CN113278218B - 一种具有隔离结构的导电复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种具有隔离结构的导电复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有隔离结构的导电复合材料及其制备方法，所述导电复合材料包括如下重量份数的原料：聚合物基体95.0～99.99份，导电填料0.01～5份；所述聚合物基体为粒径不大于1000μm的粉料，聚合物基体的熔融指数为1～10g/10min。所述制备方法使用均匀分散的导电浆料和粉末状的聚合物基体进行机械混合，导电浆料中包含的水分充当液体媒介实现导电颗粒在聚合物颗粒表面的均匀粘附。制得的导电复合粉末可采用自流平工艺成型，不需要施加外力，仅依靠加热与自身重力完成材料成型，最大程度的维持了隔离结构导电网络的完整性。

Description

一种具有隔离结构的导电复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于导电复合材料领域，具体地说，涉及一种具有隔离结构的导电复合材料及其制备方法。
背景技术
导电聚合物复合材料(CPC)因其在抗静电、电磁屏蔽、自控温发热材料以及压敏传感器等领域的广泛应用而备受关注。传统导电聚合物复合材料通过向体系中添加导电填料(碳系纳米填料、金属类填料)实现由绝缘体到导体的转变。然而，由于导电填料在复合体系中的随机分布，往往需要很高的填充量才能赋予材料理想的导电性能。然而，过高的填充量不仅会增加制备成本，而且影响复合材料的力学性能，使其大幅度降低，不能满足某些特定领域中的应用要求，限制了其使用范围。
降低导电填料的使用量使复合材料仍能具有优异的导电性能是当前亟待解决的问题。“隔离结构”导电复合材料(s-CPC)是指导电填料在复合体系中的选择性分布，导电填料分布在聚合物颗粒的表面，后经过一定的成型工艺在复合体系中形成有效导电网络。s-CPC的提出为降低逾渗阈值，实现低填充量、高导电提供了一条新思路。
翟威等(Composites Part A,2018)报道采用机械干混结合注塑成型制备了具有超低渗透阈值为0.13vol％的隔离分散CNTs/PP/UHMWPE导电复合材料。吴大鸣等(Composites Part A,2017)报道采用机械干混结合热压成型对材料进行两级压缩，成功制备了隔离分散的PP/sCF复合材料，比普通压缩工艺相比，电导率高出4个数量级。由此可见，复合体系中“隔离结构”的构建是实现低添加量、高电导率的一种有效手段。
研究表明在复合体系中构建“隔离结构”的关键在于，一是实现导电填料在体系中的选择性分布；二是后续材料成型中确保填料分布状态不发生变化。
申请号为201910005841.4的中国专利公开了一种隔离结构UHMWPE/PP/超导炭黑导电复合材料及其制备方法。其制备工艺如下：(1)原料干燥；(2)高速混合制备UHMWPE/PP/超导炭黑共混粒子；(3)高温压制成型。该发明的高强度隔离结构UHMWPE/PP/超导炭黑导电复合材料中当超导炭黑添加量为0.5wt％，材料电导率接近10-6S/m。
申请号为201610457174.X的中国专利公开了一种聚烯烃基导电和介电复合材料及其制备方法，其原料成分及其重量份数包括：聚烯烃基体70～95份，乙烯-辛烯嵌段共聚物5～30份，导电填料0.1～15份。制备方法包括如下步骤：1)将乙烯-辛烯嵌段共聚物和导电填料在乙烯-辛烯嵌段共聚物的熔点以上、热分解温度以下进行熔融共混，得到导电填料均匀分布的乙烯-辛烯嵌段共聚物/导电填料共混料；2)然后将乙烯-辛烯嵌段共聚物/导电填料共混料与聚烯烃基体在原料的熔点以上、热分解温度以下进行熔融共混得聚烯烃基体/乙烯-辛烯嵌段共聚物/导电填料复合材料，即聚烯烃基导电和介电复合材料。
上述方法制得导电复合粉末均需要进行热压过程才可完成材料成型，对材料施加的一定程度的外力使得隔离导电网络结构产生损伤，使材料电性能发生损耗的同时还增加了工艺成本。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，针对上述导电填料在基体中的分布问题和复杂的材料成型工艺而提供一种具有隔离结构的导电复合材料及其新制备工艺。所述制备工艺采用均匀分散的导电浆料，该浆料作为导电组分与聚合物粉末进行机械混合，后经自流平工艺(制备过程不施加任何外力，仅依靠加热与自身重力完成材料的成型)制成具有隔离结构的导电复合材料，在低导电填料添加量下，赋予导电复合材料优异的导电性能。
