一种高强度耐磨导电材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种高强度耐磨导电材料及其制备方法，耐磨导电材料包括以下组分：PET、PVC、PPE、酚醛树脂、亚乙基二硬脂酰胺、甲基丙烯酸甲酯、亚硫酸氢钠、己二酸二异壬酯、硬脂酸钙、二氧化钛、铜粉、铝粉、碳纤维、聚氧化乙烯十二烷基醚、硅烷偶联剂。制备方法为先将各组分置于混合搅拌机中，搅拌混合均匀，然后送入双螺杆挤出机中进行挤出，挤出后冷却，切粒，得到高强度耐磨导电材料。本发明提供的高强度耐磨导电材料具有良好的机械性能以及耐磨性能，同时具有良好的导电性，具有很好的应用价值。
【专利说明】一种高强度耐磨导电材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于材料制备【技术领域】，具体涉及一种高强度耐磨导电材料及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 塑料生产和使用过程上易产生静电，静电会引起各种危害。而且，随着各种通讯、 电器的使用，产生了新的"环境污染"，例如：电磁波干扰、射频干扰等。因此有必要开发导电 塑料来解决上述问题。
[0003] 导电塑料是将树脂和导电物质混合，以塑料的加工方式进行加工的功能型高分子 材料，主要应用于电子、集成电路包装、电磁波屏蔽等领域。按照电性能分类，可分为：绝 缘体、防静电体、导电体、高导体。通常电阻值在IO kiQ · cm以上的称为绝缘体；电阻值在 IO4-IO9 Ω · cm范围内的称作半导体或防静电体；电阻值在IO4 Ω · cm以下的称为导电体； 电阻值在100 Ω · cm以下甚至更低的称为高导体。
[0004] 按导电塑料的制作方法分类，可分为结构型导电塑料和复合型导电塑料。结构型 导电塑料是高聚物本身或经掺杂之后具有导电性的材料，而填充型导电塑料是本身不具有 导电性，但通过加入导电性填充物获得导电性的材料，它是由电绝缘性能较好的合成树脂、 塑料和具有优良导电性能的填料及其它添加剂通过混炼造粒，并采用注射、压塑或挤出成 型等方法制得。导电填料一般选用纤维状与片状导电材料，包括金属纤维、金属片材、导电 碳纤维、导电石墨、导电炭黑、碳纳米管、金属合金填料等，导电炭黑和碳纤维是应用最广的 两种导电填料。
[0005] 目前，主要采用的复合型导电塑料，但是，由于在树脂材料中加入了导电材料，会 影响到塑料的机械性能，提高导电材料的机械性能成了目前的研究热点。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于为了克服以上现有技术的不足而提供一种高强度耐磨导电材 料及其制备方法，使材料同时具有优良的机械性能，同时具有良好的耐磨性以及导电性。
[0007] 本发明通过以下技术方案实现：
[0008] -种高强度耐磨导电材料，以重量组分计包括：PET50-60份、PVC30-40份、 PPE10-20份、酚醛树脂5-10份、亚乙基二硬脂酰胺0. 8-3份、甲基丙烯酸甲酯1-5份、亚硫 酸氢钠0. 5-1份、己二酸二异壬酯5-10份、硬脂酸钙5-10份、二氧化钛3-8份、铜粉8-15 份、铝粉5-10份、碳纤维3-8份、聚氧化乙烯十二烷基醚2-6份、硅烷偶联剂1-5份。
[0009] 所述的高强度耐磨导电材料，可以优选为以重量组分计包括：PET54-57份、 PVC32-36份、PPE15-19份、酚醛树脂6-8份、亚乙基二硬脂酰胺1. 3-2. 5份、甲基丙烯酸甲 酯3-5份、亚硫酸氢钠0. 6-0. 8份、己二酸二异壬酯7-9份、硬脂酸钙6-9份、二氧化钛4-7 份、铜粉12-14份、铝粉7-10份、碳纤维6-8份、聚氧化乙烯十二烷基醚3-5份、硅烷偶联剂 2-4 份。
[0010] 所述的高强度耐磨导电材料，硅烷偶联剂可以为KH560 ;
[0011] 所述铜粉粒径可以为300-500nm ;
[0012] 所述铝粉粒径可以为300-500nm。
[0013] 以上任一项所述的高强度耐磨导电材料的制备方法，包括以下步骤：
[0014] 步骤一，按照重量份称取各组分；
[0015] 步骤二，将各组分置于混合搅拌机中，搅拌混合均匀；
[0016] 步骤三，将步骤二搅拌混合后的物料送入双螺杆挤出机中进行挤出，挤出后冷却， 切粒，得到高强度耐磨导电材料。
