[发明专利]导电塑料及其制备方法

说明书

本发明公开了导电塑料及其制备方法，该方法包括：(1)将石墨烯粉体与聚合物微粒进行预混，得到预混料；(2)将预混料与碳纳米管粉体进行混合，得到混合料；(3)将混合料进行挤出造粒或注塑成型，得到导电塑料。由此，该方法通过将石墨烯粉体与聚合物微粒先进行预混，使得在聚合物微粒表面完全覆盖或部分覆盖一层石墨烯粉体，聚合物微粒与石墨烯粉体为面面接触，接触电阻较小；然后将所得的预混料与碳纳米管粉体混合，碳纳米管可以形成导电网络，而石墨烯粉体可以起到链接和桥梁的作用，与碳纳米管接触形成链接点，然后将混合料挤出造粒或注塑成型或模压成型后可形成导电能力较强且稳定性较高的导电塑料。

技术领域

本发明属于塑料领域，具体而言，本发明涉及导电塑料及其制备方法。

背景技术

目前的导电塑料用的填料多为导电炭黑、金属纤维、碳纤维、碳纳米管等填料，也有少部分文献使用石墨烯作为导电填料。其中效果较好的是片层石墨烯和碳纳米管两种纳米填料。但是单纯的添加石墨烯填料存在石墨烯分散困难、导电网络稳定性稍差等问题。而单纯的添加CNT做填料，聚合物粒子和碳纳米管的接触电阻较大，另外也存在导电网络稳定性不好的问题。

因此，现有导电塑料有待进一步改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种导电塑料及其制备方法。该制备方法通过将石墨烯粉体与聚合物微粒先进行预混，然后将得到的预混料和碳纳米管混合，并对得到的混合料进行挤出造粒或注塑成型或模压成型，可得到导电能力和稳定性均较高的导电塑料。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备导电塑料的方法，根据本发明的实施例，该方法包括：

(1)将石墨烯粉体与聚合物微粒进行预混，以便得到预混料；

(2)将所述预混料与碳纳米管粉体进行混合，以便得到混合料；

(3)将所述混合料进行挤出造粒或注塑成型或模压成型，以便得到导电塑料。

根据本发明实施例的制备导电塑料的方法，通过将石墨烯粉体与聚合物微粒先进行预混，使得在聚合物微粒表面完全覆盖或部分覆盖一层石墨烯粉体，聚合物微粒与石墨烯粉体为面面接触，接触电阻较小；然后将所得的预混料与碳纳米管粉体混合，碳纳米管可以形成导电网络，而石墨烯粉体可以起到链接和桥梁的作用，与碳纳米管接触形成链接点，然后将混合料挤出造粒或注塑成型或模压成型后可形成导电能力较强且稳定性较高的导电塑料。

另外，根据本发明上述实施例的制备导电塑料的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述石墨烯为选自单层石墨烯、多层石墨烯、羟基化修饰单层石墨烯、羧基化修饰单层石墨烯、氨基化修饰单层石墨烯、羟基化修饰多层石墨烯、羧基化修饰多层石墨烯、氨基化修饰多层石墨烯、氮掺杂单层石墨烯、硫掺杂单层石墨烯、硼掺杂单层石墨烯、氮掺杂多层石墨烯、硫掺杂多层石墨烯和硼掺杂多层石墨烯中的至少之一。由此，有利于提高导电塑料的导电能力和稳定性。

在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述聚合物微粒为选自聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、环氧树脂、苯乙烯类TPE热塑性弹性体、烯烃类TPE热塑性弹性体和聚氨酯类TPE热塑性弹性体中的至少之一。由此，可进一步提高导电塑料的导电能力和稳定性。

在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述预混为球磨、机械搅拌、机械剪切或溶液混合。由此，可进一步提高导电塑料的导电能力和稳定性。

在本发明的一些实施例中，在步骤(1)，所述石墨烯粉体与所述聚合物微粒的质量比为1：(1～1000)，优选1：(4～499)。由此，可进一步提高导电塑料的导电能力和稳定性。