[发明专利]高分子导电母料

说明书

技术领域

本发明涉及一种导电母料，具体地，本发明涉及一种高分子导电母料。

背景技术

由于电子产品包装需要数量品种较多，塑料产品的导电产品，特别引起人们的重视，更是塑料包装业内人士追求的目标之一，采用国产基础材料，研发适合塑料导电要求的制品、助剂、母料，取代价格高昂的进口同类产品，开发更加适合市场需求的电子产品包装和防静电产品包装。常见到的产品例如：塑料导电/防静电输气、输液管道；电子产品用的低阻值塑料包装托盘、导电/防静电塑料板材、片材、泡沫、导电薄膜等。

现有技术一般是采用导电碳黑与塑料共混制作导电母料，其方法如下所述：

导电碳黑的选择

合适的导电碳黑，最好使用特种导电碳黑。特种导电碳黑在国内销售比较普通，分散性好是第一选择要素，可根据产品的具体应用选择合适的导电碳黑，例如对于薄膜的应用，导电碳黑的分散性和粒径就比较关键，而厚壁的管材，对导电碳黑的选择就比较简单。

对于通用导电母粒，一般选用适用性比较广的线性聚乙烯LLDPE，粉状的为主，譬如可以选择牌号为7042树脂做载体，有利于特导电碳黑的分散和加工。又比较适合于挤出注塑吹膜使用，接枝后也是用于HIPS、ABS、PP、LDPE、HDPE等。专用导电母粒一般选择和塑料基体树脂相近熔融指数的树脂做载体，最好选择同体系的树脂做载体。

选用助剂要求耐热性好，相容性好。考虑作为载体的多品种适用性，必要的接枝物、分散剂、抗氧剂、流变剂要适当加入，以达到加工性能适用，应用范围比较广泛。导电母料的加工可以采用高速搅拌机，平双螺杆挤出机（积木式）造粒生产线等。

CN102093618A公开了一种聚乙烯管材专用导电母料，采用两步法生产所得，先用密炼机生产半成品，再用双螺杆挤出机生产所述导电母料；半成品组分重量比为：导电炭黑20~50%、聚乙烯蜡1~20%、抗氧剂0.1~1%、EVA30~80%；导电母料组分重量比为：半成品60~95%、低分子聚乙烯蜡1~5%、EVA3~10%、抗氧剂0.1~2%。其生产方法，先用密炼机生产半成品，再用双螺杆挤出机生产导电母料。有益效果是使用本发明生产出的矿用管材，生产成本低、管材表面光滑、分散性好、管材内部没有气泡以及质量稳定，并且在不增加成本的前提下导电性能能达到1×10⁴Ω以内，使管材具有极佳的抗静电性能。但是，随着技术的进步，电子产品对导电母料的性能要求越来越高，导电性能能达到1×10⁴Ω以内的导电母料已经不能完全满足行业的需求，而且，所述导电母料由于导电炭黑含量较大，分散性较差，且炭黑与高分子材料界面结合较差，导致性能较差，因此，急需研究一种性能更加优异的导电母料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高分子导电母料，所述导电母料分散性好，导电性能优异。

本发明通过采用将聚合物包覆碳纳米管添加到导电母料中进而提高导电母料的导电性能。

碳纳米管上碳原子的P电子形成大范围的离域π键，由于共轭效应显著，碳纳米管具有一些特殊的电学性质。碳纳米管具有良好的导电性能，由于碳纳米管的结构与石墨的片层结构相同，所以具有很好的电学性能。理论预测其导电性能取决于其管径和管壁的螺旋角。当CNTs的管径大于6nm时，导电性能下降；当管径小于6nm时，CNTs可以被看成具有良好导电性能的一维量子导线。有报道说Huang通过计算认为直径为0.7nm的碳纳米管具有超导性，尽管其超导转变温度只有1.5×10^-4K，但是预示着碳纳米管在超导领域的应用前景。碳纳米管表现出良好的导电性，电导率通常可达铜的1万倍。

本发明所述碳纳米管可以是SWNTs，也可以是MWNTs，本发明对此不做限制。

本发明所述碳纳米管的直径为5~50nm，例如7nm、9nm、11nm、13nm、15nm、17nm、19nm、21nm、23nm、25nm、27nm、29nm、31nm、33nm、35nm、37nm、39nm、41nm、43nm、45nm、47nm、49nm，优选8~40nm，进一步优选10~30mm。

由于无机材料与有机材料相容性极差，存在界面之间的结合问题，所以有机高分子材料中大量添加碳纳米管时，碳纳米管对高分子材料性能的改进并不能得到明显体现。而且，碳纳米管具有很大的比表面积，容易团聚，在高分子材料中的分散更差。

本发明通过对碳纳米管进行聚合物包覆改性，增强了碳纳米管在载体树脂高分子材料中的分散性以及碳纳米管与高分子材料的界面结合能力，增强了导电母料的导电性能。