一種耐高溫抗靜電的導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明屬于導(dǎo)電聚合物技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，設(shè)及一種耐高溫抗靜電的導(dǎo)電聚合 物復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0003] 聚離離酬（P邸K)是一種高性能結(jié)晶性特種工程塑料，性能類(lèi)似于聚苯硫離 (PPS)，其具有耐高溫、耐腐蝕等物理化學(xué)性能，且具有優(yōu)異的力學(xué)性能和電性能，廣泛應(yīng)用 于航空航天，汽車(chē)工業(yè)、電子電氣和醫(yī)療器械等領(lǐng)域等領(lǐng)域。高烙融溫度和高粘度使得陽(yáng)邸 成型加工困難，其廢料是塊狀碎料，難重新加工，抽粒難能耗高，不易于回收利用。
[0004] PPS脆性大，PE邸難加工，應(yīng)用受到很大的限制，目前已有相關(guān)研究，兩者的復(fù)合 改性能夠獲得的力學(xué)性能良好共混體系，但其在復(fù)合后導(dǎo)電性能尚不能滿(mǎn)足需求。
[0005] 因此，本發(fā)明針對(duì)上述不足，進(jìn)一步擴(kuò)展了其在耐高溫抗靜電，且導(dǎo)電性能較高材 料領(lǐng)域的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明根據(jù)目前導(dǎo)電聚合物材料中的不足，提供了一種耐高溫抗靜電的導(dǎo)電聚合 物復(fù)合材料。
[0007] 本發(fā)明的另一目的在于提供上述導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料的制備方法和應(yīng)用。
[000引本發(fā)明的技術(shù)目的通過(guò)W下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)： 本發(fā)明提供了一種耐高溫抗靜電的導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料，包括W下按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)的 組分： 聚離離酬 30-60% 聚苯硫離 30-60% 碳納米管 1-10% 導(dǎo)電炭黑 1-10%。
[0009] 本發(fā)明用PE邸粉與PPS粉共混，并添加碳納米管（CNT)和導(dǎo)電炭黑使得復(fù)合材料 形成互鎖可控的網(wǎng)絡(luò)形態(tài)，從而提高共混體系的導(dǎo)電性能。本發(fā)明多組分的搭配和多粒徑 的堆擱使得導(dǎo)電粒子處于聚合物粒子的界面，建立起復(fù)合材料互鎖可控網(wǎng)絡(luò)形態(tài)，從而達(dá) 至IJ良好的導(dǎo)電性能，可作為抗靜電和導(dǎo)電材料使用。
[0010] 優(yōu)選地，所述導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料包括如下按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)的組分： 聚離離酬 35-60% 聚苯硫離 35-60% 碳納米管 2-8% 導(dǎo)電炭黑 2-8〇/〇。
[0011] 更優(yōu)選地，所述導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料包括如下按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)的組分： 聚離離酬 56% 聚苯硫離 36% 碳納米管 3% 導(dǎo)電炭黑 5%。
[001引優(yōu)選地，所述聚離離酬的目數(shù)為150~300目，所述聚苯硫離的目數(shù)為80~120目；所 述碳納米管的粒徑為20~40nm，所述導(dǎo)電碳黑的粒徑為15~30nm。
[0013] 優(yōu)選地，所述聚離離酬的目數(shù)為200目，所述聚苯硫離的目數(shù)為100目；所述碳納 米管的粒徑為30nm，所述導(dǎo)電碳黑的粒徑為20nm。
[0014] 本發(fā)明用200目的陽(yáng)邸粉與100目的PPS粉共混，并添加30皿的碳納米管（CNT) 和20皿的導(dǎo)電炭黑使得復(fù)合材料形成互鎖可控的網(wǎng)絡(luò)形態(tài)，從而提高共混體系的導(dǎo)電性 能，其體積電阻率達(dá)到4. 5*104,相比較現(xiàn)有技術(shù)制備PEEK復(fù)合材料的體積電阻率小4~6個(gè) 數(shù)量級(jí)，顯示出其突出的導(dǎo)電性能。
[0015] 本發(fā)明所述的耐高溫抗靜電的導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟： 51. 對(duì)碳納米管進(jìn)行分散處理；將碳納米管與濃酸混合，加熱回流后，洗漆過(guò)濾，烘 干； 52. 對(duì)導(dǎo)電碳黑進(jìn)行表面改性；將導(dǎo)電碳黑與過(guò)硫酸錠溶液混合，超聲后加熱攬拌，洗 漆，干燥； 53. 將聚離離酬和聚苯硫離在混合機(jī)中初步混合，并緩慢添加S1步驟中經(jīng)分散處理 的碳納米管和S2步驟中處理的導(dǎo)電炭黑，注塑成型后即得所述導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料。
