[发明专利]一种具有活性炭负载硅纳米线的高分子材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及抗静电材料制造领域，具体涉及一种具有活性炭负载硅纳米线的高分子材料的制备方法。

背景技术

静电，是一种处于静止状态的电荷。当电荷聚集在某个物体上或表面时就形成了静电，而电荷分为正电荷和负电荷两种，也就是说静电现象也分为两种即正静电和负静电。当正电荷聚集在某个物体上时就形成了正静电，当负电荷聚集在某个物体上时就形成了负静电，但无论是正静电还是负静电，当带静电物体接触零电位物体（接地物体）或与其有电位差的物体时都会发生电荷转移，就是我们日常见到火花静电放电现象。

高分子材料在一些特定的使用环境下，易积蓄静电而发生危险。为了减少或消除聚集电荷对高分子材料使用过程中造成的危害，常常在高分子材料中添加抗静电剂，及时地将聚集的有害电荷疏导或消除。抗静电剂通过在高分子材料表面形成有序排列，或者在聚合物基体中形成传导电荷的网络结构，来达到降低高分子材料材料的电阻率。添加活性炭是提高电缆材料表面电导率的有效方法。

本发明提供一种长效型抗静电高分子材料，对周围环境不敏感，抗静电持久力强，且有较佳的耐热性。

发明内容

本发明提供一种具有活性炭负载硅纳米线的高分子材料的制备方法，本发明采用在合金中添加活性炭负载硅纳米线来提升合金材料的抗静电能力，本发明使用活性炭负载经硅烷偶联剂处理后的硅纳米线，提高活性炭对硅纳米线的负载量，增加其抗静电能力，本发明制备的抗静电高分子材料对周围环境不敏感，抗静电持久力强，比普通高分子材料的抗静电能力高，且有较佳的耐热性。

为了实现上述目的，本发明提供了一种具有活性炭负载硅纳米线的高分子材料的制备方法，该方法包括如下步骤：

（1）制备活性炭负载硅纳米线

将装有纳米一氧化硅粉末的小瓷舟水平放置于氧化铝管中间，然后将该管放在高温管式炉中，抽真空在20-50Pa，然后将温度900-1000℃并分别保温60-80min，之后升温到1300-1400℃保温4-6h；之后以10-15℃/min的速率降温到500-600℃并保温30-40min，同时以60sccm鼓入空气到炉腔，自然冷却至室温，得到硅纳米线，备用；

将硅烷偶联剂加入到去离子水，并用醋酸调节pH至3.5，在室温下搅拌30-50min，之后加入所述硅纳米线，在85-95℃回流反应15-20h，抽滤、洗涤、干燥，得到偶联后的硅纳米线复合物；

将得到的偶联后的硅纳米线复合物、纳米活性炭加入到去离子水，用超声波在45℃、150W的条件下混匀30-50min，室温下静止老化30-40h，用去离子水清洗多次至流出液呈中性，120-150℃烘干15-20h至恒重，再350-400℃焙烧3-5小时，冷却、干燥，制得活性炭负载硅纳米线；

（2）配料

按照如下重量份配料：上述活性炭负载硅纳米线10-15份，12-15份钢质纤维，15-20份天然橡胶，20-25份尼龙，2-3份氧化锌，4-5份6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉，3-4份次氯酸钾，5-10份丁烯酸脂，5-10份乙二醇，2-3份引发剂；

（3）将开放式炼塑机升高温度至 160-170℃， 将上述配料加到双辊中间熔融塑炼，调整双辊间距，辊炼、薄通多次使混合均匀，得到混合材料；

将混合材料用双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机螺杆长径比为15-20:1，双螺杆挤出机挤出温度为 ：一区温度 170-175℃，二区温度为 175-185℃，三区温度为 195-200℃，四区温度为 200-210℃ ；双螺杆挤出机的机头温度为 165-175℃；将熔融挤出料再进行切粒，制备得到抗静电的高分子材料。

具体实施方式

实施例一

将装有纳米一氧化硅粉末的小瓷舟水平放置于氧化铝管中间，然后将该管放在高温管式炉中，抽真空在20Pa，然后将温度900℃并分别保温60min，之后升温到1300℃保温4h；之后以10℃/min的速率降温到500℃并保温30min，同时以60sccm鼓入空气到炉腔，自然冷却至室温，得到硅纳米线，备用。

将硅烷偶联剂加入到去离子水，并用醋酸调节pH至3.5，在室温下搅拌30min，之后加入所述硅纳米线，在85℃回流反应15h，抽滤、洗涤、干燥，得到偶联后的硅纳米线复合物。