[发明专利]具有超低导电渝渗值的三元共混物基复合材料及其制备方法

摘要

本发明公开了具有超低导电渝渗值的三元共混物基复合材料及其制备方法。该复合材料是由40vol％～45vol％的聚偏氟乙烯，40vol％～55vol％的高密度聚乙烯，20vol％聚苯乙烯和0.025vol％～0.5vol％多壁碳纳米管经熔融共混制备得到。多壁碳纳米管在熔融混合过程中能够有效地选择性分布在聚苯乙烯界面相，相比双渝渗结构型导电复合材料以及填充型聚合物基导电复合材料，本发明得到的三元共混物基复合材料的导电渝渗值更低，这种特殊的多层次结构使得三元共混物基复合材料的导电渝渗值低至0.022vol％，达到超低的填充水平。

主权项

具有超低导电渝渗值的三元共混物基复合材料，其特征在于，其采用如下A、B、C方法之一制备获得：方法A：(A1)先将预先在80℃烘箱中干燥24h的聚苯乙烯PS和多壁碳纳米管MWCNTS按体积比组成，通过转矩流变仪熔融混合造粒，加工温度为200℃，转速为100r/min，混合时间为5min；(A2)将步骤(A1)中所得的粒料在80℃烘箱中干燥24h，以得到MWCNTS填充PS母料；(A3)将步骤(A2)中所得的MWCNTS填充PS母料与聚偏氟乙烯PVDF和高密度聚乙烯HDPE按体积比组成，通过转矩流变仪熔融混合造粒，加工温度为200℃，转速为100r/min，混合时间为8min，通过转矩流变仪熔融共混，即得三元共混物基导电复合材料，其体积组成比PVDF∶PS∶HDPE∶CNT＝44∶20∶36∶0.1；(A4)将步骤(A3)熔融混合均匀的的复合材料粒料在平板硫化机中热压5min，模压温度为200℃，压力为10MPa；然后将试样在相同的压力下缓慢冷却至室温；方法B：(B1)先将预先在80℃烘箱中干燥24h的PS和MWCNTS按体积比组成，通过转矩流变仪熔融混合造粒，加工温度为200℃，转速为100r/min，混合时间为5min；(B2)将步骤(B1)中所得的粒料在80℃烘箱中干燥24h，以得到MWCNTS填充PS母料；(B3)将步骤(B2)中所得的MWCNTS填充PS母料与PVDF和HDPE按体积比组成，通过转矩流变仪熔融混合造粒，加工温度为200℃，转速为100r/min，混合时间为8min，通过转矩流变仪熔融共混，即得三元共混物基导电复合材料，其体积组成比PVDF∶PS∶HDPE∶CNT＝44∶20∶36∶0.2；(B4)将步骤(B3)熔融混合均匀的的复合材料粒料在平板硫化机中热压5min，模压温度为200℃，压力为10MPa；然后将试样在相同的压力下缓慢冷却至室温；方法C：(C1)先将预先在80℃烘箱中干燥24h的PS和MWCNTS按体积比组成，通过转矩流变仪熔融混合造粒，加工温度为200℃，转速为100r/min，混合时间为5min；(C2)将步骤(C1)中所得的粒料在80℃烘箱中干燥24h，以得到MWCNTS填充PS母料；(C3)将步骤(C2)中所得的MWCNTS填充PS母料与PVDF和HDPE按体积比组成，通过转矩流变仪熔融混合造粒，加工温度为200℃，转速为100r/min，混合时间为8min，通过转矩流变仪熔融共混，即得三元共混物基导电复合材料，其体积组成比PVDF∶PS∶HDPE∶CNT＝44∶20∶36∶0.4；(C4)将步骤(C3)熔融混合均匀的的复合材料粒料在平板硫化机中热压5min，模压温度为200℃，压力为10MPa；然后将试样在相同的压力下缓慢冷却至室温。