为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：
本发明一种具有隔离结构的导电复合材料，所述导电复合材料包括如下重量份数的原料：
聚合物基体 95～99.99份
导电填料 0.01～5份
所述聚合物基体为粒径不大于1000μm的粉料，聚合物基体的熔融指数为1～10g/10min。
上述方案中，不同于现有技术中对导电复合材料采用挤出、注射或热压成型方式，本申请选用了具有一定粒径范围和良好流动性的聚合物基体，使聚合物基体与导电填料混合后得到的导电复合材料可采用自流平工艺成型，极大地降低了工艺成本。一方面，采用填料浆体作为导电组分，水充当媒介实现导电填料在聚合物颗粒表面的均匀粘附；另一方面，采用自流平成型工艺形成的隔离导电网络结构由于未受到热压成型的压力，其结构保存完好，而与挤出、注射成型方式相比，本发明的导电复合材料中的隔离结构在成型过程中未发生变形，这也使得导电网络从根本上未受到任何外力的破坏，本发明所提供的导电复合材料在较低的导电填料添加量下具有良好的导电性能。
本发明的进一步方案为：所述导电复合材料的导电填料添加值为0.01～1wt％。
上述方案中，本发明的导电填料通过在水中分散的方式制成导电浆料，所述导电浆料可在聚合物基体中实现选择性分布，从而搭接形成隔离导电网络，显著降低了导电填料添加量的同时，还降低了逾渗阈值并提高了电导率。
本发明的进一步方案为：所述聚合物基体选自聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物或聚乳酸中的一种或几种；所述导电填料选自碳系填料和/或金属粉末。
本发明的进一步方案为：所述碳系填料选自炭黑、碳纳米管、石墨、石墨烯或碳纤维中的一种或多种，所述金属粉末选自银、铝、镍、铜或锡中的一种或多种。
上述方案中，本发明所使用的聚合物基体在加热熔融后的粘度较小，若施加一定压力，会使导电填料在成型过程中进入其内部从而破坏隔离结构。本发明在成型过程中采用自流平工艺，不施加任何剪切作用使导电填料难于进入聚合物基体粒子内部，从而形成了完好的隔离结构。
本发明还提供了一种如上所述具有隔离结构导电复合材料的制备方法，所述制备方法包括：将导电填料加入水中分散制得固含量为1～4wt％的导电浆料，将导电浆料与聚合物基体混合后干燥得到导电复合粉末，将所述导电复合粉末平铺于模具中，振实，放入烘箱加热至180～280℃，保温10～60min后降温得到产物。
上述方案中，导电复合材料的电导率与复合材料中导电填料的添加量以及隔离导电网络结构的形成息息相关，本发明中使用的是均匀分散的石墨烯浆体，该浆体作为导电组分与线性低密度聚乙烯粉末进行机械混合，后经自流平工艺制备得到隔离结构线性低密度聚乙烯导电复合材料，最大程度维持导电网络的完整性，实现导电组分低填充量的同时赋予复合材料优异的导电性能。
根据上述制备方法，所述导电填料在水中的分散是指将导电填料和水的混合物置于胶体磨中进行研磨，之后对经过研磨的混合物施加超声分散，制得均匀分散的导电浆料；所述导电浆料的固含量优选为2.5wt％。
根据上述制备方法，所述胶体磨的研磨时间为5～60min；所述超声分散的功率为165～430W，时间为5～60min。
上述方案中，本发明的相关工作人员发现选择不同种类的导电填料，其在水中的分散效果不一，如果仅靠单一的分散手段，很难实现填料在浆料中的均匀分布，而不均匀的导电填料在后续与聚合物基体的混合中会对导电填料在聚合物基体表面的均匀粘附造成不利影响。而先后采用胶体磨和超声分散的方式可使导电填料均匀地分散在水中。
根据上述制备方法，所述混合包括以高速混合机对导电浆料和聚合物基体进行机械混合，混合速率为5000～25000rpm，混合时间为1～5min。
上述方案中，本发明对导电浆料和聚合物基体进行的机械混合的混合速率可在不破坏聚合物基体粒径完整的前提下，使导电浆料中的导电填料包覆于聚合物基体颗粒表面。所述复合粉末经后续自流平工艺，形成隔离结构的导电聚合物复合材料。
根据上述制备方法，所述导电浆料与聚合物基体混合后的干燥温度为60～90℃，时间为0.5～8h。
