CN108129761A - 一种抗老化导电胶及其制造方法 - Google Patents

一种抗老化导电胶及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗老化导电胶及其制造方法，该抗老化导电胶基体为柔性耐蚀型聚乙烯，该柔性耐蚀型聚乙烯内固化有孔径0.3mm‑0.5mm的碳纤维网篮，该网篮外沿突出在抗老化导电胶底部，具有良好的抗高温氧化及耐轻中浓度酸、碱、盐腐蚀的能力，其内集成的碳纤维强度高、导电性好、连续性好，不易脱落及损坏。本发明的抗老化导电胶本质耐蚀、不易老化脱屑。

Description

一种抗老化导电胶及其制造方法
技术领域
本发明涉及导电材料领域，尤其涉及一种抗老化导电胶及其制造方法。
背景技术
现有技术中的导电胶由于其机械性能、导热性能或电学性能不足，经常会随着时间的延长及时经常使用，很容易老化脱屑，而现有技术中有一类热塑性材料，这类材料既有原热塑料性材料的柔韧性和热塑性，又在一定程度上提高了导热性、导电性及机械强度，但由于常规技术中的热塑性材料本身耐蚀性不足，尤其是在较高温湿性环境内或酸、碱、盐环境内易老化开裂而至性能下降，成本高但使用寿命不长。
现有技术中最集中的体现就是电视摇控使用过程中，一般不超过三年就会发生老化脱屑，发生个别常用按键失效现象，对商品的使用体验造成很大的影响。
因此，市面上急需一种本质耐蚀、不易老化脱屑的伤害的抗老化导电胶及其制造方法。
发明内容
针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明旨在提供一种本质耐蚀、不易老化脱屑的抗老化导电胶及其制造方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种抗老化导电胶的制造方法，包括以下步骤：
1)生产前准备
①原材料准备：按重量份准备足量乙烯气体、足量氨气、足量氧气、足量氯气、氯化铝粉末3份-5份、含质量分数5％苯的有机溶剂60份-80份、碳纤维8份-10份；
②工艺辅材准备：足量TiCl4-MgCl2-ZnCl2、足量三氯化铝；
③设备准备：准备保护氛加热炉、超声发生设备、注塑模具；
2)柔性耐蚀型聚乙烯的制造
①将乙烯气体聚合成聚乙烯；
②预热保护氛加热炉至280℃-285℃，然后按体积比1∶1缓慢通入氨气与氧气，至原空气完全挤出后获得氨氧化气氛；
③将步骤①获得的聚乙烯在聚合成后30min内置于氨氧化气氛中，以TiCl4-MgCl2-ZnCl2为催化剂，反应3min-5min，获得部分腈化聚乙烯；
④将步骤③获得的部分腈化聚乙烯采用阶段1)中步骤①准备的氯气以三氯化铝为催化剂进行氯代反应，获得部分氯代部分腈化聚乙烯；
⑤将氯化铝粉末与为含质量分数5％苯的有机溶剂混合并震荡为悬浊液；
⑥将步骤⑤获得的悬浊液与部分氯代部分腈化聚乙烯按质量比12-15∶1混合，加热至40℃-50℃，并采用超声发生设备以400W-420W的功率振荡70min-80min，获得外层苯代烃及腈化的聚乙烯；
⑦在步骤⑥获得的外层苯代烃及腈化的聚乙烯，置于85℃-90℃温度下，采用波长为125nm-140nm的光波照射3h-4h，获得饱合光能聚乙烯；
⑧将步骤⑦获得的饱合光能聚乙烯置于设置有电场强度为240V/m-250V/m的直流电场内，45min-50min后取出，即获得所需柔性耐蚀型聚乙烯；
3)耐蚀型热塑性碳纤维复合材料成型
①将阶段1)步骤①准备的碳纤维编织成孔径0.3mm-0.5mm的网篮状并置于阶段1)步骤③准备的注塑模具底部，然后将阶段2)中步骤⑧获得的柔性耐蚀型聚乙烯热融后灌封在注塑模具中，冷却后即获得所需抗老化导电胶。
采用上述方法制造的抗老化导电胶，基体为柔性耐蚀型聚乙烯，该柔性耐蚀型聚乙烯内固化有孔径0.3mm-0.5mm的碳纤维网篮，该网篮外沿突出在抗老化导电胶底部。
