[发明专利]一种导电聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种导电聚丙烯复合材料及其制备方法，由以下质量分数的组分组成，其包括：聚丙烯69‑85.5%，导电炭黑12‑24%，1‑ 烯丙基‑3‑甲基‑咪唑氯盐2‑5%，热稳定剂0.5‑2%。该复合材料通过1‑烯丙基3‑甲基‑咪唑氯盐对导电炭黑进行表面处理，可提高导电炭黑在聚丙烯基体中的分散性和存在形式，该复合材料在炭黑加入量较小的情况下即具有良好的导电性能，表面电阻小于10⁹Ω，在有防静电要求的包装、电子电器和有电磁屏蔽要求的工业领域中均可应用。

技术领域：

本发明涉及一种聚丙烯复合材料，特别是一种导电聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术：

在聚合物中添加导电填料制备具有持久稳定导电性能的复合型导电聚合物这一方法，由于工艺简单、电阻率可调范围宽，近年来在电子、能源、化工、宇航等众多行业被广泛应用。在聚合物复合导电材料中，导电炭黑是最常用的导电填料，而炭黑与聚合物共混在达到导电性能要求时，所需炭黑的含量通常较高，造成复合体系的溶体粘度增加，加工性能和力学性能变差，且成本较高。

聚丙烯作为目前使用最为广泛的通用塑料，其本身为绝缘材料，不具备导电性能，但由于其耐酸碱、老化性能较好，近年来已被广泛用于电子电器、机械、军事领域。而这些领域对材料特殊性能的要求更多，诸如导电性能。

本发明用1-烯丙基-3-甲基-咪唑氯盐将导电炭黑的表面进行预处理后熔融共混造粒，1-烯丙基-3-甲基-咪唑氯盐的阳离子与导电炭黑表面的碳六元环结构通过粒子π键相互作用，离子间的静电作用，以及离子双键参与基体聚丙烯交联作用，在聚丙烯内与炭黑离子以部分凝胶形式存在，从而在炭黑添加量较小的情况下，即可达到很好的导电效果。

发明内容：

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种优异的导电聚丙烯复合材料。

一种导电聚丙烯复合材料，包括如下质量分数的组分：

聚丙烯69-85.5％；

导电炭黑12-24％；

1-烯丙基-3-甲基-咪唑氯盐2-5％；

热稳定剂0.5-2％。

优选地，所述聚丙烯是在230℃，2.16kg条件下，熔融指数在20-100g/10min的均聚或共聚聚丙烯。

优选地，所述导电炭黑的BDP吸收值为100-460ml/100g。

优选地，所述1-烯丙基-3-甲基-咪唑氯盐的纯度大于99％。

优选地，所述热稳定剂选自受阻酚类、受阻胺类、亚磷酸酯类热稳定剂中的一种。

本发明还提供了所述的导电聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：

a、将1-烯丙基-3-甲基-咪唑氯盐和导电炭黑按照一定质量比称量混合后，进行常温研磨混合；

b、将上述表面修饰过的导电炭黑和聚丙烯、热稳定剂按照质量比称好后混合均匀，通过双螺杆挤出机，经过混炼、挤出、拉条、切粒即得到导电聚丙烯复合材料。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

1.传统导电聚丙烯中的导电炭黑加入量需达到30％以上，才可满足表面电阻小于10⁹Ω的要求，本发明用1-烯丙基-3-甲基-咪唑氯盐将导电炭黑进行预处理，由于1-烯丙基-3-甲基-咪唑氯盐与导电炭黑表面的π键电子云较强的静电作用，促进导电炭黑在材料中的分散，并增加导电效果，使得炭黑的加入量可降低。