一种复合导电塑料及其制备方法与流程

1.本发明涉及塑料技术领域，具体涉及一种复合导电塑料及其制备方法。


背景技术：

2.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。
3.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。
4.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。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提出一种复合导电塑料及其制备方法，改性聚苯胺聚合物分子中不仅具有大共轭结构，便于电子离域从而导电，而且还有多个氨基正电中心，便于电子流动，从而改善了聚苯胺聚合物的导电性能，加入pe塑料中，进一步提高了塑料的导电性，从而制得导电塑料，制备方法简单，导电性能佳，具有很好的应用效果。
6.本发明的技术方案是这样实现的：
7.本发明提供一种复合导电塑料，含有改性聚苯胺聚合物，结构式如式i所示：
[0008][0009]
n＝50-100。
[0010]
作为本发明的进一步改进，由以下原料按重量份制备而成：改性聚苯胺聚合物10-20份、pe塑料80-100份、增塑剂2-3份、改性剂3-5份。
[0011]
作为本发明的进一步改进，由以下原料按重量份制备而成：改性聚苯胺聚合物15份、pe塑料90份、增塑剂2.2份、改性剂4份。
[0012]
作为本发明的进一步改进，所述改性聚苯胺聚合物的制备方法如下：
[0013]
s1.将聚苯胺、3-溴丙胺混合，在碱的作用下，反应制得中间聚合物，结构如下：
[0014]
s2.将步骤s1制得的中间聚合物浸泡在盐酸溶液中，过滤，洗涤，干燥，制得改性聚苯胺聚合物。
[0015]
作为本发明的进一步改进，步骤s1中所述聚苯胺、3-溴丙胺、碱的质量比为9-10:13-15：20-25，所述碱选自三乙胺、naoh、koh中的至少一种。
[0016]
作为本发明的进一步改进，步骤s2中所述盐酸溶液的浓度为5-10wt％，浸泡时间为30-50min。
[0017]
作为本发明的进一步改进，所述增塑剂选自乙烯-乙酸乙烯酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二仲辛酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯中的至少一种。
[0018]
作为本发明的进一步改进，所述改性剂选自炭黑、碳纳米管、玻璃纤维、纳米碳酸钙中的至少一种。
[0019]
本发明进一步保护一种上述复合导电塑料的制备方法，包括以下步骤：将改性聚
苯胺聚合物、pe塑料、增塑剂和改性剂加入转矩流变仪中混炼，经过平板硫化机压片，得到复合导电塑料。
[0020]
作为本发明的进一步改进，所述混炼的时间为2-3h。
[0021]
本发明具有如下有益效果：本发明制备了一种改性聚苯胺聚合物，分子中不仅具有大共轭结构，便于电子离域从而导电，而且还有多个氨基正电中心，便于电子流动，从而改善了聚苯胺聚合物的导电性能，加入pe塑料中，进一步提高了塑料的导电性，从而制得导电塑料，制备方法简单，导电性能佳，具有很好的应用效果。
附图说明
[0022]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]
图1为本发明制得的改性聚苯胺聚合物的合成路线图。
具体实施方式
[0024]
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0025]
制备例1改性聚苯胺聚合物的制备
[0026]
如图1，方法如下：
[0027]
s1.将9重量份聚苯胺、13重量份3-溴丙胺、20重量份koh混合，加入100重量份二氯甲烷中，加热回流反应3h，加水过滤，洗涤，干燥，制得中间聚合物
；
[0028]
s2.将步骤s1制得的中间聚合物浸泡在5wt％的盐酸溶液中30min，过滤，洗涤，干燥，制得改性聚苯胺聚合物。
[0029]
制备例2改性聚苯胺聚合物的制备
[0030]
如图1，方法如下：
[0031]
s1.将10重量份聚苯胺、15重量份3-溴丙胺、25重量份naoh混合，加入100重量份二氯甲烷中，加热回流反应4h，加水过滤，洗涤，干燥，制得中间聚合物
；
[0032]
s2.将步骤s1制得的中间聚合物浸泡在10wt％的盐酸溶液中50min，过滤，洗涤，干燥，制得改性聚苯胺聚合物。
[0033]
制备例3改性聚苯胺聚合物的制备
[0034]
如图1，方法如下：
[0035]
s1.将9.5重量份聚苯胺、14重量份3-溴丙胺、22重量份三乙胺混合，加入100重量份二氯甲烷中，加热回流反应3.5h，加水过滤，洗涤，干燥，制得中间聚合物
；
[0036]
