一种抗静电纤维复合材料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于纤维复合材料领域，具体涉及一种抗静电纤维复合材料的制备。
【背景技术】
[0002]大多数聚合物基复合材料是电的不良导体。随着集成技术和组装技术的快速发展，电子元器件、逻辑电路的体积成千上万倍地缩小，工作频率却急剧增加，产生的热量也迅速积累，所以研究工作者专注于将抗静电无机填料分散在聚合物基体当中以获得逾渗网络来制备抗静电材料。目前要想显著提高复合材料的抗静电性需添加高含量的抗静电粒子，但高含量抗静电粒子的加入增加了团聚效应，所以迫切需要一种可以减少抗静电粒子含量，降低其团聚效应并达到稳定逾渗网络从而制备抗静电复合材料的方法。
[0003]本发明提出了一种抗静电纤维复合材料的制备方法，将抗静电粒子通过粘合剂包覆于纤维表面，利用纤维本身所建立的逾渗网络，在降低抗静电粒子含量的基础上制备抗静电纤维复合材料。
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种抗静电纤维复合材料的制备方法。
[0005]本发明制备过程如下:
[0006]I)粘合剂溶液的配制:将粘合剂和固化剂混合物按照4:1?8:1的比例室温放入到丙酮溶液中稀释，其中丙酮的质量分数为10%?20%。
[0007]2)将抗静电粒子加入到上述配制的粘合剂溶液当中，其质量约占溶液的40%?70%。
[0008]3)将纤维室温在加入了抗静电粒子的粘合剂溶液中浸润，浸润后取出置于温度在50°C?80°C的烘箱中烘干，得到抗静电纤维。
[0009]4)将40 %?90 %的树脂、5 %?20 %的抗静电粒子和5 %?35 %的抗静电纤维三元体系通过熔融共混(树脂为热塑性)或压缩模塑(树脂为热固性)来制备抗静电纤维复合材料。
[0010]本发明的有益效果:
[0011]本发明将抗静电粒子通过粘合剂粘附于纤维表面，使抗静电粒子与纤维之间具有更好的界面结合力。在纤维表面形成稳定的抗静电逾渗网络。
[0012]本发明将抗静电粒子通过粘合剂粘附于纤维表面，通过纤维间的相互搭接使得抗静电粒子在纤维表面形成了稳定的逾渗网络，在降低抗静电粒子含量的基础上提高了复合材料的抗静电性能。
[0013]具体措施方式
[0014]下面结合具体的实施例对本发明进行进一步的说明。
[0015]实施例1:
[0016]I)粘合剂溶液的配制:将环氧树脂粘合剂和固化剂混合物按照4:1?8:1的比例室温放入到丙酮溶液中稀释，其中丙酮的质量分数为10%?20%。
[0017]2)将炭黑粒子加入到上述配制的粘合剂溶液当中，其质量约占溶液的40%?70%。
[0018]3)将玻纤室温在加入了炭黑粒子的粘合剂溶液中浸润，浸润后取出置于温度在70 V的烘箱中烘干，得到抗静电纤维。
[0019]4)将10g的PA、1g的炭黑粒子和50g的抗静电纤维三元体系通过熔融共混制备抗静电纤维复合材料。
[0020]5)对制备的抗静电纤维复合材料进行体积电阻率的测量，其值为I X 16 Ω.cm,而一般来说，材料体积电阻率在IXlO6?1Χ1012Ω._之间即可满足抗静电要求，所以所制备纤维复合材料具有良好抗静电性能。
[0021]实施例2:
[0022]I)粘合剂溶液的配制:将环氧树脂粘合剂和固化剂混合物按照4:1?8:1的比例室温放入到丙酮溶液中稀释，其中丙酮的质量分数为10%?20%。
[0023]2)将碳纳米管粒子加入到上述配制的粘合剂溶液当中，其质量约占溶液的40%?70%。
[0024]3)将玻纤室温在加入了碳纳米管粒子的粘合剂溶液中浸润，浸润后取出置于温度在70°C的烘箱中烘干，得到抗静电纤维。
[0025]4)将10g的环氧树脂、1g的碳纳米管粒子和50g的抗静电纤维三元体系通过压缩模塑制备抗静电纤维复合材料。
[0026]5)对制备的抗静电纤维复合材料进行体积电阻率的测量，其值为I X 18 Ω.cm,而一般来说，材料体积电阻率在IXlO6?1Χ1012Ω._之间即可满足抗静电要求，所以所制备纤维复合材料具有良好抗静电性能。
