[发明专利]一种含碳黑和碳纳米管的高导电复合母粒及其制备方法

说明书

本发明涉及高分子材料技术领域，具体公开了一种含碳黑和碳纳米管的高导电复合母粒及其制备方法。所述的含碳黑和碳纳米管的高导电复合母粒的制备方法，其包含如下步骤：(1)取碳黑和碳纳米管混合均匀，然后加入分散液进行研磨；研磨结束后取出碳黑和碳纳米管，经干燥后得碳黑和碳纳米管混合物；(2)将碳黑和碳纳米管混合物与分散剂以及高分子材料混合后得混合物料；(3)将混合物料经螺杆挤出机挤出造粒即得所述的含碳黑和碳纳米管的高导电复合母粒。由该方法制备得到的高导电复合母粒具有优异的导电性能；在高分子材料中，只需要加入少量的本发明所述的高导电复合母粒，即可以实现优异的导电效果。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种含碳黑和碳纳米管的高导电复合母粒及其制备方法。

背景技术

聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯或聚苯乙烯为常用的高分子材料；被广泛应用于电子产品、汽车零部件、医疗器械、化工容器、管道等产品。由于高分子材料的体积电阻率较高；因此，高分子材料制品表面容易积累静电；然而静电在塑料制品上积累后会产品众多不利影响。比如，静电在塑料中积累后会吸附灰尘，这不仅影响产品的外观，尤其是对于电子产品还会影响其性能。尤其是，静电积累会产生放电现象，在特殊的场合会产生着火以及爆炸等事故。因此，去除高分子材料中的静电，是十分必要的。

目前，常见的方式是在高分子材料中添加碳黑或碳纳米管的导电母粒；然而现有的导电母粒加入高分子材料后，并不能使得碳黑或碳纳米管有效得分散到高分子材料中。因此，要想有效地降低高分子材料的体积电阻率必然需要添加大量的碳黑或碳纳米管等导电材料。然而，碳黑或碳纳米管等导电材料价格较高，大量添加碳黑或碳纳米管必然会造成成本的提高。因此，开发一种高导电作用的导电母粒，对于减少碳黑或碳纳米管的用量具有重要的意义。

发明内容

为了克服现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种含碳黑和碳纳米管的高导电复合母粒。

一种含碳黑和碳纳米管的高导电复合母粒的制备方法，其包含如下步骤：

(1)取碳黑和碳纳米管混合均匀，然后加入分散液进行研磨；研磨结束后取出碳黑和碳纳米管，经干燥后得碳黑和碳纳米管混合物；

(2)将碳黑和碳纳米管混合物与分散剂以及高分子材料混合后得混合物料；

(3)将混合物料经螺杆挤出机挤出造粒即得所述的含碳黑和碳纳米管的高导电复合母粒。

本发明提供了一种全新的高导电复合母粒的制备方法，该方法以碳黑和碳纳米管为原料，现将其放入分散液中分散，然后再加入分散剂与高分子材料熔融共混制备得到。

本发明通过先在分散液中分散以及加入分散剂两步核心步骤，使得制备得到的高导电复合母粒的导电性能显著高于直接将碳黑和碳纳米管与高分子材料熔融共混制备得到高导电复合母粒。

优选地，步骤(1)中所述的分散液包含乙醇、乙烯基三乙氧基硅烷以及3-(苯基氨基)丙基三甲氧基硅烷。

发明人进一步研究表明，分散液的组成对于制备得到的高导电复合母粒的导电性能有着重要的影响；研究表明将碳黑和碳纳米管加入到包含乙醇、乙烯基三乙氧基硅烷以及3-(苯基氨基)丙基三甲氧基硅烷的分散液中研磨处理后制备得到的高导电复合母粒，其导电性能远远优于将碳黑和碳纳米管加入到其他组成的分散液中研磨处理后制备得到的高导电复合母粒。

优选地，分散液中乙醇、乙烯基三乙氧基硅烷以及3-(苯基氨基)丙基三甲氧基硅烷的体积比为100:4～6:1～3。

最优选地，分散液中乙醇、乙烯基三乙氧基硅烷以及3-(苯基氨基)丙基三甲氧基硅烷的体积比为100:5:2。

优选地，步骤(2)中所述的分散剂通过如下方法制备得到：取苯基顺酐加入到反应釜中，然后加入机溶剂搅拌溶解，接着加入月桂胺以及苯乙胺在惰性气体气氛中反应；反应结束后浓缩去除有机溶剂后即得所述的分散剂。