[发明专利]一种电阻率高度均匀的静电耗散型板材用聚芳醚酮组合物及其制备方法

权利要求书

1.一种电阻率高度均匀的静电耗散型板材用聚芳醚酮组合物，其特征在于，该组合物包括以下组分：

A、聚芳醚酮；

B、半导电的碳含量不高于80％的部分碳化碳纤维粉或短切碳纤维、碳含量不高于80％的部分碳化碳纳米纤维；

C、流动改性剂；

其中组分B的体积电阻率在10²-10⁵Ω·cm。

2.根据权利要求1所述的聚芳醚酮组合物，其特征在于，所述的聚芳醚酮选自聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮(PEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚醚醚酮酮(PEEKK)或聚醚酮醚酮酮(PEKEKK)中的一种或多种，以重量百分比计，其用量为65-95％，优选为70-90％，更优选为70-80％。

3.根据权利要求1所述的聚芳醚酮组合物，其特征在于，所述的流动改性剂为多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)，以重量百分比计，其用量为0.5-5％，优选为1-3％。

4.根据权利要求1所述的聚芳醚酮组合物，其特征在于，所述部分碳化碳纤维粉或短切碳纤维的碳含量为65-80％，部分碳化碳纳米纤维的碳含量在65-80％，以重量百分比计，组分B的用量为3-30％，优选为5-25％。

5.根据权利要求4所述的聚芳醚酮组合物，其特征在于，所述部分碳化碳纤维粉的直径为10-50μm，长度为200-1000μm；所述部分碳化短切短纤维长度为1mm-3mm；所述部分碳化碳纳米纤维的直径为50-500nm，长度在50-500μm。

6.根据权利要求5所述的聚芳醚酮组合物，其特征在于，所述部分碳化碳纤维粉或短切碳纤维通过以下方法制备：

(1)以碳纤维前驱体原丝为原料制备，包括聚丙烯腈(PAN)基、纤维素基、中间相沥青基；纤维原丝的单丝线密度为0.4-1.2dtex、经高温定向牵引处理、模量大于50cN/dtex；

(2)采用带有牵引和张力控制系统的预氧化炉、低温碳化炉连续试验装置对原丝的进行碳化，其中炭化炉采用气封装置保证炉内高纯氮气的保护；

碳化工艺为：经定向化的碳纤维前驱体原丝250-300℃空气中预氧化1-3小时，然后在炭化炉中进行碳化，在氮气气氛中，在550-700℃，碳化温度为1-6小时；碳化得到连续的碳含量在65-80％的部分碳化碳纤维；

(3)将部分碳化碳纤维通过短切制得长度1mm-3mm短切碳纤维；部分碳化碳纤维通过裁切、研磨得到部分碳化碳纤维粉，粉体直径一般在10-50μm、长度在200-1000μm。

7.根据权利要求5所述的聚芳醚酮组合物，其特征在于，所述部分碳化碳纳米纤维通过以下方法制备：

(1)以电纺丝聚丙烯腈(PAN)纳米纤维毡为原料制备；

(2)PAN纳米纤维直径在50-500nm间，采用大直径转辊收集定向排列的PAN纳米纤维毡；毡用夹辊夹紧两端并在牵伸温度为250℃左右、牵伸比1.4-1.6条件下牵伸1-2小时；采用带有牵引和张力控制系统的预氧化炉、低温碳化炉连续试验装置对纳米纤维毡的进行碳化，其中炭化炉采用气封装置保证炉内高纯氮气的保护；

碳化工艺为：采用夹辊牵引系统进行引导进入预氧化炉和碳化炉，电纺丝PAN纳米纤维毡250-300℃空气中预氧化1-3小时，然后在碳化炉中进行碳化，在氮气气氛中，在550-700℃，碳化温度为1-6小时；碳化得到连续的碳含量在65-80％的部分碳化碳纳米纤维毡；

(3)半导电的碳化纤维毡通过研磨得到半导电碳纳米纤维粉，粉体的直径一般50-500nm、长度在50-500μm。