与现技术比较，本发明由于采用了上述方案，具有以下优点：(1)TiCl4-MgCl2-ZnCl2催化剂不同于常规的茂金属催化剂或其它复杂有机催化剂，可以达到8Kg/g-12Kg/g的催化效率，即接近10万倍的超高催化效率，同时这种材料工业生产容易、粉粒细小均匀、比表面积高，可以大大提高生产效率，节省时间成本。(2)本发明有机而科学地结合了有机化学、电化学、无机化学及有机物碳化反应的原理，最终获得了目前市场上没有的自耐蚀热塑性聚乙烯衍生材料，具体为：采用乙烯合成为聚乙烯是利用其规整的碳基线状结构作为本发明的基础，再通过与氨气和氧气在高温下短时反应，使一部分表面活性基团转变为-C2H3N(腈化基团)，由于温度低于常规腈化温度，且时间短，因此很大一部分聚乙烯主链中的氢根未转换，这时通过氯代反应使所有氢根被替换为氯根，根据傅里德-克拉夫茨反应原理，在三氯化铝的催化下，苯与氯根发生反应，生成带苯的链表层基团，最终整链形成了类ABS的有机结构，并与之具有相似的化学特性，即优良的耐热、耐油性能和化学稳定性，对稀的无机酸、碱、盐有良好的耐蚀性，同时具有高的冲击韧性和良好的机械强度，但由于主干链仍为聚乙烯的碳链结构，因此其基础性能相较于ABS具有更高的塑性和可拉伸性；此时获得的材料已经是比较优秀的热塑性聚乙烯类材料了，但结合实际，我公司发现这种子材料其表层基团仍会在光照下和氧或其它空气中的活性小分子有机基团发生反应，至使成型后的材料变质而物理或化学稳定性下降，受金属材料冷热循环冲击后材料疲劳性能提升的影响，经过多次试验，最终发现按权利要求中描述的方式在光能和电场作用下，让材料表面先行进行反应，获得更耐高温和更耐蚀的结构，这种结构是复杂且多变的，从有机化学的角度难以描述，其可确定的表征为表层基团发生了部分碳化，但可以确定的是，耐高温性能和耐酸碱盐性能都获得了长足提升，最重要的时，随着时间的推移材料的性能变化微小，真正实现了长寿命、高可靠性的耐蚀复合材料。(3)采用机械固定的方式，将碳纤维固化到柔性耐蚀型聚乙烯中，一方面由于都是链性结构，互相纠缠后结合更加紧密，同时固化更加稳定，随着时代的发展，现在工业碳纤维成本不高，而稳定性和导电性明显优于现有技术中导电胶中固化的金属粉末或石墨粉，也更加不会发生脱屑和失效。
具体实施方式
实施例1：
一种抗老化导电胶，基体为柔性耐蚀型聚乙烯，该柔性耐蚀型聚乙烯内固化有孔径0.3mm-0.5mm的碳纤维网篮，该网篮外沿突出在抗老化导电胶底部。
上述抗老化导电胶的制造方法，包括以下步骤：
1)生产前准备
①原材料准备：按重量份准备足量乙烯气体、足量氨气、足量氧气、足量氯气、氯化铝粉末3g、含质量分数5％苯的有机溶剂60g、碳纤维8g；
②工艺辅材准备：足量TiCl4-MgCl2-ZnCl2、足量三氯化铝；
③设备准备：准备保护氛加热炉、超声发生设备、注塑模具；
2)柔性耐蚀型聚乙烯的制造
①将乙烯气体聚合成聚乙烯；
②预热保护氛加热炉至280℃，然后按体积比1∶1缓慢通入氨气与氧气，至原空气完全挤出后获得氨氧化气氛；
③将步骤①获得的聚乙烯在聚合成后30min内置于氨氧化气氛中，以TiCl4-MgCl2-ZnCl2为催化剂，反应3min，获得部分腈化聚乙烯；
④将步骤③获得的部分腈化聚乙烯采用阶段1)中步骤①准备的氯气以三氯化铝为催化剂进行氯代反应，获得部分氯代部分腈化聚乙烯；
⑤将氯化铝粉末与为含质量分数5％苯的有机溶剂混合并震荡为悬浊液；
⑥将步骤⑤获得的悬浊液与部分氯代部分腈化聚乙烯按质量比12∶1混合，加热至40℃，并采用超声发生设备以400W的功率振荡70min，获得外层苯代烃及腈化的聚乙烯；
⑦在步骤⑥获得的外层苯代烃及腈化的聚乙烯，置于85℃温度下，采用波长为125nm的光波照射3h，获得饱合光能聚乙烯；
⑧将步骤⑦获得的饱合光能聚乙烯置于设置有电场强度为240V/m的直流电场内，45min后取出，即获得所需柔性耐蚀型聚乙烯；
