲波分散20?30分鐘，使納米氧化銦錫粉末分散在油酸和十二烷基硫酸鈉的混合溶劑中形成乳液狀的分散體；
[0046](2)將上述步驟(I)中制得的乳液狀的分散體加入到超聲噴霧干燥設備進行噴霧干燥制備出粉末狀的包含有納米氧化銦錫的復合材料；
[0047](3)將上述步驟(2)中制得的粉末狀的復合材料與24份聚乙烯樹脂粉末