CN112778680A - 一种超耐磨损导电性塑料材料及其制造方法 - Google Patents

一种超耐磨损导电性塑料材料及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超耐磨损导电性塑料材料，其特征在于，是由如下按重量份计的各组分制成：苯胺四聚体改性2,4,6‑三(4‑羧基苯基)‑1,3,5‑三嗪20‑30份、单乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)/2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸/N‑(4‑氰基‑3‑三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷共聚物40‑60份、超高分子量聚乙烯25‑35份、导电填料10‑20份、五氧化二磷2‑4份、过氧类引发剂1‑2份、1‑邻氰苯乙烯基‑4‑对氰苯乙烯基苯2‑4份、双(乙烯砜基)甲烷1‑3份、二硫化钼纳米纤维3‑5份。本发明还公开了一种所述超耐磨损导电性塑料材料的制造方法。本发明公开的超耐磨损导电性塑料材料耐磨性、导电性、耐候性和耐老化性能更优异，综合性能和性能稳定性更佳，使用寿命更长。

Description

一种超耐磨损导电性塑料材料及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种高分子材料技术领域，尤其涉及一种超耐磨损导电性塑料材料及其制造方法。
背景技术
近年来，人类社会发展得越来越快，人类文明也越来越高，而这与材料的发展息息相关。材料的发展与人类文明的进步有着千丝万缕的联系，甚至我们可以说，人类文明的发展史就是材料的发展史。作为一种常见的材料，塑料已经成为人们日常生活的一部分，随着其应用范围的不断扩大，对其功能需求越来越多，性能要求也越来越高。其中耐磨损性能和导电性就是衡量塑料质量的两大关键指标。
为了赋予塑料材料良好的耐磨损性能和导电性，目前通常使用的方法是向普通塑料材料中添加助剂来实现的，然而，每一种上述添加剂仅可有效地改善塑料材料的一种物理性质，但是在使塑料材料的导电性、耐磨性和耐热性全部增加方面具有局限性。且这些助剂往往与塑料基材的相容性差，使得制成的塑料材料在长期使用过程中会发生助剂外渗，影响性能稳定性。现有的超耐磨损导电性塑料材料耐磨性、导电性、耐候性和耐老化性能均有待进一步提高。
中国专利文献CN201110406531.7公开了一种超耐磨损导电性塑料片材的制造方法，所述塑料片材表层为具有耐磨损性的软质树脂层，通过在所述塑料片材的两面或者至少一面涂布导电性涂料，得到耐磨损性导电性塑料片材。该发明旨在提供一种和传统包装材料相比几乎不会有微细粉尘发生的导电性塑料片材及其制造方法。通过使用由这种具有优良耐磨损性的导电性片材制成的用于存储和运输日趋微型化电子元件的托盘，可以有效抑制电子元件破损以及由异物导致的电子产品故障，通过把硬质塑料片材表层设计为软质树脂层或者软质树脂和硬质树脂的复合层，在其表面涂布导电性涂料并经真空成型等方法得到的抗静电托盘因和电子元件摩擦而导致微细粉尘的发生几率少之又少。然而该材料由多层复合而成，各层之间易发生脱层，使得性能稳定性不佳，使用寿命不长，且其耐候性和耐老化性有待进一步提高。
因此，开发一种耐磨性、导电性、耐候性和耐老化性能更优异，综合性能和性能稳定性更佳，使用寿命更长的超耐磨损导电性塑料材料符合市场需求，具有较高的推广应用价值。
发明内容
为了克服现有技术中的缺陷，本发明提供一种超耐磨损导电性塑料材料，其特征在于，是由如下按重量份计的各组分制成：苯胺四聚体改性2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪20-30份、单乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷共聚物40-60份、超高分子量聚乙烯25-35份、导电填料10-20份、五氧化二磷2-4份、过氧类引发剂1-2份、1-邻氰苯乙烯基-4-对氰苯乙烯基苯2-4份、双(乙烯砜基)甲烷1-3份、二硫化钼纳米纤维3-5份。
优选的，所述二硫化钼纳米纤维为按CN 102115923B具体实施方式的方法制成的二硫化钼纳米纤维。
优选的，所述过氧类引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化环己酮中的至少一种。
优选的，所述导电填料为富勒烯、石墨烯、柔性石墨、乙炔黑中的至少一种。
优选的，所述超高分子量聚乙烯为日本三井化学UHMWPE超高分子量聚乙烯L3000。
优选的，所述单乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷共聚物的制备方法，包括如下步骤：将单乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、乙烯基三乙氧基硅烷、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，75-85℃下搅拌反应4-6小时，后在水中沉出，并用乙醇洗涤沉出的聚合物3-6次，最后置于真空干燥箱80-90℃下干燥至恒重，得到单乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷共聚物。
优选的，所述单乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、乙烯基三乙氧基硅烷、引发剂、高沸点溶剂的质量比为(0.3-0.6):1:(1-2):0.4:(0.04-0.05):(18-26)。
优选的，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的至少一种；所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种；所述惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气中的任意一种。
