专利名称：改性膨胀石墨母料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及石墨母料，尤其涉及一种改性膨胀石墨母料及其制备方法。
背景技术：
母料法制备聚合物基复合材料在社会生产中已普遍应用。其关键的技术是在保证产品所需性能的同时，要尽量减少成本，降低能耗。高分子材料作为母料载体具有易加工性、耐腐蚀等优异性能，抑制填料的氧化和团聚，使体系具有较高的长效稳定性，同时又保持了无机填料的功能性，因此受到重视和广泛应用由于大部分的聚合物是良好的绝缘体，在某些领域中由于易产生静电或不导电而影响着其广泛应用，故这些材料在保持聚合物优异特性的同时，要具有一定的导电性能。在现有的制备导电聚合物复合材料中，膨胀石墨填充聚合物使复合材料的导电性能有了很大的改善。
膨胀石墨填充聚合物复合材料具有用量少、质轻、价格低廉等优点。翁文桂等在Composite Interfaces2004年第11卷第2期报道的聚乙烯/膨胀石墨复合材料，当膨胀石墨含量达到质量百分比的15％时，复合材料的电导率迅速降到了10-6S·cm-1，远低于用其他填料同样方法制备的材料。但是，由于膨胀石墨为蠕虫状结构表观密度低，膨胀体积很大，而且膨胀石墨片相互纠缠在一起，见图1。这造成了在所制备的聚合物导电复合材料中膨胀石墨难分散，加工困难，机械性能下降等缺陷。若将其应用到工业生产中，会造成能源能量的大量浪费。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种工艺简单，分散性好，具有高导电性，有较易加工性能，成本低，能广泛应用于工业生产的改性膨胀石墨母料。
本发明的另一个目的是提供了制备上述改性膨胀石墨母料的制备方法。
为了达到上述目的，并避免已有技术的缺陷。本发明所采用的技术方案如下改性膨胀石墨母料，它主要由以下重量百分比的组份组成膨胀石墨50～85％，载体树脂15～50％，分散剂 0～3％还包括0～30％重量百分比的添加剂。
上述添加剂为碳酸钙或滑石粉。
上述载体树脂为PE、PS、PP、PMMA或PVC极性或非极性聚合物。
上述分散剂为聚乙烯蜡。
本发明的改性膨胀石墨母料的制备方法，通过如下方案实现将包括有50～85重量份的膨胀石墨、0～3份的分散剂和15～50重量份的载体树脂的混合物通过熔融复合后挤出造粒制得。
上述的混合物中还混合有0～30重量份的添加剂。
上述的添加剂为碳酸钙或滑石粉。
上述载体树脂为PE、PS、PP、PMMA或PVC极性或非极性聚合物。
上述分散剂为聚乙烯蜡。
上述的熔融复合工艺可为双辊混炼制备或挤出机挤出制备。
采用上述方案后，本发明与现有技术相比具有以下特点(1)将膨胀石墨加工成母料，避免了直接用膨胀石墨时由于其膨胀体积太大，给加工生产带来的不便。
(2)将膨胀石墨加工成母料，有效地提高了膨胀石墨在基体中的分散，可使塑料制品的机械性能更加优异。
(3)改性膨胀石墨母料可作为一种色母料、导电母料、导热母料来使用。
(4)改性膨胀石墨母料可分散到多种聚合物基体中去，作为导电母料，导电性能良好，具有较低的渗流率值。
(5)可根据所要添加到的聚合物基体来选择母料所用的载体树脂，以提高两者的相容性。
(6)改性膨胀石墨母料中引入一定量的碳酸钙，在不改变母料原有性质的前提下，可有效降低生产成本，提高力学强度。
图1为膨胀石墨的形貌结构。
图2为母料法制备HDPE/EG复合材料的渗流曲线。
图3为母料法制备HDPE/EG复合材料的拉伸强度曲线。
图4为母料法制备HDPE/EG复合材料的冲击强度曲线。
具体实施例方式