[0027]实施例3:
[0028]I)粘合剂溶液的配制:将环氧树脂粘合剂和固化剂混合物按照4:1?8:1的比例室温放入到丙酮溶液中稀释，其中丙酮的质量分数为10%?20%。
[0029]2)将石墨烯粒子加入到上述配制的粘合剂溶液当中，其质量约占溶液的40%?70%。
[0030]3)将碳纤室温在加入了石墨烯粒子的粘合剂溶液中浸润，浸润后取出置于温度在70 V的烘箱中烘干，得到抗静电纤维。
[0031]4)将10g的PA、1g的石墨烯粒子和50g的抗静电纤维三元体系通过熔融共混制备抗静电纤维复合材料。
[0032]5)对制备的抗静电纤维复合材料进行体积电阻率的测量，其值为I X 19 Ω.cm,而一般来说，材料体积电阻率在IXlO6?1Χ1012Ω._之间即可满足抗静电要求，所以所制备纤维复合材料具有良好抗静电性能。
[0033]实施例4:
[0034]I)粘合剂溶液的配制:将环氧树脂粘合剂和固化剂混合物按照4:1?8:1的比例室温放入到丙酮溶液中稀释，其中丙酮的质量分数为10%?20%。
[0035]2)将炭黑粒子加入到上述配制的粘合剂溶液当中，其质量约占溶液的40%?70%。
[0036]3)将碳纤室温在加入了炭黑粒子的粘合剂溶液中浸润，浸润后取出置于温度在70 V的烘箱中烘干，得到抗静电纤维。
[0037]4)将10g的PP、1g的炭黑粒子和50g的抗静电纤维三元体系通过熔融共混制备抗静电纤维复合材料。
[0038]5)对制备的抗静电纤维复合材料进行体积电阻率的测量，其值为I X 17 Ω.cm,而一般来说，材料体积电阻率在IXlO6?1Χ1012Ω._之间即可满足抗静电要求，所以所制备纤维复合材料具有良好抗静电性能。
【主权项】
1.一种抗静电纤维复合材料的制备方法，其特征是制备过程: ①利用粘合剂将抗静电粒子包覆到纤维表面，得到抗静电纤维。 ②将步骤①中制备好的纤维作为填充相与抗静电粒子与树脂的复合材料通过熔融共混或压缩模塑的方法制备具有抗静电性能的纤维复合材料。2.根据权利要求1所述制备的抗静电纤维复合材料，其特征是步骤①中抗静电粒子通过粘合剂包覆纤维的过程，所述的粘合剂为环氧树脂、酚醛树脂等，抗静电粒子包括炭黑、碳纳米管、石墨烯等，用于制备的纤维包括碳纤维和玻璃纤维。步骤②中复合材料的基体树脂包括聚乙烯PE、聚丙烯PP、尼龙PA、ABS树脂和聚苯乙烯PS等热塑性树脂及环氧树脂和酚醛树脂等热固性树脂。3.根据权利要求1所述制备的抗静电纤维，其特征是纤维的加入量占总体的10%?45 %，粘合剂的用量占纤维的10 %?20 %，抗静电粒子的用量占纤维的5 %?30 %。4.根据权利要求1所述制备的抗静电纤维复合材料，其特征是抗静电纤维占总体质量的5%?60%，即树脂加入量为总体质量的40%?95%。
【专利摘要】本发明属于纤维复合材料领域，提供了一种抗静电纤维复合材料的制备方法。该制备方法将抗静电粒子通过粘合剂包覆在纤维表面，其目的是在降低抗静电粒子含量的前提下，增加其分散性，构建稳定的逾渗网络，使复合材料具有良好的抗静电性能。具体制备过程是：首先将纤维上涂覆粘合剂以使抗静电粒子包覆纤维表面，再将上述纤维与抗静电粒子和热塑性树脂的复合材料通过熔融共混来制备抗静电纤维复合材料或将上述纤维与抗静电粒子和热固性树脂的复合材料通过压缩模塑来制备抗静电纤维复合材料。本发明设计的制备过程简单，制备时间短，所制备的纤维复合材料抗静电性能及力学性能良好适用于工业生产。
【IPC分类】C08K7/00, C08L77/00, C08L23/12, C08K9/04, C08L63/00, C08K9/02, C08K7/14, C08K3/04
【公开号】CN105647167
【申请号】
【发明人】万同, 林燕燕, 杨光瑞, 汪斌
【申请人】天津科技大学
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2014年9月30日