[发明专利]一种木薯渣/PE两相导电复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于导电复合材料技术领域，具体的说是涉及一种木薯渣/PE两相 导电复合材料及其制备方法。

背景技术

木薯原本产于亚马逊河流域，是世界三大薯类作物之一，在全国大部分 地区都有广泛的种植。我国木薯产业早已实现规模化生产，加工技术成熟， 是生产淀粉的主要经济作物之一。广西作为木薯的主要种植地之一，每年都 有大量的木薯在全区范围内种植。广西地区的木薯主要用于生产木薯淀粉， 然而在生产加工过程中，会产生大量的木薯渣废弃物。木薯渣里面主要含有 少量淀粉和纤维，主要纤维成分包括木质素、纤维素和半纤维素。如不加以 合理利用，会造成大量资源的浪费，同时造成严重的环境污染。据统计，广 西每年木薯淀粉生产产生的木薯渣达到100万吨之多。如能加以合理利用， 将会带来非常可观的经济效益。

聚乙烯(PE)是五大通用树脂之一，国内外生产量极大，应用范围广阔， 在日常生活中的大部分产品都是有PE树脂制备，但是由于其自身存在的一些 缺陷，如电绝缘性，这就大大限制了其应用范围。

如若可以将绝缘PE和木薯渣制备成导电性能良好的复合材料，就可以在 很多方面得到推广应用，比如集成电路、化工设备、外包装材料、航天航空 等各个领域。

目前，国内外对于木薯渣/PE两相导电复合材料的研究相对较少。何征等 通过熔融共混法制备了炭黑/聚氯乙烯导电复合材料，并研究了炭黑对复合材 料导电性能、力学性能以及微观结构的影响。研究结果表明：炭黑含量大于 15％时，炭黑颗粒在PVC基体中形成导电网络，炭黑的加入使复合材料的拉 伸强度先升高后降低，含量为20％达到最大值。李茁实等制备的聚氯乙烯/炭 黑复合型泡沫导电高分子材料，不仅具有可观的电学及力学性能，同时还体 现出了温阻特性。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理 解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术 人员所公知的现有技术。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种木薯渣/PE两相导电复合 材料及其制备方法。

本发明提供的技术方案为：

一种木薯渣/PE两相导电复合材料，按重量份比包括以下组分：导电填料 10-20份、木薯渣10-20份和PE60-80份。

本发明还提供了所述的木薯渣/PE两相导电复合材料的制备方法，包括以 下步骤：

(1)导电填料的预处理：将导电填料溶于偶联剂中，恒温搅拌后抽滤， 置于烘箱中干燥备用；

(2)机械球磨处理：按照重量份称取处理后的导电填料、木薯渣和PE 置于循环水式球磨机中，在一定温度下反应0.5-2.5h，转速100-300rpm；

(3)试样制备及性能测试：混合均匀的试样置于自制模具中，在平板硫 化机于一定温度下热压10-15min，即得到所述的木薯渣/PE两相导电复合材 料。

作为优选，步骤(1)中导电材料为石墨。

作为优选，步骤(1)中偶联剂为硅烷偶联剂KH570。

作为优选，步骤(1)中导电材料和偶联剂的质量比为5：2。

作为优选，步骤(1)中烘箱的温度设定为100-110℃。

作为优选，步骤(2)中所述的一定温度为45-55℃。

作为优选，步骤(3)中所述的一定温度为165℃。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.本发明的木薯渣/PE两相导电复合材料具有质轻、易加工、耐磨损、 抗腐蚀和电阻率大范围可调的优点。

2.本发明的方法利用循环水式球磨机，可以很好地解决导电填料在聚合 物中分布不均匀这一问题，利用机械力带动球体转动，使得木薯渣与PE及导 电填料间相互作用，形成相互包裹效果，从而提高复合材料导电性能，降低 填料用量。

3.本发明的方法是在PE导电复合材料中添加一定量的木薯渣，其主要 成分为淀粉41.7％，粗纤维21.6％，将其用来制备木塑导电复合材料，这将是 一类新型的可生物降解的功能高分子材料，一方面可以将生产过程中的木薯 废弃物加以合理利用，提高经济价值；另一方面，所制备的木塑导电复合材 料在其达到使用寿命之后可以很好地被降解，避免对环境造成“白色污染”，符 合当前可持续发展战略。