上述方案中，导电浆料中包含的水分充当液体介质，实现导电颗粒在聚合物表面的均匀粘附，并且在上述干燥过程中随着水分的缓慢蒸发，导电填料与聚合物表面形成紧密的粘附。
根据上述制备方法，所述制备方法还包括对平铺在模具中的导电复合粉末进行振实处理，所述振实的振动频率为30～40Hz，振幅为0.8～1.2cm，施加的激振力为1000～1500N，振实时间为0.5～2min。
上述方案中，振实的目的在于聚合物进入烘箱之前，通过一定的振动作用使得聚合物粉末更密实，尽可能排除颗粒与颗粒之间的空隙，进一步使得导电填料之间相互接触更加紧密，形成的隔离结构更加致密。所述振实的振动力较小，时间较短，主要在于物料总量较少，若需要振实的物料越多，可适当增加振动力与时间。
所述制备方法具体包括如下步骤：
(1)将导电填料加入去离子水中制得混合物，将混合物置于胶体磨中研磨5～60min，随后进行功率为165～430W的超声分散5～60min，得到固含量为1～4wt％的导电浆料；
(2)取步骤(1)制得的导电浆料和粒径不大于1000μm、熔融指数为1～10g/10min的聚合物基体在高速混合机中以5000～25000rpm的速率混合1～5min，再在60～90℃的温度下干燥0.5～8h，制得导电填料含量为0.01～5wt％的导电复合粉末；
(3)将步骤(2)制得的导电复合粉末平铺在不锈钢-铝模具中，放入180～280℃的烘箱中保温10～60min；
(4)步骤(3)中所述保温结束后，使模具中的物料自然降温至室温，脱模即得产物。
优选的，所述步骤(3)还包括对平铺在模具中的导电复合粉末进行振实处理，所述振实的振动频率为30～40Hz，振幅为0.8～1.2cm，施加的激振力为1000～1500N，振实时间为0.5～2min。
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1.本发明提供的导电复合材料制备方法中，材料中形成隔离导电网络结构由于未受到热压成型的压力，其结构保存完好，而与挤出成型方式相比，导电复合材料中的隔离结构在成型过程中未发生变形，这也使得导电网络从根本上未受到任何外力的破坏，使得导电复合材料在较低的导电填料添加量下具有良好的导电性能；
2.本发明提供的导电复合材料制备方法中振实工艺的目的在于聚合物进入烘箱成型之前，通过一定的振动作用使得聚合物粉末更密实，尽可能排除颗粒与颗粒之间的空隙，进一步使得导电填料之间相互接触更加紧密，形成的隔离结构更加致密。所述振实的振动力较小，时间较短，主要在于物料总量较少，若需要振实的物料越多，可适当增加振动力与时间；
3.本发明的导电复合材料制备方法中，采用胶体磨研磨和超声分散的方式可使导电填料有效地分散在水中，由此方式分散制得的导电浆料作为导电组分，更容易实现导电填料在聚合物颗粒表面的粘附。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：
图1是本发明对比例1中仅包含LLDPE的材料光学显微镜观测图；
图2是本发明实施例1中石墨烯添加量为0.25wt％的LLDPE导电复合材料的光学显微镜观测图；
图3是本发明实施例3中石墨烯添加量为1.0wt％的LLDPE导电复合材料的光学显微镜观测图；
需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本实施例中，采用如下方法制备导电复合材料：
(1)将石墨烯加入去离子水中制得混合物，将混合物置于胶体磨中研磨5min，随后进行功率为165W的超声分散5min，得到固含量为1wt％的导电浆料；
(2)取步骤(1)制得的导电浆料和粒径为1000μm、熔融指数为10g/10min的线性低密度聚乙烯在高速混合机中以25000rpm的速率混合5min，再在60℃的温度下干燥0.5h，制得石墨烯含量为0.25wt％的导电复合粉末；
(3)将步骤(2)制得的导电复合粉末平铺在不锈钢-铝模具中，放入180℃的烘箱中保温60min；
(4)步骤(3)中所述保温结束后，使模具中的物料自然降温至室温，脱模即得产物。
实施例2
本实施例中，采用如下方法制备导电复合材料：
(1)将碳纳米管加入去离子水中制得混合物，将混合物置于胶体磨中研磨20min，随后进行功率为234W的超声分散15min，得到固含量为2wt％的导电浆料；