[0017] 所述的高强度耐磨导电材料的制备方法，步骤二中搅拌混合均匀的条件可以为搅 拌速度150-200转/分钟，搅拌温度70-80°C，搅拌时间40-60分钟。
[0018] 所述的高强度耐磨导电材料的制备方法，步骤三中挤出条件可以为分四区，温度 分别为一区 170-190°c、二区，190-2KTC、三区，200-2KTC、四区，210-220°c。
[0019] 本发明提供的高强度耐磨导电材料经过测试拉伸强度达到了 32MPa以上，断裂伸 长率达到了 136%以上，体积电阻率达到了 0. 19Ω ^cm以下，缺口冲击强度达到了 57KJ·!!!2 以上，磨耗值达到了 2. 13%以下，具有良好的机械性能与耐磨性，同时具有优异的导电性 能。
【具体实施方式】
[0020] 实施例1
[0021] 一种高强度耐磨导电材料，以重量组分计包括：PET50份、PVC30份、PPElO份、酚醛 树脂5份、亚乙基二硬脂酰胺0. 8份、甲基丙烯酸甲酯1份、亚硫酸氢钠0. 5份、己二酸二异 壬酯5份、硬脂酸钙5份、二氧化钛3份、铜粉8份、铝粉5份、碳纤维3份、聚氧化乙烯十二 烷基醚2份、硅烷偶联剂KH5601份；
[0022] 以上所述铜粉粒径为300nm ;所述错粉粒径为300nm。
[0023] 所述的高强度耐磨导电材料的制备方法，包括以下步骤：
[0024] 步骤一，按照重量份称取各组分；
[0025] 步骤二，将各组分置于混合搅拌机中，搅拌混合均匀，条件为搅拌速度150转/分 钟，搅拌温度70°C，搅拌时间40分钟；
[0026] 步骤三，将步骤二搅拌混合后的物料送入双螺杆挤出机中进行挤出，挤出后冷却， 切粒，得到高强度耐磨导电材料，其中挤出条件为分四区，温度分别为一区170°C、二区， 190°C、三区，200°C、四区，2 KTC。
[0027] 实施例2
[0028] -种高强度耐磨导电材料，以重量组分计包括：PET54份、PVC32份、PPE15份、酚 醛树脂6份、亚乙基二硬脂酰胺1. 3份、甲基丙烯酸甲酯3份、亚硫酸氢钠0. 6份、己二酸二 异壬酯7份、硬脂酸钙6份、二氧化钛4份、铜粉12份、铝粉7份、碳纤维6份、聚氧化乙烯 十二烷基醚3份、硅烷偶联剂KH5602份。
[0029] 以上所述铜粉粒径为350nm ;所述错粉粒径为380nm。
[0030] 所述的高强度耐磨导电材料的制备方法，包括以下步骤：
[0031] 步骤一，按照重量份称取各组分；
[0032] 步骤二，将各组分置于混合搅拌机中，搅拌混合均匀，条件为搅拌速度160转/分 钟，搅拌温度75 °C，搅拌时间48分钟；
[0033] 步骤三，将步骤二搅拌混合后的物料送入双螺杆挤出机中进行挤出，挤出后冷却， 切粒，得到高强度耐磨导电材料，其中挤出条件为分四区，温度分别为一区175°C、二区， 193°C、三区，202°C、四区，212°C。
[0034] 实施例3
[0035] 一种高强度耐磨导电材料，以重量组分计包括：PET56份、PVC35份、PPE18份、酚 醛树脂7份、亚乙基二硬脂酰胺1. 8份、甲基丙烯酸甲酯4份、亚硫酸氢钠0. 7份、己二酸二 异壬酯8份、硬脂酸钙7份、二氧化钛6份、铜粉13份、铝粉8份、碳纤维7份、聚氧化乙烯 十二烷基醚4份、硅烷偶联剂KH5603份。
[0036] 以上所述铜粉粒径为400nm ;所述错粉粒径为350nm。
[0037] 所述的高强度耐磨导电材料的制备方法，包括以下步骤：
[0038] 步骤一，按照重量份称取各组分；
[0039] 步骤二，将各组分置于混合搅拌机中，搅拌混合均匀，条件为搅拌速度180转/分 钟，搅拌温度78 °C，搅拌时间50分钟；
[0040] 步骤三，将步骤二搅拌混合后的物料送入双螺杆挤出机中进行挤出，挤出后冷却， 切粒，得到高强度耐磨导电材料，其中挤出条件为分四区，温度分别为一区183°c、二区， 200°C、三区，206°C、四区，214°C。
[0041] 实施例4
[0042] 一种高强度耐磨导电材料，以重量组分计包括：PET57份、PVC36份、PPE19份、酚 醛树脂8份、亚乙基二硬脂酰胺2. 5份、甲基丙烯酸甲酯5份、亚硫酸氢钠0. 8份、己二酸二 异壬酯9份、硬脂酸钙9份、二氧化钛7份、铜粉14份、铝粉10份、碳纤维8份、聚氧化乙烯 十二烷基醚5份、硅烷偶联剂KH5604份。
