CN102850678A - 一种高强度的导电塑料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高强度的导电塑料，属于高分子材料技术领域。由以下按重量份计的组分为原料：环氧树脂10～20份、二甲酚树脂5～10份、聚苯乙烯20～40份、聚丁二烯5～20份、高密度聚乙烯10～15份、聚乙烯醇2～3份、三聚氰胺树脂醚2～5份、聚碳酸酯5～10份、聚四氟乙烯3～6份、丁苯橡胶3～6份、氧化锑1～2份、碳纤维2～4份、金属粉2～5份、钛酸钾晶须3～4份、氧化锌晶须2～4份、石墨5～12份、偶联剂2～5份、抗氧化剂1～3份。本发明提供的高强度导电塑料，在保持了塑料的导电性的同时，有效地提高了基机械强度，其体积电阻率在0.17Ω·cm以下，其纵向拉伸强度和横向拉伸强度都在50MPa以上。
Description
技术领域
本发明提供了一种高强度的导电塑料，属于高分子材料技术领域。
背景技术
塑料一直被人们作为绝缘材料使用，因其高绝缘性，在生产与使用中易产生静电，静电可能产生各种危害。随着现代电子工业和信息产业的发展，各种工业自动化设备、微电脑、家用电器及电子产品进入国民经济的各个领域和人们工作生活环境之中。静电消除、电磁屏蔽等技术已经引起人们的关注。人们渴求得到一种既保持塑料固有特点以具有导电性能的高分子材料。
通常意义上的导电塑料是将高分子材料与导电物质相混合，用塑料的加工方式进行加工的功能型高分子材料。主要应用于电子、集成电路包装、电磁波屏蔽等领域。其在电子、电器领域中可以用于集成电路、晶片、传感器护套等精密电子元件生产过程中使用的防静电周转箱、IC及LCD托盘、IC封装、晶片载体、薄膜袋等；也可以用于煤矿、油船、油田、粉尘及可燃气体等场合中使用的电器产品外壳及结构件；也可以用于中、高压电缆中使用的半导电屏蔽料；另外，在电讯、电脑、自动化系统、工业用电子产品、消费用电子产品、汽车用电子产品等领域中的电器产品中，其可以作为EMI屏蔽外壳。
导电塑料一般可以分为结构型导电塑料和复合型导电塑料。复合型导电塑料是指经过物理改性后具有导电性的塑料，其具有性能稳定、成本较低、方法简单的优点。通常采用的方法是在高分子材料中填充炭黑，炭黑以粒子形式分散于基体高分子中，随着炭黑填充量的增加，粒子间距缩小，当接近或者呈接触状态时，便形成大量导电网络通道，产生导电性能。但是这一类导电塑料的机械性能，例如：拉伸强度、抗腐蚀性能等都与常规的高分子材料具有一定的差距。
发明内容
针对以上对现有技术的评述，本发明所要解决的技术问题是：提高炭黑填充的导电塑料的机械性能，同时保持良好的导电性。采用的技术方案是：
一种高强度的导电塑料，由以下按重量份计的组分为原料：环氧树脂10～20份、二甲酚树脂5～10份、聚苯乙烯20～40份、聚丁二烯5～20份、高密度聚乙烯10～15份、聚乙烯醇2～3份、三聚氰胺树脂醚2～5份、聚碳酸酯5～10份、聚四氟乙烯3～6份、丁苯橡胶3～6份、氧化锑1～2份、碳纤维2～4份、金属粉2～5份、钛酸钾晶须3～4份、氧化锌晶须2～4份、石墨5～12份、偶联剂2～5份、抗氧化剂1～3份。
所述的高密度聚乙烯的分子量优选自100000～200000。
所述的炭纤维的长度优选自1mm以下。
所述的金属粉优选自金粉、银粉、铜粉、镍粉、钯粉、钼粉、铝粉中的一种或几种混合物。
所述的金属粉的粒径优选范围是500nm～5000nm。
所述的钛酸钾晶须优选自八钛酸钾晶须或者六钛酸钾晶须中的一种或两种混合物。
所述的石墨的粒径范围优选自500nm～5000nm。
所述的偶联剂优选自硅烷偶联剂；更优选地，是硅烷偶联剂中的CG-101、CG-102、CG-103、CG-132、CG-152、CG-201、CG-202中的一种或几种的混合物。
所述的抗氧化剂优选自2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2,6-二叔丁基-4-羟基苯酚、特丁基对苯二酚中的一种或几种混合物。
其制备方法如下：
S1：将环氧树脂、二甲酚树脂、聚苯乙烯、聚丁二烯、高密度聚乙烯、聚乙烯醇、三聚氰胺树脂醚、聚碳酸酯、聚四氟乙烯、丁苯橡胶在200～400rpm的条件下混合均匀；
S2：再将步骤S1所得混合物加入双螺杆挤出机，在螺杆转速100～200rpm，温度190℃～200℃下熔融挤出造粒；
S3：将步骤S2所得颗粒与氧化锑、碳纤维、金属粉、钛酸钾晶须、氧化锌晶须、石墨、偶联剂、抗氧化剂在600～800rpm的条件下混合均匀；
S4：将步骤S3所得混合物送入单螺杆挤出机，在180℃～190℃下热熔挤出、造粒、包装即得。
技术效果