(2)取步骤(1)制得的导电浆料和粒径为750μm、熔融指数为2g/10min的聚丙烯在高速混合机中以5000rpm的速率混合5min，再在70℃的温度下干燥1h，制得碳纳米管含量为0.01wt％的导电复合粉末；
(3)将步骤(2)制得的导电复合粉末平铺在不锈钢-铝模具中，放入210℃的烘箱中保温15min；
(4)步骤(3)中所述保温结束后，使模具中的物料自然降温至室温，脱模即得产物。
实施例3
本实施例中，采用如下方法制备导电复合材料：
(1)将石墨烯加入去离子水中制得混合物，将混合物置于胶体磨中研磨30min，随后进行功率为324W的超声分散30min，得到固含量为3wt％的导电浆料；
(2)取步骤(1)制得的导电浆料，粒径为425μm、熔融指数为4.2g/10min的聚丙烯和粒径为245μm、熔融指数为5g/10min的聚乙烯在高速混合机中以10000rpm的速率混合1min，再在90℃的温度下干燥2.5h，制得石墨烯含量为1.0wt％的导电复合粉末；
(3)将步骤(2)制得的导电复合粉末平铺在不锈钢-铝模具中进行振实处理，所述振实的振动频率为40Hz，振幅为1.2cm，施加的激振力为1500N，振实时间为2min，放入230℃的烘箱中保温10min；
(4)步骤(3)中所述保温结束后，使模具中的物料自然降温至室温，脱模即得产物。
实施例4
本实施例中，采用如下方法制备导电复合材料：
(1)将碳纤维加入去离子水中制得混合物，将混合物置于胶体磨中研磨40min，随后进行功率为324W的超声分散30min，得到固含量为2.5wt％的导电浆料；
(2)取步骤(1)制得的导电浆料和粒径为200μm、熔融指数为3g/10min的聚乳酸在高速混合机中以8000rpm的速率混合3min，再在80℃的温度下干燥3.5h，制得碳纤维含量为1.0wt％的导电复合粉末；
(3)将步骤(2)制得的导电复合粉末平铺在不锈钢-铝模具中，放入250℃的烘箱中保温30min；
(4)步骤(3)中所述保温结束后，使模具中的物料自然降温至室温，脱模即得产物。
实施例5
本实施例中，采用如下方法制备导电复合材料：
(1)将石墨烯与碳纳米管加入去离子水中制得混合物，将混合物置于胶体磨中研磨50min，随后进行功率为400W的超声分散40min，得到固含量为4wt％的导电浆料；
(2)取步骤(1)制得的导电浆料和粒径为150μm、熔融指数为6g/10min的聚丙烯在高速混合机中以24000rpm的速率混合2min，再在80℃的温度下干燥4.5h，制得石墨烯与碳纳米管含量为1.5wt％的导电复合粉末；
(3)将步骤(2)制得的导电复合粉末平铺在不锈钢-铝模具中，放入260℃的烘箱中保温20min；
(4)步骤(3)中所述保温结束后，使模具中的物料自然降温至室温，脱模即得产物。
实施例6
本实施例中，采用如下方法制备导电复合材料：
(1)将石墨烯与碳纤维加入去离子水中制得混合物，将混合物置于胶体磨中研磨60min，随后进行功率为324W的超声分散60min，得到固含量为2.5wt％的导电浆料；
(2)取步骤(1)制得的导电浆料和粒径为425μm、熔融指数为6g/10min的聚碳酸酯在高速混合机中以24000rpm的速率混合4min，再在75℃的温度下干燥8h，制得石墨烯与碳纤维含量为2.0wt％的导电复合粉末；
(3)将步骤(2)制得的导电复合粉末平铺在不锈钢-铝模具中，放入260℃的烘箱中保温20min；
(4)步骤(3)中所述保温结束后，使模具中的物料自然降温至室温，脱模即得产物。
实施例7
本实施例中，采用如下方法制备导电复合材料：
(1)将炭黑加入去离子水中制得混合物，将混合物置于胶体磨中研磨50min，随后进行功率为300W的超声分散30min，得到固含量为4wt％的导电浆料；
(2)取步骤(1)制得的导电浆料和粒径为350μm、熔融指数为4.2g/10min的线性低密度聚乙烯在高速混合机中以8000rpm的速率混合3min，再在75℃的温度下干燥4h，制得炭黑含量为4.0wt％的导电复合粉末；
(3)将步骤(2)制得的导电复合粉末平铺在不锈钢-铝模具中进行振实处理，所述振实的振动频率为35Hz，振幅为0.8cm，施加的激振力为1200N，振实时间为1.5min，放入230℃的烘箱中保温40min；
(4)步骤(3)中所述保温结束后，使模具中的物料自然降温至室温，脱模即得产物。
实施例8
本实施例中，采用如下方法制备导电复合材料：
