[发明专利]具有多层次结构的ABS微孔导电复合材料制品的制备方法与应用

说明书

本发明公开一种具有多层次结构的ABS微孔导电复合材料制品的制备方法，属于导电高分子材料领域。以导电填料来改性制备轻质ABS微孔导电复合材料，将ABS导电复合材料与超临界流体在注塑机内混炼形成单相溶液，将单相溶液快速注入未完全闭合的模腔中，利用压力降使其产生的热力学不稳定状态发泡，然后采用模具压缩工艺对其进行压缩；或者将单相溶液注入模腔中直接发泡得到所述制品。本发明通过超临界流体微孔发泡有效改善了ABS导电复合材料内部填料的分散、取向，制备了泡孔尺寸均匀、泡孔密度高、导电性能好且轻质的ABS微孔导电复合材料，制备方法简单，生产周期短效率高，可操作性强易与实现工业化生产。

技术领域

本发明涉及导电高分子材料领域，特别涉及具有多层次结构的ABS微孔导电复合材料制品的制备方法与应用。

背景技术

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)是一种三元共聚物，具有优良的韧、硬、刚相均衡的力学性能；ABS以其优异的综合性能及良好的加工性能被广泛应用于汽车、家用电器、仪器仪表、军工等行业。ABS在自身具有绝缘性能的基础上，添加导电填料能够生产综合性能优越的导电ABS复合材料。

目前大多数使用间歇发泡的方法制备ABS微孔材料，难以规模化生产，此外大多数泡沫材料还是使用的化学发泡剂进行发泡，所得到的微孔材料泡孔尺寸大、力学性能差。微孔注射是将超临界流体引入注塑过程中，可以有效减小注塑件的密度，降低材料成本，减少产品内应力，提高产品尺寸稳定性。因此，寻找一种更加简便、高效、经济的ABS微孔导电复合材料的制备方法具有巨大的实际意义和理论价值。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种适于推广应用的具有多层次结构的ABS微孔导电复合材料制品的制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案。

具有多层次结构的ABS微孔导电复合材料制品的制备方法，第一种技术方案包括如下步骤：(1)将ABS与导电填料按照配比进行机械混合形成预混料，把预混料加入挤出机进行熔融，挤出后冷却造粒制备ABS/导电填料复合材料；(2)将ABS/导电填料复合材料干燥后加入注塑机，通过加热和螺杆剪切作用使ABS/导电填料复合材料熔融；超临界流体形成与输送系统控制气体处于超临界状态后，将其注入熔体内；注入的超临界流体与ABS/导电填料复合材料进行混炼，形成单相溶液；(3)将混炼好的单相溶液注射到未完全闭合的模腔中，利用压力降产生的热力学不稳定状态使ABS/导电填料复合材料发泡，短暂的延迟后模具进一步闭合，对模腔内的熔体施加压缩力，直至熔体冷却，取出制品。

作为一种优选，步骤(3)中，压缩距离为0.5mm～3mm，压缩速度为1mm/s～15mm/s，压缩力为60kN～200kN。

作为一种优选，步骤(3)中，ABS/导电填料复合材料熔体在未闭合的模腔中，较大的模腔体积给更多的气泡核提供了成长空间，从而在制品厚度方向上形成了数量较多的泡孔，而后的模具压缩使得泡孔尺寸变小，泡孔分布更加均匀，实体层厚度减小。

具有多层次结构的ABS微孔导电复合材料制品的制备方法，第二种技术方案包括如下步骤：(1)将ABS与导电填料按照配比进行机械混合形成预混料，把预混料加入挤出机进行熔融，挤出后冷却造粒制备ABS/导电填料复合材料；(2)将ABS/导电填料复合材料干燥后加入注塑机，通过加热和螺杆剪切作用使ABS/导电填料复合材料熔融；超临界流体形成与输送系统控制气体处于超临界状态后，将其注入熔体内；注入的超临界流体与ABS/导电填料复合材料进行混炼，形成单相溶液；(3)将混炼好的单相溶液注射到模腔中，利用压力降产生的热力学不稳定状态使ABS/导电填料复合材料发泡，直至熔体冷却，取出制品。

作为一种优选，两种技术方案中，导电填料为碳纤维、石墨烯、碳纳米管、纳米金线或纳米银线；超临界流体为超临界二氧化碳或超临界氮气。

作为一种优选，两种技术方案中ABS与导电填料的配比为100:0.1～100:70