优选的，所述单乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)的平均分子量为1万，购于安必亚特种有机硅南通有限公司。
优选的，所述苯胺四聚体改性2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪的制备方法，包括如下步骤：将苯胺四聚体、2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪、4-二甲氨基吡啶、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐加入到有机溶剂中，在40-60℃下回流搅拌反应6-8小时，后旋蒸除去溶剂和副产物，用水洗3-6次，再用丙酮洗涤3-6次，后旋蒸除去残留水和丙酮，得到苯胺四聚体改性2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪。
优选的，所述苯胺四聚体、2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪、4-二甲氨基吡啶、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、有机溶剂的摩尔比为3:1:(1-2):1:(20-30)。
优选的，所述有机溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺中的至少一种。
优选的，所述苯胺四聚体为单端氨基苯胺四聚体，制备方法参见：苯胺四聚体-PEG-苯胺四聚体的合成与自组装，张广萌，硕士学位论文，北京航天航空大学，2013中3.2.1.2苯胺四聚体的合成部分涉及的制备方法。
本发明的另一个目的，在于提供一种所述超耐磨损导电性塑料材料的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按重量份混合均匀后，得到混合物料，接着将混合物料置于双螺杆挤出造粒机挤出成型，获得超耐磨损导电性塑料材料。
优选的，所述挤出成型的温度为220-240℃。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
(1)本发明提供的超耐磨损导电性塑料材料的制造方法，该制造方法简单易行，制造效率和成品合格率高，设备投入少，耗能低，适合连续规模化生产。
(2)本发明提供的超耐磨损导电性塑料材料，克服了现有的超耐磨损导电性塑料材料导电性、耐磨性和耐热性不能同时改善，由于添加的助剂不能与塑料基材很好地相容，使得制成的塑料材料在长期使用过程中会发生助剂外渗，影响性能稳定性的缺陷；也克服了市面上的超耐磨损导电性塑料材料耐磨性、导电性、耐候性和耐老化性能均有待进一步提高的弊端；通过各组分协同作用，使得制成的超耐磨损导电性塑料材料耐磨性、导电性、耐候性和耐老化性能更优异，综合性能和性能稳定性更佳，使用寿命更长。
(3)本发明提供的超耐磨损导电性塑料材料，以苯胺四聚体改性2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪、单乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷共聚物和超高分子量聚乙烯共混作为基材，结合了各种材料的优异性能，使得制成的材料综合性能和性能稳定性更佳；苯胺四聚体改性2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪由于共轭结构的引入，使得其具有导电性，且与基材其它组分之间的相容性好，使得材料性能稳定性佳，在长期使用过程中不会出现相分离，耐用性好。
(4)本发明提供的超耐磨损导电性塑料材料，单乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷共聚物上的聚硅氧烷结构和超高分子量聚乙烯结构协同作用，能赋予材料优异的超耐磨损性能；共聚物分子链上的氰基、三氟苯基能赋予材料优异的耐候性；引入的磺酸基结构在五氧化二磷的作用下，能与苯胺四聚体改性2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪和邻氰苯乙烯基-4-对氰苯乙烯基苯上的苯环发生交联反应；邻氰苯乙烯基-4-对氰苯乙烯基苯的添加能增强导电性；双(乙烯砜基)甲烷上的乙烯基能与单乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷共聚物上的聚硅氧烷结构和超高分子量聚乙烯上的不饱和键在引发剂的作用下发生接枝交联反应，使得各成分形成有机整体，使得材料结构更紧凑，综合性能更佳，超耐磨损性能更佳。
(5)本发明提供的超耐磨损导电性塑料材料，二硫化钼纳米纤维的添加能增强塑料材料，还能改善耐磨性；导电填料的添加能有效保证材料的导电性，且也能对材料起到增强作用。
具体实施方式
为了使本技术领域人员更好地理解本发明的技术方案，并使本发明的上述特征、目的以及优点更加清晰易懂，下面结合实施例对本发明做进一步的说明。实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
所述苯胺四聚体为单端氨基苯胺四聚体，制备方法参见：苯胺四聚体-PEG-苯胺四聚体的合成与自组装，张广萌，硕士学位论文，北京航天航空大学，2013中3.2.1.2苯胺四聚体的合成部分涉及的制备方法。所述二硫化钼纳米纤维为按CN 102115923B具体实施方式的方法制成的二硫化钼纳米纤维。所述超高分子量聚乙烯为日本三井化学UHMWPE超高分子量聚乙烯L3000。所述单乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)的平均分子量为1万，购于安必亚特种有机硅南通有限公司。
实施例1
