一种导电复合材料及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种导电复合材料及其制备方法。制备方法如下：先将聚碳酸酯和丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物放入烘箱中在温度90?100℃下干燥4?5小时；将γ?巯丙基三甲氧基硅烷、钛酸酯偶联剂TMC?311w、丙酮和异丙醇混合，搅拌20?40分钟，加入铜粉、石墨粉和碳纳米管，搅拌30?50分钟，静置8?10小时，过滤，弃去滤液，再放入烘箱中，在温度60?80℃下烘干；将上述组分和邻苯二甲酸二丁酯、苯甲基硅油、芥酸酰胺、聚乙烯醇混合，用高速搅拌机搅拌5?10分钟，加入单螺杆挤出机中进行挤出造粒，最后经注塑机注塑成型即得。本发明的导电复合材料具有良好的导电性，同时具有良好的力学性能，韧性强。
【专利说明】
一种导电复合材料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及材料领域，具体涉及一种导电复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着电子科技的高速发展，电子产品的种类与需求越来越多，越来越大，同时，电 子产品也在向着轻质化和小型化不断发展，而金属材料的应用因为质量较重，价格较贵等 缺点也将逐渐被淘汰。而同一时间，随着塑胶材料工业的高速发展，塑胶材料种类的多样 化、价格低、易成型等优点正逐步被广泛的使用，而塑胶材料的应用也变得越来越普遍。但 由于一般塑胶外壳都是绝缘体，无导电性能，对电磁波也没有屏蔽作用，容易对其他电子设 备产生干扰，从而引起故障，且电磁波对人体也有害。因此，研究一种具有高导电性，同时力 学性能佳的塑胶材料对于电子行业的发展具有举足轻重的意义。
【发明内容】
[0003] 要解决的技术问题:本发明的目的是提供一种导电复合材料，具有良好的导电性， 同时具有良好的力学性能，韧性佳。
[0004] 技术方案:一种导电复合材料，由以下成分以重量份制备而成:聚碳酸酯20-40份、 丙稀腈_丁二稀 _苯乙稀共聚物2CK40份、铜粉1-3份、石墨粉2-5份、碳纳米管1-4份、邻苯二 甲酸二丁酯0.5-1份、苯甲基硅油1-2份、芥酸酰胺1-2份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷1-3份、钛 酸酯偶联剂TMC-311W 2-4份、聚乙烯醇2-4份、丙酮20-40份、异丙醇10-20份。
[0005] 进一步优选的，所述的一种导电复合材料，由以下成分以重量份制备而成:聚碳酸 酯25-35份、丙稀腈-丁二稀-苯乙稀共聚物25-35份、铜粉1.5-2.5份、石墨粉3-4份、碳纳米 管2-3份、邻苯二甲酸二丁酯0.6-0.9份、苯甲基硅油1.2-1.8份、芥酸酰胺1.3-1.8份、γ-巯 丙基三甲氧基硅烷1.5-2.5份、钛酸酯偶联剂TMC-31 lw 2.5-3.5份、聚乙烯醇2.5-3.5份、丙 酮25-35份、异丙醇12-18份。
[0006] 上述导电复合材料的制备方法包括以下步骤： 步骤1:将聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物放入烘箱中在温度90-100°C下干 燥4-5小时； 步骤2:将γ-巯丙基三甲氧基硅烷、钛酸酯偶联剂TMC-311W、丙酮和异丙醇混合，搅拌 20-40分钟； 步骤3:加入铜粉、石墨粉和碳纳米管，搅拌30-50分钟； 步骤4:静置8-10小时，过滤，弃去滤液； 步骤5:放入烘箱中，在温度60-80°C下烘干； 步骤6:将上述组分和邻苯二甲酸二丁酯、苯甲基硅油、芥酸酰胺、聚乙烯醇混合，用高 速搅拌机搅拌5-10分钟； 步骤7:加入单螺杆挤出机中进行挤出造粒，机头温度为170-180°C，一区到三区温度为 260-270 °C，四区温度为250-260 °C ; 步骤8:经注塑机注塑成型即得，注塑压力为80-90MPa，螺杆转速为130-140r/min，一区 温度为240-250°C，二区到三区温度为255-265°C。
