[发明专利]一种聚四氟乙烯导电膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚四氟乙烯导电膜及其制备方法。按质量百分比计，该导电膜由90‑95％聚四氟乙烯、3‑6％改性炭黑和2‑4％石墨组成，改性炭黑由炭黑经N‑(苯并环丁烯‑4‑基)马来酰亚胺表面处理获得。N‑(苯并环丁烯‑4‑基)马来酰亚胺能够提高炭黑的亲油性和分散性，从而炭黑能够均匀分散在聚四氟乙烯基体材料中，不会发生团聚，赋予本申请的聚四氟乙烯导电膜以优良的断裂伸长率和导电性；改性炭黑的分解温度均达到450℃以上，从而在370‑390℃的聚四氟乙烯加工温度下仍旧具有优良的热稳定性，不会发生热分解；石墨和改性炭黑复配增效，能够进一步提高聚四氟乙烯导电膜的热稳定性和导电性。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种聚四氟乙烯导电膜及其制备方法。

背景技术

聚四氟乙烯(Teflon或PTFE)，俗称“塑料王”，是由四氟乙烯经聚合而成的高分子化合物，具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化耐力。用作工程塑料，可制成聚四氟乙烯管、棒、带、板、薄膜等；一般应用于性能要求较高的耐腐蚀的管道、容器、泵、阀以及制雷达、高频通讯器材、无线电器材等。

通过在聚四氟乙烯中添加填充剂，可以赋予PTFE新的性能。如申请号为CN201610795314.4的中国发明专利申请公开了一种石墨烯聚四氟乙烯复合材料导电带，按质量百分比计，该导电带由95-98％的聚四氟乙烯、1-3％的石墨烯、0.25-1％的短切碳维和0.25-1％的硅烷偶联剂组成。

该技术存在以下不足：(1)其利用硅烷偶联剂对石墨烯进行改性，使石墨烯在聚四氟乙烯中的分散性得到改善，降低团聚；但聚四氟乙烯的加工烧结温度通常在370-390℃，而如硅烷偶联剂、丙烯酰胺、苯乙烯等改性剂的分解温度都小于350℃，在聚四氟乙烯的加工烧结温度下会发生较大的重量损失，对PTFE烧结温度的耐受力不够；(2)获得的导电带的拉伸强度不足，表面电阻率偏高，导电性能欠佳。

发明内容

本申请的发明目的是提供一种具有优良的热学性能和导电性能的聚四氟乙烯导电膜。

基于上述发明目的，本申请提供了以下技术方案：

一种聚四氟乙烯导电膜，按质量百分比计，由90-95％聚四氟乙烯、3-6％改性炭黑和2-4％石墨组成，所述的改性炭黑由炭黑经N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺表面处理获得。

本申请采用N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺对炭黑进行表面处理，N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺能够提高炭黑的亲油性和分散性，从而炭黑能够均匀分散在聚四氟乙烯基体材料中，不会发生团聚，赋予本申请的聚四氟乙烯导电膜以优良的断裂伸长率和导电性。

并且，N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺具有的苯并环丁烯基团和酰亚胺五元环均具有优异的热稳定性，经N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺改性后的改性炭黑的分解温度均达到450℃以上，从而在370-390℃的聚四氟乙烯加工温度下，改性炭黑仍旧具有优良的热稳定性，不会发生热分解。

选用石墨和改性炭黑复配增效，能够进一步提高聚四氟乙烯导电膜的热稳定性和导电性。

在上述的聚四氟乙烯导电膜中，所述的石墨为改性石墨，该改性石墨由石墨粉经N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺表面处理获得。石墨虽具有优良的热稳定性和导电性，但石墨粉也极易发生团聚，因此本申请也采用N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺对石墨进行表面处理，在提高石墨粉的分散性的同时，进一步增强其热学性能和导电性能。

在上述的聚四氟乙烯导电膜中，所述的改性炭黑的制备方法包括：将炭黑与N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺混合，进行Diels-Alder反应，获得经N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺表面处理的改性炭黑；