[发明专利]形貌可控的长碳链聚酰胺粉末基体及形貌可控的高导电复合粉末材料

说明书

技术领域

本发明属于高分子领域，具体地说，涉及一种形貌可控的长碳链聚酰胺粉末基体及形貌可控的高导电复合粉末材料。

背景技术

聚酰胺(PA)俗称尼龙，其产量和消费量一直位居工程塑料首位。聚酰胺具有良好的机械性能、耐磨、耐溶剂性，而且加工性能极佳，产品广泛应用于汽车、纺织、机械和食品包装等领域。一般来说，将结构单元碳链长度在10以上的聚酰胺称作长碳链聚酰胺，长碳链聚酰胺除了具有尼龙材料本身的诸多优点之外，由于其结构单元碳链长度较长，而具有吸水率低、尺寸稳定性好、耐候性好、柔韧性好、化学稳定性好等优点，且熔点较普通尼龙低，易于加工。但是，与传统的高分子材料类似，长碳链聚酰胺材料的绝缘性很高，其电导率约为10-12S/cm，极容易发生静电荷堆积。一旦静电荷堆积发生，轻则影响聚酰胺材料的生产和加工，重则会引起火灾和爆炸。故在保持长碳链聚酰胺制品良好机械性能的基础上，使其具有抗静电功能，是一个值得研究的方向，而使用本征型导电材料进行原位复合是一种直接有效的方法。

聚苯胺被认为是最有前途得到广泛应用的本征导电高分子材料，聚酰胺/聚苯胺复合材料的制备方法有原位聚合包覆、静电纺丝以及材料共混，以往对于二者的复合材料的研究主要集中在纤维和织物方面。如，中国申请CN01112803.8采用湿法纺丝技术得到聚酰胺/聚苯胺导电纤维；欧洲专利EP2218817通过静电纺丝得到聚酰胺的纤维，再进行聚苯胺的包覆得到复合导电纤维材料；中国申请CN200810049563.4通过共混方法在成型装置中得到聚酰胺/聚苯胺复合材料；中国专利CN200910055040使用聚酰胺织物预浸渍苯胺原位制备聚酰胺/聚苯胺复合材料。部分专利还公开了以聚酰胺为基体，通过共混法制备的聚酰胺/聚苯胺复合材料：国际专利WO1990013601A1作为最早公开聚酰胺/聚苯胺复合材料的专利，使用溶液共混法得到了尼龙6或尼龙612和聚苯胺的复合材料；国际专利WO1990013601A1公开了一种尼龙与聚苯胺通过接枝化合物反应性熔融共混得到复合材料的方法；中国专利CN201110114684首先使苯胺在碳纳米管上原位聚合、掺杂，再与尼龙66熔融共混复合。

“聚酰胺/聚苯胺导电复合材料制备方法的研究进展”【孙同杰，董侠，等.聚酰胺/聚苯胺导电复合材料制备方法的研究进展[J]，高分子学报，2014，(4)：427-437】公开了原位聚合法制备聚酰胺/聚苯胺导电复合材料。

相比于以上形式的材料，复合粉末有其独特的研究与应用价值。聚苯胺本身就是一种性能优异的防腐涂料，而长碳链聚酰胺因其鲜明的优点，已经作为粉末涂料在管道输送、金属防腐及建筑行业广泛应用。将聚苯胺与长碳链聚酰胺进行复合，在保持长碳链聚酰胺粉末本身优良的防护性能之外，还可以极大地改善其抗静电性能，扩展其应用范围，在输油管道、输醇管道、大型储油罐、小型储油装具的内壁防腐、耐油、防渗等领域的应用也会更加安全。美国专利US6060116公开了一种将苯胺包覆尼龙6和尼龙612商业粉末产品上而形成的防腐涂层材料，这种方法得到的复合材料形貌和尺寸依赖于商业粉末产品。

当今，对材料的微观形貌对其性能具有决定性作用这一认识越来越清晰，不同的形貌影响最终的应用范围和应用效果，可控的形貌可以极大地拓宽材料的应用窗口。而长碳链聚酰胺作为特种的高性能聚酰胺品种，十分适用于在高低温和化学恶劣环境下使用。

本发明基于上述背景，提供了一种简单的方法，通过控制生产一定形貌的长碳链聚酰胺粉末基体，进而在该粉末基体上进行原位聚合，实现导电的聚苯胺的聚合与包覆，得到形貌可控的高导电复合粉末材料。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种形貌可控的长碳链聚酰胺粉末基体。

本发明的第二目的在于提供所述的形貌可控的长碳链聚酰胺粉末基体的制备方法。

本发明的第三目的在于提供一种形貌可控的高导电长碳链聚酰胺/聚苯胺复合粉末材料。

本发明的第四目的在于提供所述的形貌可控的高导电长碳链聚酰胺/聚苯胺复合粉末材料。

为实现本发明的第一目的，本发明采用如下技术方案：

一种形貌可控的长碳链聚酰胺粉末基体，其中，所述的长碳链聚酰胺粉末基体具有球形、针状或斜方的形貌。

所述的长碳链尼龙粉末基体的平均粒径在50nm～10um之间。

为实现本发明的第二目的，本发明采用如下技术方案：

一种本发明所述的长碳链聚酰胺粉末基体的制备方法，该方法包括如下步骤：

1)将长碳链聚酰胺树脂在搅拌下加热溶解于有机溶剂中，得溶液；