[0007]进一步优选的，步骤1中温度为95°C，干燥时间为4.5小时。
[0008]进一步优选的，步骤2中搅拌时间为25-35分钟。
[0009]进一步优选的，步骤3中搅拌时间为35-45分钟。
[0010]进一步优选的，步骤4中静置时间为8.5-9.5小时。
[0011]进一步优选的，步骤5中温度为65-75°C。
[0012] 进一步优选的，步骤7中机头温度为175°C，一区到三区温度为265°C，四区温度为 255 Γ。
[0013] 进一步优选的，步骤8中注塑压力为85MPa，螺杆转速为135r/min，一区温度为245 。(：，二区到三区温度为260°C。
[0014] 有益效果：本发明的导电复合材料具有良好的导电性，其体积电阻率最小仅为 1.03 Ω · cm，导电性能佳，同时本材料具有良好的力学性能，其弯曲强度可达169.3MPa，拉 伸强度最高可达109.2MPa，韧性佳。
【具体实施方式】
[0015] 实施例1 一种导电复合材料，由以下成分以重量份制备而成:聚碳酸酯20份、丙烯腈-丁二烯-苯 乙烯共聚物20份、铜粉1份、石墨粉2份、碳纳米管1份、邻苯二甲酸二丁酯0.5份、苯甲基硅油 1份、芥酸酰胺1份、γ -巯丙基三甲氧基硅烷1份、钛酸酯偶联剂TMC-311W 2份、聚乙烯醇2 份、丙酮20份、异丙醇10份。
[0016] 上述导电复合材料的制备方法为:先将聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 放入烘箱中在温度90°C下干燥4小时;将γ -巯丙基三甲氧基硅烷、钛酸酯偶联剂TMC-31 lw、 丙酮和异丙醇混合，搅拌20分钟，加入铜粉、石墨粉和碳纳米管，搅拌30分钟，静置8小时，过 滤，弃去滤液，再放入烘箱中，在温度60°C下烘干;将上述组分和邻苯二甲酸二丁酯、苯甲基 硅油、芥酸酰胺、聚乙烯醇混合，用高速搅拌机搅拌5分钟，加入单螺杆挤出机中进行挤出造 粒，机头温度为170°C，一区到三区温度为260°C，四区温度为250°C，最后经注塑机注塑成型 即得，注塑压力为80MPa，螺杆转速为130r/min，一区温度为240°C，二区到三区温度为255 Γ。
[0017] 实施例2 一种导电复合材料，由以下成分以重量份制备而成:聚碳酸酯25份、丙烯腈-丁二烯-苯 乙烯共聚物25份、铜粉1.5份、石墨粉3份、碳纳米管2-3份、邻苯二甲酸二丁酯0.6份、苯甲基 硅油1.2份、芥酸酰胺1.3份、γ -巯丙基三甲氧基硅烷1.5份、钛酸酯偶联剂TMC-311W 2.5 份、聚乙烯醇2.5份、丙酮25份、异丙醇12份。
[0018] 上述导电复合材料的制备方法为:先将聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 放入烘箱中在温度95 °C下干燥4.5小时；将γ -巯丙基三甲氧基硅烷、钛酸酯偶联剂TMC-311w、丙酮和异丙醇混合，搅拌25分钟，加入铜粉、石墨粉和碳纳米管，搅拌35分钟，静置8.5 小时，过滤，弃去滤液，再放入烘箱中，在温度65°C下烘干;将上述组分和邻苯二甲酸二丁 酯、苯甲基硅油、芥酸酰胺、聚乙烯醇混合，用高速搅拌机搅拌6分钟，加入单螺杆挤出机中 进行挤出造粒，机头温度为175°C，一区到三区温度为265°C，四区温度为255°C，最后经注塑 机注塑成型即得，注塑压力为85MPa，螺杆转速为135r/min，一区温度为245°C，二区到三区 温度为260 °C。
[0019] 实施例3 一种导电复合材料，由以下成分以重量份制备而成:聚碳酸酯30份、丙烯腈-丁二烯-苯 乙烯共聚物30份、铜粉2份、石墨粉3.5份、碳纳米管2.5份、邻苯二甲酸二丁酯0.75份、苯甲 基硅油1.5份、芥酸酰胺1.5份、γ -巯丙基三甲氧基硅烷2份、钛酸酯偶联剂TMC-311W 3份、 聚乙烯醇3份、丙酮30份、异丙醇15份。