(1)将炭黑、石墨烯、碳纳米管加入去离子水中制得混合物，将混合物置于胶体磨中研磨40min，随后进行功率为400W的超声分散40min，得到固含量为4wt％的导电浆料；
(2)取步骤(1)制得的导电浆料和粒径为765μm、熔融指数为8g/10min的聚丙烯在高速混合机中以24000rpm的速率混合2min，再在80℃的温度下干燥8h，制得炭黑、石墨烯、碳纳米管含量为4.0wt％的导电复合粉末；
(3)将步骤(2)制得的导电复合粉末平铺在不锈钢-铝模具中进行振实处理，所述振实的振动频率为30Hz，振幅为1.0cm，施加的激振力为1000N，振实时间为0.5min，放入260℃的烘箱中保温45min；
(4)步骤(3)中所述保温结束后，使模具中的物料自然降温至室温，脱模即得产物。
实施例9
本实施例中，采用如下方法制备导电复合材料：
(1)将银粉加入去离子水中制得混合物，将混合物置于胶体磨中研磨60min，随后进行功率为430W的超声分散60min，得到固含量为3wt％的导电浆料；
(2)取步骤(1)制得的导电浆料和粒径为150μm、熔融指数为4.2g/10min的线性低密度聚乙烯在高速混合机中以10000rpm的速率混合4min，再在80℃的温度下干燥5h，制得银粉含量为1.0wt％的导电复合粉末；
(3)将步骤(2)制得的导电复合粉末平铺在不锈钢-铝模具中，放入270℃的烘箱中保温50min；
(4)步骤(3)中所述保温结束后，使模具中的物料自然降温至室温，脱模即得产物。
实施例10
本实施例与实施例9的不同在于：本实施例的步骤(1)中使用银粉与铜粉的混合物作为导电填料，本实施例的其他实施方式同实施例9。
实施例11
本实施例与实施例9的不同在于：本实施例的步骤(1)中使用银粉与石墨烯的混合物作为导电填料，本实施例的其他实施方式同实施例9。
对比例1
本对比例与实施例1的不同在于：本对比例直接采用如实施例1步骤(2)所述的聚合物基体进行步骤(2)～(4)的制备，即步骤(2)所制得的粉末中导电填料含量为0wt％，本对比例的其他实施方式同实施例1。
对比例2
本对比例与实施例4的不同在于：本对比例的步骤(1)中未对混合物进行超声分散而是仅进行了胶体磨研磨，本对比例的其他实施方式同实施例4。
对比例3
本对比例与实施例4的不同在于：本对比例的步骤(1)中未对混合物进行胶体磨研磨而是直接进行超声分散，本对比例的其他实施方式同实施例4。
对比例4
本对比例与实施例4的不同在于：本对比例的步骤(1)中未对混合物进行胶体磨研磨和超声分散，而是将一定量的混合物加入聚合物基体直接进行步骤(2)的机械混合，本对比例的其他实施方式同实施例4。
对比例5
本对比例与实施例4的不同在于：本对比例在步骤(3)材料成型的过程中，对物料施加了10MPa的压力，本对比例的其他实施方式同实施例4。
对比例6
本对比例与实施例4的不同在于：本对比例参考公开号为CN104530521的中国专利，以其中的注射工艺，对实施例4中含量的物料进行注射成型，本对比例的其他实施方式同实施例4。
实验例1
本实验例对实施例1～11和对比例1～6制得的导电复合材料进行导电性能测试，其结果如下表所示：
电导率(S/m) 导电填料含量(wt％)
实施例1 2.65×10<sup>-10</sup> 0.25
实施例2 3.78×10<sup>-13</sup> 0.01
实施例3 6.74 1.0
实施例4 4.50 1.0
实施例5 11.7 1.5
实施例6 15.9 2.0
实施例7 5.6×10<sup>-2</sup> 4.0
实施例8 0.169 4.0
实施例9 0.544 1.0
实施例10 5.49 1.0
实施例11 11.86 1.0
对比例1 3.59×10<sup>-15</sup> 0.25
对比例2 4.69×10<sup>-3</sup> 1.0
对比例3 1.18×10<sup>-2</sup> 1.0
对比例4 5.89×10<sup>-4</sup> 1.0
对比例5 0.157 1.0
对比例6 2.76×10<sup>-3</sup> 1.0