本发明提供的高强度导电塑料，在保持了塑料的导电性的同时，有效地提高了基机械强度，其体积电阻率在0.17Ω·cm以下，其纵向拉伸强度和横向拉伸强度都在50MPa以上。
具体实施方式
按表1所示的重量比备制各组分。
表1实施例1～实施例3的重量配比
上述的高密度聚乙烯的分子量是100000～200000。
上述的炭纤维的长度在1mm以下。
上述的金属粉采用铜粉。
上述的金属粉的粒径范围是500nm～5000nm。
上述的钛酸钾晶须采用八钛酸钾晶。
上述的石墨的粒径范围是500nm～5000nm。
上述的偶联剂采用硅烷偶联剂CG-132。
上述的抗氧化剂采用2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚。
其制备方法如下：
实施例1
S1：将环氧树脂、二甲酚树脂、聚苯乙烯、聚丁二烯、高密度聚乙烯、聚乙烯醇、三聚氰胺树脂醚、聚碳酸酯、聚四氟乙烯、丁苯橡胶在200～400rpm的条件下混合均匀；
S2：再将步骤S1所得混合物加入双螺杆挤出机，在螺杆转速100～200rpm，温度190℃～200℃下熔融挤出造粒；
S3：将步骤S2所得颗粒与氧化锑、碳纤维、金属粉、钛酸钾晶须、氧化锌晶须、石墨、偶联剂、抗氧化剂在600～800rpm的条件下混合均匀；
S4：将步骤S3所得混合物送入单螺杆挤出机，在180℃～190℃下热熔挤出、造粒、包装即得。
实施例2
与实施例1的区别在于：步骤S1中的转速是300rpm；步骤S2中转速是150rpm、温度是195℃；步骤S3中的转速是700rpm；步骤S4中的温度是185℃。
实施例3
与实施例1的区别在于：步骤S1中的转速是400rpm；步骤S2中转速是200rpm、温度是200℃；步骤S3中的转速是800rpm；步骤S4中的温度是190℃。
性能试验
将上述实施例所得的导电塑料通常常规的吹塑成型后制成试样，进行性能试验。以市面常见的炭黑填充塑料作用对照。结果表表2所示。
表2实施例1～实施例3以及对照例的性能测试数据
从表中可以看出，其体积电阻率在0.17Ω·cm以下，其纵向拉伸强度和横向拉伸强度都在50MPa以上。
Claims (9)
1.一种高强度的导电塑料，由以下按重量份计的组分为原料：环氧树脂10～20份、二甲酚树脂5～10份、聚苯乙烯20～40份、聚丁二烯5～20份、高密度聚乙烯10～15份、聚乙烯醇2～3份、三聚氰胺树脂醚2～5份、聚碳酸酯5～10份、聚四氟乙烯3～6份、丁苯橡胶3～6份、氧化锑1～2份、碳纤维2～4份、金属粉2～5份、钛酸钾晶须3～4份、氧化锌晶须2～4份、石墨5～12份、偶联剂2～5份、抗氧化剂1～3份；其制备方法是：
S1：将环氧树脂、二甲酚树脂、聚苯乙烯、聚丁二烯、高密度聚乙烯、聚乙烯醇、三聚氰胺树脂醚、聚碳酸酯、聚四氟乙烯、丁苯橡胶在200～400rpm的条件下混合均匀；
S2：再将步骤S1所得混合物加入双螺杆挤出机，在螺杆转速100～200rpm，温度190℃～200℃下熔融挤出造粒；
S3：将步骤S2所得颗粒与氧化锑、碳纤维、金属粉、钛酸钾晶须、氧化锌晶须、石墨、偶联剂、抗氧化剂在600～800rpm的条件下混合均匀；
S4：将步骤S3所得混合物送入单螺杆挤出机，在180℃～190℃下热熔挤出、造粒、包装即得。
2.根据权利要求1所述的高强度的导电塑料，其特征在于：所述的高密度聚乙烯的分子量是100000～200000。
3.根据权利要求1所述的高强度的导电塑料，其特征在于：所述的炭纤维的长度是1mm以下。
4.根据权利要求1所述的高强度的导电塑料，其特征在于：所述的金属粉是金粉、银粉、铜粉、镍粉、钯粉、钼粉、铝粉中的一种或几种混合物。
5.根据权利要求1所述的高强度的导电塑料，其特征在于：所述的金属粉的粒径范围是500nm～5000nm。
6.根据权利要求1所述的高强度的导电塑料，其特征在于：所述的钛酸钾晶须是八钛酸钾晶须或者六钛酸钾晶须中的一种或两种混合物。
7.根据权利要求1所述的高强度的导电塑料，其特征在于：所述的偶联剂是硅烷偶联剂。
8.根据权利要求7所述的高强度的导电塑料，其特征在于：所述的硅烷偶联剂是CG-101、CG-102、CG-103、CG-132、CG-152、CG-201、CG-202中的一种或几种的混合物。
9.根据权利要求1所述的高强度的导电塑料，其特征在于：所述的抗氧化剂是2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2,6-二叔丁基-4-羟基苯酚、特丁基对苯二酚中的一种或几种混合物。
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