[发明专利]高力学性能热塑性导电复合材料的制法

说明书

本发明涉及热塑性导电复合材料的制造方法，按第6版国际专利分类属C08G73/02,H01B1/00,H01B1/12。

在本院发明公开号CN1127267A的“热塑性导电复合材料的制备方法”中采用乳液聚合方法得到热塑性导电高分子材料，包括将苯胺或其衍生物和质子酸加入含热塑性聚合物的有机溶剂(有机溶剂选自氯仿、甲苯、苯、二氯甲烷、己烷、环己烷及上述各种溶剂的混合物)中，再加入含表面活性剂的水溶液，形成乳液，在室温下向乳液中逐渐加入氧化剂的水溶液，使苯胺或其衍生物发生氧化聚合反应，生成掺杂聚苯胺或其衍生物与热塑性聚合物构成的导电复合材料。其特点是电导率较普通机械共混方法高得多，易于进行熔融加工，加工温度低，有较好的电磁干扰屏蔽效果，具有较好的热稳定性和环境稳定性，但其不足之处是力学性能较低。

1994年US5,324,453提出的苯胺乳液氧化聚合方法中提到聚合时加PEG可得到纤维状聚苯胺，但其稳定性不好，发明人未提供力学性能数据。

本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种产品力学性能优异的方法。

本发明的目的可以通过以下措施来达到：

(1)热塑性聚合物溶解于有机溶剂中；

(2)在热塑性聚合物有机溶液中加表面活性剂、水、及聚乙二醇，形成乳液；

(3)在乳液中加入苯胺或其衍生物，质子酸水溶液；

(4)上述苯胺及聚合物乳液中逐渐加入氧化剂溶液进行氧化聚合反应；

(5)反应结束后加沉淀剂，并加热蒸出有机溶剂；

(6)产物过滤，水洗至滤液不含SO₄^2-为止；

(7)滤饼至少一次加醇类，搅拌，过滤，水洗；

(8)洗净的滤饼干燥得高力学性能热塑性导电复合材料；按本发明方法所得产品的抗张强度可达12.4～20.8兆帕。

本发明的目的还可以通过以下措施来达到：即洗涤所用醇类低碳醇选自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇其混合物或水溶液。

本发明下面将结合实施例作进一步解释。

实施例1在室温下，在反应釜中将320克高抗冲聚苯乙烯[HIPS]溶解于1200毫升的苯中，溶解后加聚乙二醇200 10克，十二烷基硫酸钠202克，加水650毫升及95％的乙醇250毫升，形成乳液。将111.6克苯胺加到300毫升浓度为6摩尔/升的盐酸溶液中，并将此溶液加入到上述乳液中。逐渐滴加含274克过硫酸铵的水溶液600毫升，滴加结束后在室温继续反应2小时，2小时后用计量泵加95％的乙醇1200毫升，逐步提高反应釜的温度到60～75℃，将苯蒸馏出来，反应产物经抽滤、水洗后转移至容器中，再加800毫升95％的乙醇溶液，并搅拌1小时，抽滤，再水洗一次，反应产物在60～100℃的条件下干燥。样品在注射温度为180℃、注射压力为4兆帕、保压时间为50秒以及模温为40℃的条件下注射成型，注射样条的抗张强度为20.8兆帕。3毫米厚的板材在30～1500MHz的频率范围内的电磁波干扰屏蔽效率为6.8～11.4分贝。

实施例2在室温下，在反应釜中将160克高抗冲聚苯乙烯[HIPS]溶解于600毫升的苯中，溶解后加聚乙二醇200 10克，十二烷基磺酸钠190克，加水800毫升及95％的乙醇250毫升，形成乳液。将139.5克苯胺加到400毫升浓度为6摩尔/升的盐酸溶液中，并将此溶液加入到上述乳液中。逐渐滴加含342克过硫酸铵的水溶液750毫升，滴加结束后在室温继续反应1.5小时，1.5小时后用计量泵加95％的乙醇1200毫升，逐步提高反应釜的温度到60～75℃，将苯蒸馏出来，反应产物经抽滤、水洗后转移至容器中，再加800毫升95％的乙醇溶液，并搅拌1小时，抽滤，再水洗一次，反应产物在60～100℃的条件下干燥。样品在170℃、15兆帕的条件下对上述产品进行热压成型，得到的片材的四探针电导率为2.6西门子/厘米，其1毫米厚的片材在30～1500MHz的频率范围内电磁波干扰屏蔽效率为12.6～16.4分贝，3毫米厚的片材在相同的频率范围内电磁干扰屏蔽效率为20.0～27.1分贝，5毫米厚的片材在相同的频率范围内电磁波干扰屏蔽效率为27.2～34.2分贝。在注射温度为180℃、注射压力为4兆帕、保压时间为50秒以及模温为40℃的条件下注射成型，注射样条的抗张强度为15.2兆帕。