实施例1本发明的改性膨胀石墨母料，它主要由以下重量百分比的组份组成膨胀石墨60％，聚乙烯 38％，聚乙烯蜡2％本发明的改性膨胀石墨母料的制备方法，通过如下方案实现取60重量份的膨胀石墨，2重量份的聚乙烯蜡，38重量份的高密度聚乙烯(熔融指数为8g/10min)为载体，在双辊混炼机上190℃条件下混炼30min。然后将所得的物料破碎通过挤出机挤出造粒制得聚乙烯改性膨胀石墨导电母料。将该聚乙烯改性膨胀石墨导电母料按照不同的百分比添加到高密度聚乙烯基体中，135℃～150℃温度下挤出，得到聚乙烯/膨胀石墨复合材料。样品冷却后取样测量其电学性能，当实际膨胀石墨含量达到15％时复合材料达到渗域率值。为了比较，相同加工条件下直接复合制备聚乙烯/膨胀石墨复合材料，其渗流率值为20％。
实施例2本发明的改性膨胀石墨母料，它主要由以下重量百分比的组份组成膨胀石墨60％，聚苯乙烯38％，聚乙烯蜡2％本发明的改性膨胀石墨母料的制备方法，通过如下方案实现取60重量份的膨胀石墨，2重量份的聚乙烯蜡，38重量份的聚苯乙烯(熔融指数为5g/10min)为载体，在双辊混炼机上190℃条件下混炼30min。然后将所得的物料破碎通过挤出机挤出造粒制得聚苯乙烯改性膨胀石墨导电母料。将该聚苯乙烯改性膨胀石墨母料按照不同的百分比添加到高密度聚乙烯基体中，145℃～160℃温度下挤出，得到高密度聚乙烯/膨胀石墨复合材料。样品冷却后取样测量其电学性能，当实际EG含量达到17.5％时复合材料达到渗域率值。
权利要求
1.改性膨胀石墨母料，其特征在于主要由以下重量百分比的组分组成膨胀石墨50～85％，载体树脂15～50％，分散剂 0～3％。
2.根据权利要求1所述的改性膨胀石墨母料，其特征在于还包括0～30％重量百分比的添加剂。
3.根据权利要求2所述的改性膨胀石墨母料，其特征在于上述添加剂为碳酸钙或滑石粉。
4.根据权利要求1所述的改性膨胀石墨母料，其特征在于上述载体树脂为PE、PS、PP、PMMA或PVC极性或非极性聚合物。
5.根据权利要求1所述的改性膨胀石墨母料，其特征在于上述分散剂为聚乙烯蜡。
6.改性膨胀石墨母料的制备方法，其特征在于通过如下方案实现将包括有50～85重量份的膨胀石墨、0～3份的分散剂和15～50重量份的载体树脂的混合物通过熔融复合后挤出造粒制得。
7.根据权利要求6所述的改性膨胀石墨母料的制备方法，其特征在于上述的混合物中还混合有0～30重量份的添加剂。
8.根据权利要求7所述的改性膨胀石墨母料的制备方法，其特征在于上述的添加剂为碳酸钙或滑石粉。
9.根据权利要求6所述的改性膨胀石墨母料的制备方法，其特征在于上述载体树脂为PE、PS、PP、PMMA或PVC极性或非极性聚合物。
10.根据权利要求6所述的改性膨胀石墨母料的制备方法，其特征在于上述分散剂为聚乙烯蜡。
11.根据权利要求6所述的改性膨胀石墨母料的制备方法，其特征在于上述的熔融复合工艺可为双辊混炼制备或挤出机挤出制备。
全文摘要
本发明公开了一种改性膨胀石墨导电母料及其制备方法，其将重量百分比为50～85％的膨胀石墨，0～3％分散剂和15％～50％树脂载体通过熔融复合工艺制备成导电母料。该导电母料具有高的导电性，如用其制备导电塑料，用量低，工艺简单，分散性好，样品表面光滑，力学性能优异，可以填充于多种聚合物基体中。若将该母料掺入部分的碳酸钙还可以降低生产成本。
文档编号C08K3/04GK1908075SQ20061004129
公开日2007年2月7日 申请日期2006年8月2日 优先权日2006年8月2日
发明者陈国华, 李玉超 申请人:华侨大学