一种超耐磨损导电性塑料材料，其特征在于，是由如下按重量份计的各组分制成：苯胺四聚体改性2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪20份、单乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷共聚物40份、超高分子量聚乙烯25份、导电填料10份、五氧化二磷2份、过氧类引发剂1份、1-邻氰苯乙烯基-4-对氰苯乙烯基苯2份、双(乙烯砜基)甲烷1份、二硫化钼纳米纤维3份；所述过氧类引发剂为过氧化苯甲酰；所述导电填料为富勒烯。
所述单乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷共聚物的制备方法，包括如下步骤：将单乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、乙烯基三乙氧基硅烷、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，75℃下搅拌反应4小时，后在水中沉出，并用乙醇洗涤沉出的聚合物3次，最后置于真空干燥箱80℃下干燥至恒重，得到单乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷共聚物；所述单乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、乙烯基三乙氧基硅烷、引发剂、高沸点溶剂的质量比为0.3:1:1:0.4:0.04:18；所述引发剂为偶氮二异丁腈；所述高沸点溶剂为二甲亚砜；所述惰性气体为氮气。
所述苯胺四聚体改性2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪的制备方法，包括如下步骤：将苯胺四聚体、2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪、4-二甲氨基吡啶、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐加入到有机溶剂中，在40℃下回流搅拌反应6小时，后旋蒸除去溶剂和副产物，用水洗3次，再用丙酮洗涤3次，后旋蒸除去残留水和丙酮，得到苯胺四聚体改性2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪；所述苯胺四聚体、2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪、4-二甲氨基吡啶、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、有机溶剂的摩尔比为3:1:1:1:20；所述有机溶剂为二甲亚砜。
一种所述超耐磨损导电性塑料材料的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按重量份混合均匀后，得到混合物料，接着将混合物料置于双螺杆挤出造粒机挤出成型，获得超耐磨损导电性塑料材料；所述挤出成型的温度为220℃。
实施例2
一种超耐磨损导电性塑料材料，其特征在于，是由如下按重量份计的各组分制成：苯胺四聚体改性2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪20-30份、单乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷共聚物45份、超高分子量聚乙烯27份、导电填料13份、五氧化二磷2.5份、过氧类引发剂1.2份、1-邻氰苯乙烯基-4-对氰苯乙烯基苯2.5份、双(乙烯砜基)甲烷1.5份、二硫化钼纳米纤维3.5份；所述过氧类引发剂为过氧化月桂酰；所述导电填料为石墨烯。
所述单乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷共聚物的制备方法，包括如下步骤：将单乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、乙烯基三乙氧基硅烷、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，78℃下搅拌反应4.5小时，后在水中沉出，并用乙醇洗涤沉出的聚合物4次，最后置于真空干燥箱83℃下干燥至恒重，得到单乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷共聚物；所述单乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、乙烯基三乙氧基硅烷、引发剂、高沸点溶剂的质量比为0.4:1:1.2:0.4:0.043:20；所述引发剂为偶氮二异庚腈；所述高沸点溶剂为N,N-二甲基甲酰胺；所述惰性气体为氦气。
所述苯胺四聚体改性2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪的制备方法，包括如下步骤：将苯胺四聚体、2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪、4-二甲氨基吡啶、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐加入到有机溶剂中，在45℃下回流搅拌反应6.5小时，后旋蒸除去溶剂和副产物，用水洗4次，再用丙酮洗涤4次，后旋蒸除去残留水和丙酮，得到苯胺四聚体改性2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪；所述苯胺四聚体、2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪、4-二甲氨基吡啶、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、有机溶剂的摩尔比为3:1:1.3:1:23；所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。
