[发明专利]一种各向异性导电聚合物复合材料的制备方法

权利要求书

1.本发明提供的一种各向异性导电聚合物复合材料(以下简称ACPC)的制备方法，其特征在于按下述工艺步骤及条件制备碳纳米管(以下简称CNTs)含量2-8重量份、分散相聚合物聚碳酸酯(以下简称PC)含量20-30重量份以及基体相聚合物聚乙烯(以下简称PE)含量70重量份的ACPC：

(1)干燥CNTs和PC在使用前干燥，使水分重量含量少于0.01％；

(2)CNTs与PC混合采用溶液共混，以二氯甲烷为溶剂，在混合过程中施加超声波振荡，再加入乙醇将CNTs和PC沉淀出来，过滤后用烘箱干燥CNTs/PC的混合物；

(3)CNTs/PC混合物与PE熔融共混和挤出任选单螺杆挤出机和双螺杆挤出机中一种设备进行，采用典型的挤出机熔融混合工艺，温度设定在PC的加工温度，挤出机口模的主要特征是出口为矩形狭缝，尺寸随产品要求调整，狭缝的长边与短边的比值应不小于7.5；

(5)热拉伸将刚从挤出机口模挤出的料条趁热在常温空气下进行热拉伸，热拉伸的大小用热拉伸比评价，热拉伸比定义为拉伸速率与挤出速率之比，控制为1.5～10；

(6)脆冷将经热拉伸后的料条通过水温约20℃的冷却水槽中强制冷却。

2.根据权利要求1所述的ACPC制备方法，其特征在于导电粒子可以是市售的多壁碳纳米管，PE是高密度聚乙烯。

3.根据权利要求1所述的ACPC制备方法，其特征在于CNTs选择性分布在PC中，而在PE中没有或只有很少的CNTs。PE中的CNTs不足以独立形成贯穿ACPC的导电通路。

4.根据权利要求1所述的ACPC制备方法，其特征在于主要制造装置为挤出机，口模，牵引装置和冷却装置。

5.根据权利要求4所述的制备ACPC的装置，其特征在于口模的出口为矩形狭缝，尺寸随产品要求调整，宽度范围为20-40mm，厚度范围为1.5-2mm；牵引装置可调速，其速率，功率根据制备ACPC的尺寸调整，提供的热拉伸比不小于10。

6.根据权利要求1所述的ACPC制备方法，其特征在于所制得的ACPC中CNTs/PC在基体PE中形成了可导电的纤维。

7.根据权利要求1所述的ACPC制备方法，其特征在于所制得的ACPC中CNTs/PC导电纤维在基体PE中沿热拉伸方向取向分布。

8.根据权利要求1所述的ACPC制备方法，其特征在于所制得的ACPC在CNTs/PC纤维取向方向的电阻率低于纤维垂直取向方向的电阻率。

9.根据权利要求1所述的ACPC制备方法，其特征在于可以通过调节热拉伸比来调节CNTs/PC纤维取向方向的电阻率和纤维垂直取向方向的电阻率。

10.根据权利要求1所述的ACPC制备方法，其特征在于CNT/PC导电纤维的长径比可通过CNTs的含量、热拉伸比大小和口模尺寸中一种或几种调节。