[0043] 以上所述铜粉粒径为450nm ;所述错粉粒径为420nm。
[0044] 所述的高强度耐磨导电材料的制备方法，包括以下步骤：
[0045] 步骤一，按照重量份称取各组分；
[0046] 步骤二，将各组分置于混合搅拌机中，搅拌混合均匀，条件为搅拌速度190转/分 钟，搅拌温度80°C，搅拌时间55分钟；
[0047] 步骤三，将步骤二搅拌混合后的物料送入双螺杆挤出机中进行挤出，挤出后冷却， 切粒，得到高强度耐磨导电材料，其中挤出条件为分四区，温度分别为一区185°C、二区， 206°C、三区，207°C、四区，217°C。
[0048] 实施例5
[0049] 一种高强度耐磨导电材料，以重量组分计包括：PET60份、PVC40份、PPE20份、酚 醛树脂10份、亚乙基二硬脂酰胺3份、甲基丙烯酸甲酯5份、亚硫酸氢钠1份、己二酸二异 壬酯10份、硬脂酸钙10份、二氧化钛8份、铜粉15份、铝粉10份、碳纤维8份、聚氧化乙烯 十二烷基醚6份、硅烷偶联剂KH5605份；
[0050] 以上所述铜粉粒径为500nm ;所述错粉粒径为500nm。
[0051] 所述的高强度耐磨导电材料的制备方法，包括以下步骤：
[0052] 步骤一，按照重量份称取各组分；
[0053] 步骤二，将各组分置于混合搅拌机中，搅拌混合均匀，条件为搅拌速度200转/分 钟，搅拌温度80°C，搅拌时间60分钟；
[0054] 步骤三，将步骤二搅拌混合后的物料送入双螺杆挤出机中进行挤出，挤出后冷却， 切粒，得到高强度耐磨导电材料，其中挤出条件为分四区，温度分别为一区190°C、二区， 2 KTC、三区，2 KTC、四区，220°C。
[0055] 将以上实施例制备得到的高强度耐磨导电材料通过吹塑成型，对成型材料进行性 能测试，结果如下：
[0056]
【权利要求】
1. 一种高强度耐磨导电材料，其特征在于，以重量组分计包括：PET 50-60份、PVC 30-40份、PPE10-20份、酚醛树脂5-10份、亚乙基二硬脂酰胺0. 8-3份、甲基丙烯酸甲酯1-5 份、亚硫酸氢钠0. 5-1份、己二酸二异壬酯5-10份、硬脂酸钙5-10份、二氧化钛3-8份、铜粉 8-15份、铝粉5-10份、碳纤维3-8份、聚氧化乙烯十二烷基醚2-6份、硅烷偶联剂1-5份。
2. 根据权利要求1所述的高强度耐磨导电材料，其特征在于，以重量组分计包括：PET 54-57份、PVC 32-36份、PPE15-19份、酚醛树脂6-8份、亚乙基二硬脂酰胺1. 3-2. 5份、甲 基丙烯酸甲酯3-5份、亚硫酸氢钠0. 6-0. 8份、己二酸二异壬酯7-9份、硬脂酸钙6-9份、二 氧化钛4-7份、铜粉12-14份、铝粉7-10份、碳纤维6-8份、聚氧化乙烯十二烷基醚3-5份、 娃烧偶联剂2_4份。
3. 根据权利要求1所述的高强度耐磨导电材料，其特征在于，硅烷偶联剂为KH560。
4. 根据权利要求1所述的高强度耐磨导电材料，其特征在于，所述铜粉粒径为 300_500nm。
5. 根据权利要求1所述的高强度耐磨导电材料，其特征在于，所述铝粉粒径为 300_500nm。
6. 权利要求1-5任一项所述的高强度耐磨导电材料的制备方法，其特征在于，包括以 下步骤： 步骤一，按照重量份称取各组分； 步骤二，将各组分置于混合搅拌机中，搅拌混合均匀； 步骤三，将步骤二搅拌混合后的物料送入双螺杆挤出机中进行挤出，挤出后冷却，切 粒，得到高强度耐磨导电材料。
7. 根据权利要求6所述的高强度耐磨导电材料的制备方法，其特征在于，步骤二中搅 拌混合均匀的条件为搅拌速度150-200转/分钟，搅拌温度70-80°C，搅拌时间40-60分钟。
8. 根据权利要求6所述的高强度耐磨导电材料的制备方法，其特征在于，步骤三中 挤出条件为分四区，温度分别为一区170_190°C、二区，190-2KTC、三区，200-2KTC、四区， 210-220。。。
【文档编号】C08K5/20GK104371283SQ201410623797
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月7日 优先权日:2014年11月7日
【发明者】潘林根, 邱东成, 刘乐峰 申请人:苏州维泰生物技术有限公司