[发明专利]一种具有导电性的预浸渍材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有导电性的预浸渍材料及其制备方法。

背景技术

聚合物基导电复合材料是一类将导电填料(如炭黑、碳纤维、金属类粉末及金属类纤维等)以一定的方式和加工工艺填充到聚合物基体中而制成的一种功能复合材料。这种材料具有导电性，但是强度不高并且柔韧性较差，特别是当材料通过外加热或通电后自加热，温度高于聚合物基体熔融温度时，材料会发生熔断破坏，从而限制了此类材料的应用范围。因此，将导电填料与聚合物基体共混物熔融预浸渍到玻璃纤维编织物上，以玻璃纤维编织物作为载体，得到预浸渍材料，在保证了材料导电性的同时，还可以大幅提高材料的强度并赋予材料优异的柔韧性。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有导电性的预浸渍材料。该预浸渍材料具有导电性，当材料通过外加热或通电后自加热，温度高于聚合物基体熔融温度时仍能保持良好的强度和柔韧性。

本发明的具有导电性的预浸渍材料，由玻璃纤维编织布及导电填料与聚合物基体共混物组成，玻璃纤维编织布的质量分数为6-95％，导电填料与聚合物基体共混物的质量分数为5-94％，上述组分质量分数之和为100％，其中，导电填料与聚合物基体共混物中，导电填料的质量分数为4-80％，聚合物基体的质量分数为20-96％；采用将导电填料与聚合物基体的混炼物熔融浸渍到玻璃纤维编织布上。

上述的导电填料为炭黑、碳纤维、金属类粉末及金属类纤维中的一种或多种混合。聚合物基体选自聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、尼龙、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲醛、环氧树脂、聚对苯二甲酸乙二酯和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一种或多种混合。

制备具有导电性的预浸渍材料的方法，其步骤如下：

1)将聚合物基体与导电填料进行混炼，混炼温度为100℃～260℃，混炼时间为3min～60min，转速为10r/min～120r/min；

2)将共混物置于浸胶槽中，100℃～260℃下至共混物完全熔融；

3)将玻璃纤维编织布浸入上述共混物熔体中，浸入时间为1s～100min；

4)在100℃～260℃下，将预浸渍有共混物的玻璃纤维编织布压平，冷却至室温即可。

本发明的有益效果在于：本发明通过把导电填料与聚合物基体的共混物熔融预浸渍到玻璃纤维编织布上，在保证了材料导电性的同时，还赋予材料优异的柔韧性。另外，当材料通过外加热或通电后自加热，温度高于聚合物基体熔融温度时，由于导电填料与聚合物基体共混物能够良好的附着在玻璃纤维编织布上，因此材料可以持续使用而不发生熔断破坏。可以应用于制备高温加热带、电阻焊接加热单元等众多领域。

具体实施方式

实施例1

将84％质量分数的高密度聚乙烯(5000s，扬子石化)和16％质量分数的炭黑(Ketjen Black EC 600-JD)投入密炼机，在160℃下混炼10min，混炼头转速40r/min。然后将炭黑与高密度聚乙烯的共混物置于浸胶槽中，160℃下至共混物完全熔融，再将玻璃纤维编织布(E型，厚度0.01mm)浸入此共混物熔体中10min。在160℃下将预浸渍有共混物的玻璃纤维编织布在平板硫化机中压平，自然冷却至室温即得到测试样品，其中玻璃纤维编织布的质量分数为54％。样品在室温下放置24h后测试室温电阻率(ρ₀)，并观察室温下样品是否可以折断和自发热温度为160℃时样品是否熔断，结果见表1。

比较例1

将84％质量分数的高密度聚乙烯(5000s，扬子石化)和16％质量分数的炭黑(Ketjen Black EC 600-JD)投入密炼机，在160℃下混炼10min，混炼头转速40r/min。在160℃下平板硫化机中压平，自然冷却至室温即得到测试样品。样品在室温下放置24h后测试室温电阻率(ρ₀)，并观察室温下样品是否可以折断和自发热温度为160℃时样品是否熔断，结果见表1。

表1