[0020] 上述导电复合材料的制备方法为:先将聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 放入烘箱中在温度95 °C下干燥4.5小时；将γ -巯丙基三甲氧基硅烷、钛酸酯偶联剂TMC-311w、丙酮和异丙醇混合，搅拌30分钟，加入铜粉、石墨粉和碳纳米管，搅拌40分钟，静置9小 时，过滤，弃去滤液，再放入烘箱中，在温度70°C下烘干;将上述组分和邻苯二甲酸二丁酯、 苯甲基硅油、芥酸酰胺、聚乙烯醇混合，用高速搅拌机搅拌7分钟，加入单螺杆挤出机中进行 挤出造粒，机头温度为175°C，一区到三区温度为265°C，四区温度为255°C，最后经注塑机注 塑成型即得，注塑压力为85MPa，螺杆转速为135r/min，一区温度为245°C，二区到三区温度 为 260°C。
[0021] 实施例4 一种导电复合材料，由以下成分以重量份制备而成:聚碳酸酯35份、丙烯腈-丁二烯-苯 乙烯共聚物35份、铜粉2.5份、石墨粉4份、碳纳米管3份、邻苯二甲酸二丁酯0.9份、苯甲基硅 油1.8份、芥酸酰胺1.8份、丫 -巯丙基三甲氧基硅烷2.5份、钛酸酯偶联剂TMC-31 lw 3.5份、 聚乙烯醇3.5份、丙酮35份、异丙醇18份。
[0022] 上述导电复合材料的制备方法为:先将聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 放入烘箱中在温度95 °C下干燥4.5小时；将γ -巯丙基三甲氧基硅烷、钛酸酯偶联剂TMC-311w、丙酮和异丙醇混合，搅拌35分钟，加入铜粉、石墨粉和碳纳米管，搅拌45分钟，静置9.5 小时，过滤，弃去滤液，再放入烘箱中，在温度75°C下烘干;将上述组分和邻苯二甲酸二丁 酯、苯甲基硅油、芥酸酰胺、聚乙烯醇混合，用高速搅拌机搅拌9分钟，加入单螺杆挤出机中 进行挤出造粒，机头温度为175°C，一区到三区温度为265°C，四区温度为255°C，最后经注塑 机注塑成型即得，注塑压力为85MPa，螺杆转速为135r/min，一区温度为245°C，二区到三区 温度为260 °C。
[0023] 实施例5 一种导电复合材料，由以下成分以重量份制备而成:聚碳酸酯40份、丙烯腈-丁二烯-苯 乙烯共聚物40份、铜粉3份、石墨粉5份、碳纳米管4份、邻苯二甲酸二丁酯1份、苯甲基硅油2 份、芥酸酰胺2份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷3份、钛酸酯偶联剂TMC-311W 4份、聚乙烯醇4份、 丙酮40份、异丙醇20份。
[0024] 上述导电复合材料的制备方法为:先将聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 放入烘箱中在温度l〇〇°C下干燥5小时；将γ-巯丙基三甲氧基硅烷、钛酸酯偶联剂TMC-311w、丙酮和异丙醇混合，搅拌40分钟，加入铜粉、石墨粉和碳纳米管，搅拌50分钟，静置10 小时，过滤，弃去滤液，再放入烘箱中，在温度80°C下烘干;将上述组分和邻苯二甲酸二丁 酯、苯甲基硅油、芥酸酰胺、聚乙烯醇混合，用高速搅拌机搅拌10分钟，加入单螺杆挤出机中 进行挤出造粒，机头温度为180°C，一区到三区温度为270°C，四区温度为260°C，最后经注塑 机注塑成型即得，注塑压力为90MPa，螺杆转速为140r/min，一区温度为250°C，二区到三区 温度为265 °C。
[0025] 对比例1 本实施例与实施例5的区别在于以γ -巯丙基三甲氧基硅烷代替钛酸酯偶联剂TMC-31 lw。具体地说是： 一种导电复合材料，由以下成分以重量份制备而成:聚碳酸酯40份、丙烯腈-丁二烯-苯 乙烯共聚物40份、铜粉3份、石墨粉5份、碳纳米管4份、邻苯二甲酸二丁酯1份、苯甲基硅油2 份、芥酸酰胺2份、γ -巯丙基三甲氧基硅烷7份、聚乙烯醇4份、丙酮40份、异丙醇20份。
[0026] 上述导电复合材料的制备方法为:先将聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 放入烘箱中在温度l〇〇°C下干燥5小时；将γ-巯丙基三甲氧基硅烷、丙酮和异丙醇混合，搅 拌40分钟，加入铜粉、石墨粉和碳纳米管，搅拌50分钟，静置10小时，过滤，弃去滤液，再放入 烘箱中，在温度80°C下烘干;将上述组分和邻苯二甲酸二丁酯、苯甲基硅油、芥酸酰胺、聚乙 烯醇混合，用高速搅拌机搅拌10分钟，加入单螺杆挤出机中进行挤出造粒，机头温度为180 °C，一区到三区温度为270°C，四区温度为260°C，最后经注塑机注塑成型即得，注塑压力为 90MPa，螺杆转速为140r/min，一区温度为250°C，二区到三区温度为265°C。
