专利名称：导电高分子复合材料及其制备方法
导电高分子复合材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及高分子复合材料，特别是涉及一种具有导电功能的导电高分子复合材 料及其制备方法。
背景技术：
塑料作为一种绝缘材料已为人们所熟知。而为了改变塑料的属性，扩展其自身性 能，人们将其扩展到导电材料领域，开发出具有导电性能的新材料。导电塑料是一种高分子 材料，是目前国际上一个十分活跃的研究开发领域，已从初期的纯实验室研究发展到应用 研究阶段，成为新一代电子材料。聚四氟乙烯是一种广泛使用的高分子材料，其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、耐温优异。聚四氟乙烯虽然具有上 述的优异的性能，但其并不具备导电功能，因而其应用领域仍有一定的局限。
发明内容本发明旨在充分利用聚四氟乙烯的优异性能，并拓展其应用领域，而提供一种适 用温度范围宽，导电率易调整，材料机械性能稳定的导电高分子复合材料。本发明的目的还在于提供该导电高分子复合材料的制备方法。为实现上述目的，本发明提供一种导电高分子复合材料，其重量百分比组成为聚四氟乙烯80% 95% ；导电填料5 % 20 %。该导电高分子复合材料的优选重量百分比组成为聚四氟乙烯85% 90% ；导电填料10% 15%。聚四氟乙烯原料的粒径为0. 1 500微米。导电填料为导电碳黑粉、石墨粉中的一种或其混合物。导电碳黑粉的粒径为10 200纳米。石墨粉的粒径为20 5000纳米。本发明提供了该复合材料的制备方法，该方法包括如下步骤a、将导电填料与重量百分比浓度为5 20%的碱性水溶液按1 5 10的重量 比相混合，将混合物球磨4 12小时；b、按导电填料与聚四氟乙烯的比例称取聚四氟乙烯乳液，将聚四氟乙烯乳液用电 动搅拌器高速搅拌，搅拌的同时将其加热到60 80°C ；c、将步骤(a)中导电填料的水溶液加入到搅拌中的聚四氟乙烯乳液中，再继续搅 拌0. 2 1小时；d、将步骤(c)中聚四氟乙烯与导电填料的混合物过滤，在100°C以上的温度沉 底烘干后，在50°C以上的温度推压成细的长条状，经反复热滚压后形成条形带状物，再经200°C以上温度热处理，得到导电高分子复合材料。所述聚四氟乙烯乳液是质量百分比浓度小于50衬％的分散型聚四氟乙烯乳液，其 溶剂是水。本发明的贡献在于，它将聚四氟乙烯开发成为具有导电功能的复合功能材料，不 仅能充分发挥聚四氟乙烯自身耐盐酸、硝酸、王水、硫酸、氢氟酸等强氧化剂及多种有机溶 剂的强腐蚀，而且能极大拓展其应用领域，用该复合材料生产的聚四氟乙烯导电换热器以 及管道，提高了产品的传热系数，解决了管道输送物料过程中摩擦产生静电的难题，且产品 能在-190°C 250°C之间稳定工作。本发明的复合材料适用温度范围宽，导电率易调整，材 料机械性能稳定，且制备方法简单，价格低廉，工艺稳定，生产周期短。
具体实施方式
下列实施例是对本发明的进一步解释和说明，对本发明不构成任何限制。按重量百分比2 1将平均粒径为250纳米的石墨粉末1kg与平均粒径为100纳 米的导电碳黑0.5kg相混后，形成导电填料。将该导电填料加入到10.51^浓度为8衬％的 NaOH水溶液中，将混合物在球磨机中球磨混合6小时。按导电填料与聚四氟乙烯重量比 为1 9量取相应体积的聚四氟乙烯乳液，取质量百分比浓度为40wt%的聚四氟乙烯乳液 33. 75kg，将该乳液加热到70°C，加热过程中进行剧烈机械搅拌，搅拌头转速为750转/分 钟。将球磨后的导电填料浆料加入到搅拌着的聚四氟乙烯乳液中，继续搅拌15分钟后，将 上述混合物用滤网过滤，经过120°C的温度充分干燥后，在推压机中推压成直径7mm的条状 物，该条状物经过滚压机滚压成厚度为0. 5mm的条形带状物，再经过220°C温度的热处理， 即获得具有导电功能的复合材料，经测试，其表面电阻为2. 4S/cm。
权利要求
一种导电高分子复合材料，其特征在于，其重量百分比组成为聚四氟乙烯 80％～95％；导电填料 5％～20％。
2.如权利要求1所述的导电高分子复合材料，其特征在于，其重量百分比组成为聚四氟乙烯85% 90% ；导电填料10% 15%。
3.如权利要求1所述的导电高分子复合材料，其特征在于，所述聚四氟乙烯原料的粒 径为0. 1 500微米。
4.如权利要求1所述的导电高分子复合材料，其特征在于，所述导电填料为导电碳黑 粉、石墨粉中的一种或其混合物。
5.如权利要求4所述的导电高分子复合材料，其特征在于，所述导电碳黑粉的粒径为 10 200纳米。
6.如权利要求4所述的导电高分子复合材料，其特征在于，所述石墨粉的粒径为20 5000纳米。
7.如权利要求1所述复合材料的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤a、将导电填料与重量百分比浓度为5 20%的碱性水溶液按1 5 10的重量比相 混合，将混合物球磨4 12小时；b、按导电填料与聚四氟乙烯的比例称取聚四氟乙烯乳液，将聚四氟乙烯乳液用电动搅 拌器高速搅拌，搅拌的同时将其加热到60 80°C ；c、将步骤(a)中导电填料的水溶液加入到搅拌中的聚四氟乙烯乳液中，再继续搅拌 0. 2 1小时；d、将步骤(c)中聚四氟乙烯与导电填料的混合物过滤，在100°C以上的温度沉底烘干 后，在50°C以上的温度推压成细的长条状，经反复热滚压后形成条形带状物，再经200°C以 上温度热处理，得到导电高分子复合材料。
8.如权利要求7所述复合材料的制备方法，其特征在于，所述聚四氟乙烯乳液是质量 百分比浓度小于50wt %的分散型聚四氟乙烯乳液，其溶剂是水。
全文摘要
一种导电高分子复合材料及其制备方法，导电高分子复合材料的重量百分比组成为聚四氟乙烯80％～95％；导电填料5％～20％。聚四氟乙烯原料的粒径为0.1～500微米，导电填料为导电碳黑粉、石墨粉中的一种或其混合物，导电碳黑粉的粒径为10～200纳米，石墨粉的粒径为20～5000纳米。制备方法包括a、将导电填料与碱性水溶液相混合并球磨；b、将聚四氟乙烯乳液搅拌并加热；c、将导电填料的水溶液加入到聚四氟乙烯乳液中，并继续搅拌；d、将聚四氟乙烯与导电填料的混合物过滤，沉底烘干后，推压成细的长条状，经反复热滚压后形成条形带状物，热处理得到导电高分子复合材料。该复合材料具有温度范围宽，导电率易调整，材料机械性能稳定等特点。
文档编号C08K3/04GK101851383SQ20101019601
公开日2010年10月6日 申请日期2010年6月9日 优先权日2010年6月9日
发明者陈海波, 黄凌峰, 黄国清 申请人:深圳市东维丰电子科技股份有限公司;深圳市瓯讯电子有限公司