[发明专利]一种导电高分子复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种导电高分子复合材料及其制备方法，涉及高分子材料技术领域。本发明导电高分子复合材料由以下原料制成：改性云母粉、水性聚苯胺、纳米纤维素、弹性体、碳化硅、纳米三水合氧化铝、导电填料、润滑剂、热稳定剂、抗静电剂。本发明导电高分子复合材料导电性能好，材料机械性能稳定，力学性能好，加工性能好，能够广泛适用于电力电网、电磁屏蔽材料、光电材料等领域。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种导电高分子复合材料及其制备方法。

背景技术

导电高分子复合材料一般可分为结构型和复合型两类。结构型导电材料，是指高分子自身结构或经过一定的掺杂后具有导电功能的材料，一般由电子高度离域的共轭聚合物通过适当电子受体或供体进行掺杂后得到。其导电机理主要是通过聚合物分子中的电子π域(结构中带有共轭双键，π键电子作为载流子)引入导电性基团或者掺杂一些其他物质通过电荷变换形成导电性。复合型导电材料，是以高分子材料为基体，加入各种导电填料制备而成的具有导电功能的高分子复合材料体系，兼有高分子材料的加工性和导电填料的导电性，它在保持高分子基体许多优异特性的同时，还可在较大范围内根据使用需要方便的调节材料的电学、力学和其他性能，因此得到了研究者和产业界的广泛关注，结构型导电高分子材料因受诸多因素限制，应用较少。复合型导电高分子材料具有加工性好、工艺简单、耐腐蚀、电阻率可调范围大、价格低等优点，因此广泛的应用于电力电网、电磁屏蔽材料、吸波材料、光电材料、抗静电材料、气敏材料、电致变色材料等领域。

现有技术中，复合型导电高分子材料的电性能和力学性能不够理想，而且导电填料等贵重导电材料的用量较大，成本较高。

因此，研制一种导电高分子复合材料在电力电网、电磁屏蔽材料、吸波材料、光电材料等需求量大的领域显得尤为重要。

发明内容

针对现有技术中技术问题，本发明提供一种导电高分子复合材料及其制备方法。

为实现以上目的，本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现：

一种导电高分子复合材料，所述导电高分子复合材料由以下重量份的原料制成：改性云母粉20-30份、水性聚苯胺25-35份、纳米纤维素10-16份、弹性体12-17份、碳化硅3-6份、纳米三水合氧化铝2-6份、导电填料8-15份、润滑剂0.5-2份、热稳定剂1-2.3份、抗静电剂0.5-1.6份。

优选的，所述导电高分子复合材料由以下重量份的原料制成：改性云母粉23-28份、水性聚苯胺28-33份、纳米纤维素12-14份、弹性体14-16份、碳化硅4-5份、纳米三水合氧化铝3-5份、导电填料10-13份、润滑剂1-1.6份、热稳定剂1.5-2份、抗静电剂0.8-1.3份。

优选的，所述改性云母粉的改性方法为：将云母置于球磨机中球磨20-30min，得到云母粉；称取云母粉室温下在500mL烧瓶中加入25克云母粉,再加入HCI溶液40mL及10％三乙醇胺3mL，然后搅拌反应3h后,过滤、洗涤、干燥,得到处理后的云母；将处理后的云母置于500mL四口烧瓶中,加150mL蒸馏水，用HCI溶液调整pH为2.5-3，将烧瓶置于60-70℃恒温水浴中，搅拌10-20min，在搅拌的条件下，将10gATO粉与15mLHCI溶液的混合液缓慢地全部滴加其中反应20-30min后，自然冷却；过滤、洗涤后在90℃条件下干燥1.5h，然后在马福炉内550℃焙烧1.5h，即得改性云母粉。

优选的，所述导电填料为纳米导电填料，且纳米导电填料为石墨烯、碳纳米纤维、碳纳米管、银纳米线、炭黑、金属粉末中的至少一种。

优选的，所述弹性体为热塑性聚酯弹性体，弹性体为含有聚酯硬段的嵌段共聚物弹性体、含有聚醚软段的嵌段共聚物弹性体中的一种，且弹性体比重为1.11-1.21g/cm³，硬度为40D-80D。

优选的，所述热稳定剂为硫代酯类热稳定剂、受阻胺、受阻酚、亚磷酸酯中的至少一种。