一种所述超耐磨损导电性塑料材料的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按重量份混合均匀后，得到混合物料，接着将混合物料置于双螺杆挤出造粒机挤出成型，获得超耐磨损导电性塑料材料；所述挤出成型的温度为225℃。
实施例3
一种超耐磨损导电性塑料材料，其特征在于，是由如下按重量份计的各组分制成：苯胺四聚体改性2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪25份、单乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷共聚物50份、超高分子量聚乙烯30份、导电填料15份、五氧化二磷3份、过氧类引发剂1.5份、1-邻氰苯乙烯基-4-对氰苯乙烯基苯3份、双(乙烯砜基)甲烷2份、二硫化钼纳米纤维4份；所述过氧类引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯；所述导电填料为柔性石墨。
所述单乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷共聚物的制备方法，包括如下步骤：将单乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、乙烯基三乙氧基硅烷、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，80℃下搅拌反应5小时，后在水中沉出，并用乙醇洗涤沉出的聚合物5次，最后置于真空干燥箱85℃下干燥至恒重，得到单乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷共聚物；所述单乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、乙烯基三乙氧基硅烷、引发剂、高沸点溶剂的质量比为0.45:1:1.5:0.4:0.045:23；所述引发剂为偶氮二异丁腈；所述高沸点溶剂为N,N-二甲基乙酰胺；所述惰性气体为氖气。
所述苯胺四聚体改性2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪的制备方法，包括如下步骤：将苯胺四聚体、2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪、4-二甲氨基吡啶、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐加入到有机溶剂中，在50℃下回流搅拌反应7小时，后旋蒸除去溶剂和副产物，用水洗5次，再用丙酮洗涤5次，后旋蒸除去残留水和丙酮，得到苯胺四聚体改性2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪；所述苯胺四聚体、2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪、4-二甲氨基吡啶、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、有机溶剂的摩尔比为3:1:1.5:1:25；所述有机溶剂为N,N-二甲基乙酰胺。
一种所述超耐磨损导电性塑料材料的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按重量份混合均匀后，得到混合物料，接着将混合物料置于双螺杆挤出造粒机挤出成型，获得超耐磨损导电性塑料材料；所述挤出成型的温度为230℃。
实施例4
一种超耐磨损导电性塑料材料，其特征在于，是由如下按重量份计的各组分制成：苯胺四聚体改性2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪28份、单乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷共聚物58份、超高分子量聚乙烯33份、导电填料18份、五氧化二磷3.8份、过氧类引发剂1.9份、1-邻氰苯乙烯基-4-对氰苯乙烯基苯3.5份、双(乙烯砜基)甲烷2.5份、二硫化钼纳米纤维4.5份；所述过氧类引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化环己酮按质量比1:3:2:1混合而成；所述导电填料为富勒烯、石墨烯、柔性石墨、乙炔黑按质量比1:2:3:2混合而成。
所述单乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷共聚物的制备方法，包括如下步骤：将单乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、乙烯基三乙氧基硅烷、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，83℃下搅拌反应5.8小时，后在水中沉出，并用乙醇洗涤沉出的聚合物6次，最后置于真空干燥箱88℃下干燥至恒重，得到单乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷共聚物；所述单乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、乙烯基三乙氧基硅烷、引发剂、高沸点溶剂的质量比为0.55:1:1.8:0.4:0.048:25；所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈按质量比3:5混合而成；所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮按质量比1:2:3:2混合而成；所述惰性气体为氩气。