3)耐蚀型热塑性碳纤维复合材料成型
①将阶段1)步骤①准备的碳纤维编织成孔径0.3mm-0.5mm的网篮状并置于阶段1)步骤③准备的注塑模具底部，然后将阶段2)中步骤⑧获得的柔性耐蚀型聚乙烯热融后灌封在注塑模具中，冷却后即获得所需抗老化导电胶。
实施例2：
整体与实施例1一致，差异之处在于：
上述抗老化导电胶的制造方法，包括以下步骤：
1)生产前准备
①原材料准备：按重量份准备足量乙烯气体、足量氨气、足量氧气、足量氯气、氯化铝粉末5g、含质量分数5％苯的有机溶剂80g、碳纤维10g；
2)柔性耐蚀型聚乙烯的制造
②预热保护氛加热炉至285℃，然后按体积比1∶1缓慢通入氨气与氧气，至原空气完全挤出后获得氨氧化气氛；
③将步骤①获得的聚乙烯在聚合成后30min内置于氨氧化气氛中，以TiCl4-MgCl2-ZnCl2为催化剂，反应5min，获得部分腈化聚乙烯；
⑥将步骤⑤获得的悬浊液与部分氯代部分腈化聚乙烯按质量比12∶1混合，加热至50℃，并采用超声发生设备以420W的功率振荡80min，获得外层苯代烃及腈化的聚乙烯；
⑦在步骤⑥获得的外层苯代烃及腈化的聚乙烯，置于90℃温度下，采用波长为140nm的光波照射4h，获得饱合光能聚乙烯；
⑧将步骤⑦获得的饱合光能聚乙烯置于设置有电场强度为250V/m的直流电场内，50min后取出，即获得所需柔性耐蚀型聚乙烯；
对所公开的实施例的上述说明，仅为了使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (2)

1.一种抗老化导电胶的制造方法，其特征在于包括以下步骤：
1)生产前准备
①原材料准备：按重量份准备足量乙烯气体、足量氨气、足量氧气、足量氯气、氯化铝粉末3份-5份、含质量分数5％苯的有机溶剂60份-80份、碳纤维8份-10份；
②工艺辅材准备：足量TiCl4-MgCl2-ZnCl2、足量三氯化铝；
③设备准备：准备保护氛加热炉、超声发生设备、注塑模具；
2)柔性耐蚀型聚乙烯的制造
①将乙烯气体聚合成聚乙烯；
②预热保护氛加热炉至280℃-285℃，然后按体积比1∶1缓慢通入氨气与氧气，至原空气完全挤出后获得氨氧化气氛；
③将步骤①获得的聚乙烯在聚合成后30min内置于氨氧化气氛中，以TiCl4-MgCl2-ZnCl2为催化剂，反应3min-5min，获得部分腈化聚乙烯；
④将步骤③获得的部分腈化聚乙烯采用阶段1)中步骤①准备的氯气以三氯化铝为催化剂进行氯代反应，获得部分氯代部分腈化聚乙烯；
⑤将氯化铝粉末与为含质量分数5％苯的有机溶剂混合并震荡为悬浊液；
⑥将步骤⑤获得的悬浊液与部分氯代部分腈化聚乙烯按质量比12-15∶1混合，加热至40℃-50℃，并采用超声发生设备以400W-420W的功率振荡70min-80min，获得外层苯代烃及腈化的聚乙烯；
⑦在步骤⑥获得的外层苯代烃及腈化的聚乙烯，置于85℃-90℃温度下，采用波长为125nm-140nm的光波照射3h-4h，获得饱合光能聚乙烯；
⑧将步骤⑦获得的饱合光能聚乙烯置于设置有电场强度为240V/m-250V/m的直流电场内，45min-50min后取出，即获得所需柔性耐蚀型聚乙烯；
3)耐蚀型热塑性碳纤维复合材料成型
①将阶段1)步骤①准备的碳纤维编织成孔径0.3mm-0.5mm的网篮状并置于阶段1)步骤③准备的注塑模具底部，然后将阶段2)中步骤⑧获得的柔性耐蚀型聚乙烯热融后灌封在注塑模具中，冷却后即获得所需抗老化导电胶。
2.一种采用权利要求1所述方法制造的抗老化导电胶，其特征在于：该抗老化导电胶的基体为柔性耐蚀型聚乙烯，该柔性耐蚀型聚乙烯内固化有孔径0.3mm-0.5mm的碳纤维网篮，该网篮外沿突出在抗老化导电胶底部。
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