[发明专利]一种高导通聚丙烯材料及其制备方法

说明书

技术领域

该发明涉及一种高导通聚丙烯材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯是一种半透明、半结晶的热塑性塑料，聚丙烯具有高强度、绝缘性好、吸水率低、抗折断性能好、密度小、结晶度高等优势。聚丙烯被广泛应用于板材、饭盒、汽车保险杠、包装材料、购物袋、水杯、管道等领域。

目前，聚丙烯材料在导电性能和力学强度需要进一步提升。该发明采用纳米铜改性聚丙烯、银纳米线改性树枝状侧链聚苯乙炔、铜纤维、改性聚苯胺、聚磺酸酯制备了高导通聚丙烯材料，通过挤出、注塑、模压、吹塑等工艺制备成各种塑料制品，该方法制备的高导通聚丙烯材料具有优异的导电性能和力学强度。

发明内容

该发明的目的在于提供一种高导通聚丙烯材料的制备方法，该方法通过改变反应物原料和工艺方式，制备的材料具有优异的导电性能和力学强度。

为了实现上述目的，该发明的技术方案如下。

一种高导通聚丙烯材料及其制备方法，具体包括以下步骤：(1)、将聚苯胺、环氧氯丙烷、甲酸钠、乙醇钠和N,N-二甲基甲酰胺按照质量份数比为80：16～31：12～17：2～5：155～170加入到反应器中，搅拌速度为89～100r/min，在氮气保护下，维持体系温度43～51 ℃条件下反应0.5～1h，产物经120℃，-0.08MPa减压蒸馏0.5h，产物冷却至35℃后，用1000mL水洗涤3次、1000mL乙醇洗涤3次，77℃、-0.08MPa真空干燥8min，得到改性聚苯胺；(2)、将聚丙烯酸、碳酸铜、聚甲醛和聚乙二醇600按照质量份数比40：77～93：160～186：31～39加入到反应器中，搅拌速度为32～50r/min，维持体系温度31～40 ℃条件下反应0.5h，将产物转移至水热反应釜中，维持水热反应温度为140℃反应8h，在氮气保护下，产物经200℃焙烧2h，300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，700℃焙烧2h，产物冷却后，经1000mL水洗涤3次、500mL乙醇洗涤3次，于65℃、-0.06MPa真空干燥10min，得到铜纤维；(3)、将树枝状侧链聚苯乙炔、乙二胺四乙酸、氧化银、N,N-二甲基甲酰胺和甲酸甲酯按照质量份数比60：46～53：110～125：176～217：158～182加入到反应釜中，搅拌速度为37～46r/min，维持体系温度25～30 ℃条件下反应0.5h，将产物转移至水热反应釜中，维持水热反应温度为125℃反应6h，产物冷却至4℃，经过滤、1000mL水洗涤3次、500mL乙醇洗涤3次，于55℃、-0.09MPa真空干燥9min，即得到银纳米线改性树枝状侧链聚苯乙炔；(4)、将聚丙烯、丙烯酸铜、硼酸钠、甲酸乙酯、甲酸辛酯和N,N-二甲基甲酰胺按照质量份数比50：95～110：16～28：63～81：95～121：230～265加入到反应釜中，搅拌速度为30～43r/min，维持体系温度25～34 ℃条件下反应0.5h，将产物转移至水热反应釜中，维持水热反应温度为145℃反应13h，产物冷却至4℃，经过滤、1000mL水洗涤3次、500mL乙醇洗涤3次，于63℃、-0.07MPa真空干燥5min，即得到纳米铜改性聚丙烯；(5)、将纳米铜改性聚丙烯、银纳米线改性树枝状侧链聚苯乙炔、铜纤维、改性聚苯胺、聚磺酸酯、二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、硬脂酸钾按照质量份数比100：65～78：36～49：19～27：21～38：2～8：3～6加入到开炼机中，用开炼机在温度190～205℃混合反应2～5min，用挤出机在温度206～227℃挤出造粒，即得到高导通聚丙烯材料。

该发明所述的高导通聚丙烯材料的制备方法，包括下列步骤：

(1)、将聚苯胺、环氧氯丙烷、甲酸钠、乙醇钠和N,N-二甲基甲酰胺按照质量份数比为80：16～31：12～17：2～5：155～170加入到反应器中，搅拌速度为89～100r/min，在氮气保护下，维持体系温度43～51 ℃条件下反应0.5～1h，产物经120℃，-0.08MPa减压蒸馏0.5h，产物冷却至35℃后，用1000mL水洗涤3次、1000mL乙醇洗涤3次，77℃、-0.08MPa真空干燥8min，得到改性聚苯胺；所述的甲酸钠和乙醇钠的目的为了催化并加速聚苯胺和环氧氯丙烷反应速率。