[发明专利]预制母料与相结构调控结合制备导电热塑性弹性体的方法

说明书

本发明公开了一种预制母料与相结构调控结合制备导电热塑性弹性体的方法，该方法通过降低导电填料的使用量并使聚合物复合材料的导电性能显著提高，可以满足特点的场合使用，因此可提高导电热塑性弹性体的应用范围。本发明的预制母料与相结构调控结合制备导电热塑性弹性体的方法，其包括以下步骤：①将聚烯烃树脂与导电材料及助剂混合均匀后制得混合料；②再将混合料共混均匀制得母料；③最后将母料与热塑性弹性体共混均匀制得导电热塑性弹性体；或者①将热塑性弹性体与导电材料及助剂混合均匀后制得混合料；②再将混合料共混均匀制得母料；③最后将母料与聚烯烃树脂共混均匀制得导电热塑性弹性体。

技术领域

本发明涉及一种导电热塑性弹性体的制备方法，更具体地说涉及一种预制母料与相结构调控结合制备导电热塑性弹性体的方法。

背景技术

材料按电学性能可以分为绝缘体、半导体、导体和超导体。聚合物材料中常用的品种如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、三元乙丙橡胶、二甲基硅氧烷橡胶、丁苯热塑性弹性体都是典型的绝缘体，其电绝缘性能可以用电导率(10^-12～10^-16S·m^-1)或体积电阻系数(10¹²～10¹⁶Ω·m)表示；而聚苯胺、聚乙炔、聚苯硫醚等聚合物则是典型的导体，其电导率为10²～10⁷S·m^-1或体积电阻系数为10^-7～10^-2Ω·m。导电高分子材料是具有导电功能的聚合物材料，按结构的不同可以分为结构型导电高分子材料和复合型导电高分子材料两大类。所谓结构型导电高分子材料是指高分子结构本身或经过掺杂之后具有导电功能的高分子材料，如聚苯胺、聚乙炔、聚苯硫醚等聚合物，这类材料由于成本高、稳定性差、成型加工困难、机械性能不佳等方面的不足限制了其应用；复合型导电高分子材料由通用的高分子材料如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等与各种导电性物质如银、导电炭黑、碳纤维等通过填充复合、表面复合或层积复合等方式可以制得。由后者制得的导电高分子材料电导率通常为10^-4～10²S·m^-1或体积电阻系数为10^-2～10⁴Ω·m，此类导电高分子材料具有成本低、制备方法简单、导电性能可调整、可以利用传统的通用高分子材料的加工方法如注射成型、挤出成型、吹塑成型、层压成型等特点，在许多领域获得了广泛应用。

聚烯烃树脂具有电绝缘性能优异、加工性能好、力学性能优异、耐化学稳定性好、价格低廉、可循环使用等优点，聚烯烃中最重要的品种是聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)。聚烯烃材料熔点较高、电击穿强度和体积电阻系数均高，可满足电线电缆在较高温度下的长期应用需求。聚丙烯中的均聚聚丙烯(PPH)结构十分规整，大分子主链的同一侧规律性地排布了侧甲基，极易结晶；PPH从熔体冷却时通常形成α晶，晶区熔点为167℃左右，其制品耐高温性好、刚性和强度高；PPH结晶度较高，可达50％或以上，导致PPH抗冲击性相对一般，脆性较大，尤其是低温韧性极差。聚乙烯中的高密度聚乙烯(HDPE)通常使用Ziegler-Natta聚合法制造，其特点是分子链上几乎没有支链，因此分子链排布规整，具有较高的密度、熔点和较高结晶度。因此HDPE具有良好的耐热性、耐寒性、化学稳定性好，还具有较高的刚性和韧性，机械强度好；介电性能、电绝缘性均较好，耐环境应力开裂性亦较好。