所述苯胺四聚体改性2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪的制备方法，包括如下步骤：将苯胺四聚体、2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪、4-二甲氨基吡啶、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐加入到有机溶剂中，在58℃下回流搅拌反应7.8小时，后旋蒸除去溶剂和副产物，用水洗6次，再用丙酮洗涤6次，后旋蒸除去残留水和丙酮，得到苯胺四聚体改性2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪；所述苯胺四聚体、2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪、4-二甲氨基吡啶、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、有机溶剂的摩尔比为3:1:1.8:1:28；所述有机溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺按质量比1:3:5混合而成。
一种所述超耐磨损导电性塑料材料的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按重量份混合均匀后，得到混合物料，接着将混合物料置于双螺杆挤出造粒机挤出成型，获得超耐磨损导电性塑料材料；所述挤出成型的温度为235℃。
实施例5
一种超耐磨损导电性塑料材料，其特征在于，是由如下按重量份计的各组分制成：苯胺四聚体改性2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪30份、单乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷共聚物60份、超高分子量聚乙烯35份、导电填料20份、五氧化二磷4份、过氧类引发剂2份、1-邻氰苯乙烯基-4-对氰苯乙烯基苯4份、双(乙烯砜基)甲烷3份、二硫化钼纳米纤维5份；所述过氧类引发剂为过氧化环己酮；所述导电填料为乙炔黑。
所述单乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷共聚物的制备方法，包括如下步骤：将单乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、乙烯基三乙氧基硅烷、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，85℃下搅拌反应6小时，后在水中沉出，并用乙醇洗涤沉出的聚合物6次，最后置于真空干燥箱90℃下干燥至恒重，得到单乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷共聚物；所述单乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、乙烯基三乙氧基硅烷、引发剂、高沸点溶剂的质量比为0.6:1:2:0.4:0.05:26；所述引发剂为偶氮二异丁腈；所述高沸点溶剂为N-甲基吡咯烷酮；所述惰性气体为氮气。
所述苯胺四聚体改性2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪的制备方法，包括如下步骤：将苯胺四聚体、2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪、4-二甲氨基吡啶、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐加入到有机溶剂中，在60℃下回流搅拌反应8小时，后旋蒸除去溶剂和副产物，用水洗6次，再用丙酮洗涤6次，后旋蒸除去残留水和丙酮，得到苯胺四聚体改性2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪；所述苯胺四聚体、2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪、4-二甲氨基吡啶、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、有机溶剂的摩尔比为3:1:2:1:30；所述有机溶剂为二甲亚砜。
一种所述超耐磨损导电性塑料材料的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按重量份混合均匀后，得到混合物料，接着将混合物料置于双螺杆挤出造粒机挤出成型，获得超耐磨损导电性塑料材料；所述挤出成型的温度为240℃。
对比例1
本例提供一种超耐磨损导电性塑料材料，其配方和制造方法与实施例1基本相同，不同的是没有添加苯胺四聚体改性2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪。
对比例2
本例提供一种超耐磨损导电性塑料材料，其配方和制造方法与实施例1基本相同，不同的是没有添加超高分子量聚乙烯。
对比例3
本例提供一种超耐磨损导电性塑料材料，其配方和制造方法与实施例1基本相同，不同的是没有添加1-邻氰苯乙烯基-4-对氰苯乙烯基苯和双(乙烯砜基)甲烷。
对比例4
本例提供一种超耐磨损导电性塑料材料，其配方和制造方法与实施例1基本相同，不同的是单乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷共聚物的制备过程中没有添加单乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)。
对上述实施例1-5以及对比例1-4所得超耐磨损导电性塑料材料进行相关性能测试，测试结果见表1；测试方法如下：
(1)表面电阻(Ω/sq)：根据ASTM D257使用Wolfgang Warmbier Ltd.的SRM-100测量每一样品的表面电阻。
(2)耐磨性：
①动态摩擦系数：根据JIS K 7218测量每一样品的动态摩擦系数。
②磨耗损失：根据ASTM D4060，制作10cm×10cm的样品和两个直径为5cm的圆形铝片，然后利用泰伯磨擦试验机以90rpm的转速和20,00次循环摩擦后测量磨耗损失。