s2.将步骤s1制得的中间聚合物浸泡在7wt％的盐酸溶液中40min，过滤，洗涤，干燥，制得改性聚苯胺聚合物。
[0037]
实施例1
[0038]
本实施例提供一种复合导电塑料，由以下原料按重量份制备而成：制备例1制得的改性聚苯胺聚合物10份、pe塑料80份、邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯2份、纳米碳酸钙3份。
[0039]
制备方法包括以下步骤：将改性聚苯胺聚合物、pe塑料、邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯和纳米碳酸钙加入转矩流变仪中混炼2h，经过平板硫化机压片，得到复合导电塑料。
[0040]
实施例2
[0041]
本实施例提供一种复合导电塑料，由以下原料按重量份制备而成：制备例2制得的改性聚苯胺聚合物20份、pe塑料100份、邻苯二甲酸二异丁酯3份、碳纳米管5份。
[0042]
制备方法包括以下步骤：将改性聚苯胺聚合物、pe塑料、邻苯二甲酸二异丁酯和碳纳米管加入转矩流变仪中混炼3h，经过平板硫化机压片，得到复合导电塑料。
[0043]
实施例3
[0044]
本实施例提供一种复合导电塑料，由以下原料按重量份制备而成：制备例3制得的改性聚苯胺聚合物15份、pe塑料90份、乙烯-乙酸乙烯酯2.2份、炭黑4份。
[0045]
制备方法包括以下步骤：将改性聚苯胺聚合物、pe塑料、乙烯-乙酸乙烯酯和炭黑加入转矩流变仪中混炼2.5h，经过平板硫化机压片，得到复合导电塑料。
[0046]
对比例1
[0047]
与实施例3相比，不同之处在于，未添加改性聚苯胺聚合物。
[0048]
测试例1
[0049]
将本发明实施例1-3和对比例1制得的复合导电塑料进行性能测试，结果见表1。
[0050]
表1
[0051][0052]
由上表可知，本发明实施例1-3制得的复合导电塑料具有良好的导电性能和力学性能。
[0053]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种复合导电塑料，其特征在于，含有改性聚苯胺聚合物，结构式如式i所示：n＝50-100。2.根据权利要求1所述复合导电塑料，其特征在于，由以下原料按重量份制备而成：改性聚苯胺聚合物10-20份、pe塑料80-100份、增塑剂2-3份、改性剂3-5份。3.根据权利要求2所述复合导电塑料，其特征在于，由以下原料按重量份制备而成：改性聚苯胺聚合物15份、pe塑料90份、增塑剂2.2份、改性剂4份。4.根据权利要求1所述复合导电塑料，其特征在于，所述改性聚苯胺聚合物的制备方法如下：s1.将聚苯胺、3-溴丙胺混合，在碱的作用下，反应制得中间聚合物，结构如下：s2.将步骤s1制得的中间聚合物浸泡在盐酸溶液中，过滤，洗涤，干燥，制得改性聚苯胺聚合物。5.根据权利要求4所述复合导电塑料，其特征在于，步骤s1中所述聚苯胺、3-溴丙胺、碱的质量比为9-10:13-15：20-25，所述碱选自三乙胺、naoh、koh中的至少一种。6.根据权利要求4所述复合导电塑料，其特征在于，步骤s2中所述盐酸溶液的浓度为5-10wt％，浸泡时间为30-50min。7.根据权利要求1所述复合导电塑料，其特征在于，所述增塑剂选自乙烯-乙酸乙烯酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二仲辛酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯中的至
少一种。8.根据权利要求1所述复合导电塑料，其特征在于，所述改性剂选自炭黑、碳纳米管、玻璃纤维、纳米碳酸钙中的至少一种。9.一种如权利要求1-8任一项所述复合导电塑料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将改性聚苯胺聚合物、pe塑料、增塑剂和改性剂加入转矩流变仪中混炼，经过平板硫化机压片，得到复合导电塑料。10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述混炼的时间为2-3h。

技术总结
本发明提出了一种复合导电塑料及其制备方法，属于塑料技术领域。由以下原料按重量份制备而成：改性聚苯胺聚合物10-20份、PE塑料80-100份、增塑剂2-3份、改性剂3-5份。本发明制备了一种改性聚苯胺聚合物，分子中不仅具有大共轭结构，便于电子离域从而导电，而且还有多个氨基正电中心，便于电子流动，从而改善了聚苯胺聚合物的导电性能，加入PE塑料中，进一步提高了塑料的导电性，从而制得导电塑料，制备方法简单，导电性能佳，具有很好的应用效果。具有很好的应用效果。具有很好的应用效果。


技术研发人员：李磊
受保护的技术使用者：山东金沅金新材料科技有限公司
技术研发日：2023.04.27
技术公布日：2023/8/9