由上表可知，本发明提供的导电复合材料在导电填料含量较小的情况下仍具有良好的导电性能，如实施例3～6所示，当复合材料中导电填料的含量达到1～2wt％时，其电导率上升幅度较大。究其原因，在于本发明的制备方法采用胶体磨研磨和超声分散的方式可使导电填料有效地分散在水中，由此方式分散制得的导电浆料作为导电组分，更容易实现导电填料在聚合物颗粒表面的粘附，而材料中形成隔离导电网络结构由于未受到热压成型的压力，其结构保存完好，导电网络从根本上未受到任何外力的破坏，促使导电复合材料在较低的导电填料添加量下具有良好的导电性能。由附图2和3图中深色部分可知，本发明提供的导电复合材料中形成了连续且密集的隔离网络结构。
进一步的，对比例1由于不含有导电填料，虽然制备方法相同但电导率相比实施例1降低了5个数量级；对比例2和3则是改变了导电填料在水中分散的方式，分别去掉了胶体磨和超声分散步骤，二者的电导率与实施例4相比均下降显著，说明单一的分散方式得到了不均匀的导电浆料，在后续与聚合物基体的混合中对导电填料在聚合物基体表面的粘附造成了不利影响；对比例4则没有将导电填料与水预先分散形成导电浆料，而是直接将导电填料、水和聚合物基体在高速混合机中进行，其分散效果不佳，体现在电导率上甚至不如对比例2和3的结果；对比例5和6则是采用了热压成型和挤出注射成型的方式，在上述成型过程中，隔离导电网络在外力作用下产生了损伤，导致电导率与实施例4相比有所下降。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (7)

1.一种具有隔离结构的导电复合材料，其特征在于，所述导电复合材料包括如下重量份数的原料：
聚合物基体 95.0～99.99份
导电填料 0.01～5份
所述聚合物基体为粒径不大于1000μm的粉料，聚合物基体的熔融指数为1～10g/10min；
所述聚合物基体选自聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物或聚乳酸中的一种或几种；所述导电填料选自碳系填料和/或金属粉末；
所述碳系填料选自炭黑、碳纳米管、石墨、石墨烯或碳纤维中的一种或多种，所述金属粉末选自银、铝、镍、铜或锡中的一种或多种；
所述导电复合材料是由如下方法制成的：
将导电填料加入水中分散制得固含量为1～4wt％的导电浆料，将导电浆料与聚合物基体混合后干燥得到导电复合粉末，将所述导电复合粉末平铺于模具中，振实，放入烘箱中加热至180～280℃，保温10～60min后降温得到产物；
所述导电填料在水中的分散是指将导电填料和水的混合物置于胶体磨中进行研磨，研磨时间为5～60min，之后对经过研磨的混合物施加超声分散，超声分散的功率为165～430W，时间为5～60min，制得均匀分散的导电浆料。
2.根据权利要求1所述具有隔离结构的导电复合材料，其特征在于，所述导电复合材料中导电填料的含量为0.01～1wt％。
3.一种如权利要求1或2所述具有隔离结构导电复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将导电填料加入水中分散制得固含量为1～4wt％的导电浆料，将导电浆料与聚合物基体混合后干燥得到导电复合粉末，将所述导电复合粉末平铺于模具中，振实，放入烘箱中加热至180～280℃，保温10～60min后降温得到产物；
所述导电填料在水中的分散是指将导电填料和水的混合物置于胶体磨中进行研磨，之后对经过研磨的混合物施加超声分散，制得均匀分散的导电浆料。
4.根据权利要求3所述具有隔离结构导电复合材料的制备方法，其特征在于，所述胶体磨的研磨时间为5～60min，所述超声分散的功率为165～430W，时间为5～60min。
5.根据权利要求3所述具有隔离结构导电复合材料的制备方法，其特征在于，所述导电浆料与聚合物基体混合后的干燥温度为60～90℃，时间为0.5～8h。
6.根据权利要求3所述具有隔离结构导电复合材料的制备方法，其特征在于，所述混合包括以高速混合机对导电浆料和聚合物基体进行机械混合，混合速率为5000～25000rpm，混合时间为1～5min。
7.根据权利要求3所述具有隔离结构导电复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括对平铺在模具中的导电复合粉末进行振实处理，所述振实的振动频率为30～40Hz，振幅为0.8～1.2cm，施加的激振力为1000～1500N，振实时间为0.5～2min。
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