(3)力学性能：按照ISO527-3:1995(E)标准进行测定各例所涉及到的薄膜力学性能。
表1实施例及对比例超耐磨损导电性塑料材料性能
检测项目 表面电阻(Ω/sq) 动态摩擦系数 磨耗损失(mg) 拉伸强度(MPa)
实施例1 8.8×10<sup>4</sup> 0.13 3.5 43
实施例2 7.1×10<sup>4</sup> 0.10 3.3 46
实施例3 5.3×10<sup>4</sup> 0.08 3.1 49
实施例4 3.4×10<sup>4</sup> 0.06 2.9 51
实施例5 1.6×10<sup>4</sup> 0.05 2.8 52
对比例1 3.5×10<sup>7</sup> 0.18 5.2 28
对比例2 8.8×10<sup>4</sup> 0.25 9.8 37
对比例3 6.3×10<sup>5</sup> 0.15 4.6 25
对比例4 8.7×10<sup>4</sup> 0.20 7.4 39
从上表可以看出，本发明实施例公开的超耐磨损导电性塑料材料较对比例产品具有较好的超耐磨、导电和机械力学性能，这是各组分协同作用的结果。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种超耐磨损导电性塑料材料，其特征在于，是由如下按重量份计的各组分制成：苯胺四聚体改性2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪20-30份、单乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷共聚物40-60份、超高分子量聚乙烯25-35份、导电填料10-20份、五氧化二磷2-4份、过氧类引发剂1-2份、1-邻氰苯乙烯基-4-对氰苯乙烯基苯2-4份、双(乙烯砜基)甲烷1-3份、二硫化钼纳米纤维3-5份。
2.根据权利要求1所述的超耐磨损导电性塑料材料，其特征在于，所述过氧类引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化环己酮中的至少一种；所述导电填料为富勒烯、石墨烯、柔性石墨、乙炔黑中的至少一种；所述超高分子量聚乙烯为日本三井化学UHMWPE超高分子量聚乙烯L3000。
3.根据权利要求1所述的超耐磨损导电性塑料材料，其特征在于，所述单乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷共聚物的制备方法，包括如下步骤：将单乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、乙烯基三乙氧基硅烷、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，75-85℃下搅拌反应4-6小时，后在水中沉出，并用乙醇洗涤沉出的聚合物3-6次，最后置于真空干燥箱80-90℃下干燥至恒重，得到单乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷共聚物。
4.根据权利要求3所述的超耐磨损导电性塑料材料，其特征在于，所述单乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、乙烯基三乙氧基硅烷、引发剂、高沸点溶剂的质量比为(0.3-0.6):1:(1-2):0.4:(0.04-0.05):(18-26)。
5.根据权利要求3所述的超耐磨损导电性塑料材料，其特征在于，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的至少一种；所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种；所述惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的超耐磨损导电性塑料材料，其特征在于，所述苯胺四聚体改性2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪的制备方法，包括如下步骤：将苯胺四聚体、2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪、4-二甲氨基吡啶、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐加入到有机溶剂中，在40-60℃下回流搅拌反应6-8小时，后旋蒸除去溶剂和副产物，用水洗3-6次，再用丙酮洗涤3-6次，后旋蒸除去残留水和丙酮，得到苯胺四聚体改性2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪。
7.根据权利要求6所述的超耐磨损导电性塑料材料，其特征在于，所述苯胺四聚体、2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪、4-二甲氨基吡啶、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、有机溶剂的摩尔比为3:1:(1-2):1:(20-30)。
8.根据权利要求6所述的超耐磨损导电性塑料材料，其特征在于，所述有机溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺中的至少一种。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的超耐磨损导电性塑料材料的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按重量份混合均匀后，得到混合物料，接着将混合物料置于双螺杆挤出造粒机挤出成型，获得超耐磨损导电性塑料材料。
10.根据权利要求9所述的超耐磨损导电性塑料材料的制造方法，其特征在于，所述挤出成型的温度为220-240℃。
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