[0016] 聚合物復(fù)合材料不經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)，直接注塑成型，制備方法更為簡(jiǎn)單，且粘度低 的PPS粉的改性使得PE邸易加工和回收。
[0017]優(yōu)選地，所述S1中混酸為體積比1 ; 1的濃H2SO4和濃HN03,所述回流時(shí)間為 0. 5~lh〇
[0018]優(yōu)選地，所述S2中超聲時(shí)間為2~化，加熱溫度為340~360°C，攬拌時(shí)間為16~2化。
[0019] 優(yōu)選地，所述S3中注塑溫度為360~380°C。
[0020] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有W下有益效果： 本發(fā)明采用PEEK、PPS、CNT和導(dǎo)電炭黑優(yōu)化搭配，不同粒徑緊密堆擱，可形成互鎖可控 的網(wǎng)絡(luò)形態(tài)，在保證力學(xué)性能的同時(shí)，在較低的導(dǎo)電添加劑含量下實(shí)現(xiàn)1〇i2Q-cmW下抗靜 電要求、在適當(dāng)碳材料含量下實(shí)現(xiàn)1〇sQ?cm的導(dǎo)電要求(體積電阻率比現(xiàn)有技術(shù)制備PE邸 復(fù)合材料的體積電阻率小4~6個(gè)數(shù)量級(jí))、同時(shí)滿(mǎn)足PEEK的回收再利用要求。采用本發(fā)明 的物理共混-注塑成型的方法獲得復(fù)合材料，比現(xiàn)有技術(shù)用烙融共混-注塑成型方法得復(fù) 合材料制備上更為簡(jiǎn)單、可調(diào)節(jié)性更高。本發(fā)明提供的耐高溫抗靜電的導(dǎo)電聚合物復(fù)合材 料，在航空航天，汽車(chē)工業(yè)、電子電氣和醫(yī)療器械領(lǐng)域，具備廣泛的應(yīng)用前景。
【附圖說(shuō)明】
[0021] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例1提供的耐高溫抗靜電的導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料形態(tài)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體描述，有必要在此指出的是本實(shí)施例只用于對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，但不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員 可W根據(jù)上述本發(fā)明的內(nèi)容作出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。
[0023] 除非特別說(shuō)明，本發(fā)明采用的試劑、方法和設(shè)備為本技術(shù)領(lǐng)域常規(guī)試劑、方法和設(shè) 備。
[0024] 體積電阻率；采用EST121型數(shù)字超高電阻、微電流測(cè)量?jī)x，依據(jù)GB/T1410-2006測(cè) 試 沖擊強(qiáng)度：采用沖擊試驗(yàn)機(jī)，依據(jù)GB/T1043測(cè)試 拉伸強(qiáng)度；采用萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)，依據(jù)ASTM/D638測(cè)試 彎曲強(qiáng)度；采用萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)，依據(jù)ASTM/D790測(cè)試 實(shí)施例1; 按照表1中實(shí)施例1各組分含量進(jìn)行配比，其中制備步驟如下： S1.碳納米管的分散處理：將CNT粉體放置于500ml球形瓶，量取過(guò)量濃H2SO4濃HN03混合液(體積比H2S04;HN03=3 ;1)倒入球形瓶?jī)?nèi)直至完全淹沒(méi)粉體，上插通循環(huán)水的冷凝 管，于電熱套內(nèi)加熱，在通冷卻水的條件下使酸液沸騰回流，持續(xù)0.化，而后用鋪墊隔孔膜 的陶瓷漏斗在抽真空的條件下進(jìn)行沖洗過(guò)濾至抑值為中性，放置于烘箱中1：下烘干。
[00巧]S2.導(dǎo)電炭黑的表面改性：將導(dǎo)電炭黑放置于500ml球形瓶中，量取過(guò)量過(guò)硫酸錠 水溶液倒入球形瓶?jī)?nèi)直至完全淹沒(méi)粉體，超聲化，在350°C下磁力攬拌1她，離屯、洗漆，真空 干燥2化。
[002引S3.導(dǎo)電復(fù)合材料的制備；將干燥過(guò)的陽(yáng)邸粉和PPS粉在高速混合機(jī)中初步混 合后，邊混合邊往里緩慢添加經(jīng)S1分散處理的CNT和S2處理的導(dǎo)電炭黑，然后經(jīng)注塑機(jī) 370°C下注塑得到導(dǎo)電復(fù)合材料。
[0027] 其中，陽(yáng)邸粉、PPS粉、CNT、導(dǎo)電炭黑的粒徑分別為200目、100目、30皿、20皿。
[0028] 如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例1提供的耐高溫抗靜電的