[0027] 本发明材料的实施例和对比例的部分性能指标见下表，我们可以看到，本发明材 料具有良好的导电性，其体积电阻率最小仅为1.03 Ω · cm，导电性能佳，同时本材料具有良 好的力学性能，其弯曲强度可达169.3MPa，拉伸强度最高可达109.2MPa，韧性佳。
[0028] 表1导电复合材料的部分性能指标
【主权项】
1. 一种导电复合材料，其特征在于：由以下成分以重量份制备而成：聚碳酸酯20-40 份、丙稀腈 -丁二稀_苯乙稀共聚物20-40份、铜粉1-3份、石墨粉2-5份、碳纳米管1-4份、邻苯 二甲酸二丁酯0.5-1份、苯甲基硅油1-2份、芥酸酰胺1-2份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷1-3份、 钛酸酯偶联剂TMC-311W 2-4份、聚乙烯醇2-4份、丙酮20-40份、异丙醇10-20份。2. 根据权利要求1所述的一种导电复合材料，其特征在于：由以下成分以重量份制备 而成:聚碳酸酯25-35份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物25-35份、铜粉1.5-2.5份、石墨粉3-4份、碳纳米管2-3份、邻苯二甲酸二丁酯0.6-0.9份、苯甲基硅油1.2-1.8份、芥酸酰胺1.3-1 · 8份、γ -巯丙基三甲氧基硅烷1 · 5-2 · 5份、钛酸酯偶联剂TMC-31 lw 2 · 5-3 · 5份、聚乙烯醇 2.5-3.5份、丙酮25-35份、异丙醇12-18份。3. 权利要求1至2任一项所述的一种导电复合材料的制备方法，其特征在于:包括以下 步骤： 步骤1:将聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物放入烘箱中在温度90-100°C下干 燥4-5小时； 步骤2:将γ-巯丙基三甲氧基硅烷、钛酸酯偶联剂TMC-311W、丙酮和异丙醇混合，搅拌 20-40分钟； 步骤3:加入铜粉、石墨粉和碳纳米管，搅拌30-50分钟； 步骤4:静置8-10小时，过滤，弃去滤液； 步骤5:放入烘箱中，在温度60-80°C下烘干； 步骤6:将上述组分和邻苯二甲酸二丁酯、苯甲基硅油、芥酸酰胺、聚乙烯醇混合，用高 速搅拌机搅拌5-10分钟； 步骤7:加入单螺杆挤出机中进行挤出造粒，机头温度为170-180°C，一区到三区温度为 260-270 °C，四区温度为250-260 °C ; 步骤8:经注塑机注塑成型即得，注塑压力为80-90MPa，螺杆转速为130-140r/min，一区 温度为240-250°C，二区到三区温度为255-265°C。4. 根据权利要求3所述的一种导电复合材料的制备方法，其特征在于:所述步骤1中温 度为95°C，干燥时间为4.5小时。5. 根据权利要求3所述的一种导电复合材料的制备方法，其特征在于:所述步骤2中搅 拌时间为25-35分钟。6. 根据权利要求3所述的一种导电复合材料的制备方法，其特征在于:所述步骤3中搅 拌时间为35-45分钟。7. 根据权利要求3所述的一种导电复合材料的制备方法，其特征在于:所述步骤4中静 置时间为8.5-9.5小时。8. 根据权利要求3所述的一种导电复合材料的制备方法，其特征在于:所述步骤5中温 度为65-75°C。9. 根据权利要求3所述的一种导电复合材料的制备方法，其特征在于:所述步骤7中机 头温度为175°C，一区到三区温度为265°C，四区温度为255°C。10. 根据权利要求3所述的一种导电复合材料的制备方法，其特征在于:所述步骤8中注 塑压力为85MPa，螺杆转速为135r/min，一区温度为245°C，二区到三区温度为260°C。
【文档编号】C08K9/06GK106046739SQ201610390296
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月6日
【发明人】蔡小连
【申请人】苏州市奎克力电子科技有限公司