一种软导电聚合物复合材料及其加工方法与流程

1.本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种软导电聚合物复合材料及其加工方法。


背景技术：

2.导电高分子材料(聚合物)已广泛应用于汽车、电子、化工及航空航天等领域，而复合型导电高分子材料由于其加工简单、成本低，更是得到了广泛的应用。但是复合型导电高分子材料制备时所采用的导电填充材料(导电填料)的种类和用量对复合型导电高分子材料的电性能和其他性能有很大的影响。
3.随着科技化的进程发展，对材料的性能提出了更高的要求，需要在保证具有良好导电率的基础上，同时具有良好的透明性和柔韧性。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明提供一种软导电聚合物复合材料，包括：柔性透明基体、导电填料和金属粒子；所述的柔性透明基体为连续相；导电填料与金属粒子还原性共构结合，并连续的分布在柔性透明基体的内部。
5.优选的：所述柔性透明基体、导电填料和金属粒子的比重为：柔性透明基体70-90份、导电填料8-20份，金属粒子2-10份。
6.优选的：所述柔性透明基体、导电填料和金属粒子的比重为：柔性透明基体80份，导电填料15份和金属粒子5份。
7.优选的：所述柔性透明基体使所述的柔性透明基体可是pvb、eva、poe、pet、peek、cpi、pei、pen、pmma、coc、pc、fep、smma、gpps、petg或ppsu中的一种或者多种组合。
8.优选的：所述柔性透明基体为pvb。
9.优选的：所述的导电材料是石墨烯、碳管、导电炭黑、膨胀石墨、纳米银线和碳纳米管中的一种或者多种组合。
10.优选的：所述的导电材料是纳米银线或者碳纳米管。
11.优选的：所述的金属粒子是单组分金属、金属合金、金属氧化物、金属盐、金属氮化物、非金属氮化物、金属氢氧化物中的一种或者多种组合。
12.优选的：所述的金属粒子是金、银、铜、铁、金合金、银合金、铜合金、铁合金、二氧化钛、三氧化二铁、四氧化三铁、氧化银、氧化锌中的一种或者多种组合。
13.本发明还提供一种根据所述的软导电聚合物复合材料的加工方法，所述的加工方法步骤包括：将所需量的导电填料和金属粒子进行混合获得共混物，对共混物进行加热到共融温度获得柔质共混物，向共融柔质共混物内加入一个预设比例的柔性透明基体获得柔质混合料；在还原气体的情况下对柔质混合料进行拉伸获得导电薄层料，将剩余量的柔性透明基体熔融覆盖在导电薄层料获得软导电聚合物复合材料。
14.本发明的技术效果和优点：本发明的柔性导电材料，采用将导电填料和金属粒子
充分混合并以还原性共构基团存在。由于导电填料和金属粒子以还原性共构基团存在，在制备过程中还原性共构基团以分散相，在柔性透明基体的连续相中分散均匀，且处于柔性透明基体包谷的封闭空间，封闭空间使还原性共构基团形态稳定。由于导电填料和金属粒子以还原性共构基团存在，降低了金属粒子碰撞后重新发生合并的概率，使金属粒子的粒径变得更小，金属粒子在柔性透明基体连续相内分布更加广泛和均匀，所以只需要很少量的导电填料和金属粒子就可以形成更好的导电通路，使最终所制备的种软导电聚合物复合材料具有更加优异的导电性能。并且在拉伸、折叠、变形条件下，体积电阻率变化小，具有良好的柔性电性能稳定性。该导电聚合物复合材料同时具有良好的综合性能。由于导电填料和金属粒子以还原性共构基团存在具有防静电、防电磁波干扰和无尘要求的电子生产设备、工具、电子仪器、仪表外壳和无尘生产车间的装饰材料以及各种柔性电子产品的外壳与电路板。所述软导电聚合物复合材料，其工艺简单﹑设备成本低﹑加工性能改善，工艺条件易于控制，适用于工业化大批量生产的要求。
具体实施方式
15.下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。本发明的实施例是了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
16.实施例1
17.将20份的石墨烯和10份的三氧化二铁进行混合获得共混物，对共混物进行加热。加入20份的pvb。在氢气环境下对混合料进行拉伸获得导电薄层料，将剩余量的50份pvb熔融覆盖在导电薄层料获得软导电聚合物复合材料。
18.实施例2
19.将8份的纳米银线和2份的四氧化三铁进行混合获得共混物，对共混物进行加热。加入30份的eva。在氢气环境下对混合料进行拉伸获得导电薄层料，将剩余量的60份eva熔融覆盖在导电薄层料获得软导电聚合物复合材料。
20.实施例3
21.将15份的碳纳米管和5份的三氧化二铁进行混合获得共混物，对共混物进行加热。加入25份的pvb。在氢气环境下对混合料进行拉伸获得导电薄层料，将剩余量的50份pvb熔融覆盖在导电薄层料获得软导电聚合物复合材料。
22.实施例4
23.将15份的碳纳米管和5份的三氧化二铁进行混合获得共混物，对共混物进行加热。加入25份的pvb。直接对混合料进行拉伸获得导电薄层料，将剩余量的50份pvb熔融覆盖在导电薄层料获得软导电聚合物复合材料。
24.对各个实施例获得软导电聚合物复合材料进行体积电阻测试获得表1，具体内容如下：
25.样品编号体积电阻率(ω
·
cm)实施例122
实施例29实施例316实施例41.9
×
10226.从表1中数据可以看出，通过在还原气体的情况下，导电填料和金属粒子以还原性共构基团存在，具有更低的体积电阻率，而且体积电阻率下降的幅度很大，说明导电填料和金属粒子以还原性共构基团存在可以显著提高了所制备的导电聚合物复合材料的导电性能。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域及相关领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。


技术特征：
1.一种软导电聚合物复合材料，其特征在于，所述软导电聚合物复合材料包括：柔性透明基体、导电填料和金属粒子；所述的柔性透明基体为连续相；导电填料与金属粒子还原性共构结合，并连续的分布在柔性透明基体的内部。2.根据权利要求1所述的一种软导电聚合物复合材料，其特征在于，所述柔性透明基体、导电填料和金属粒子的比重为：柔性透明基体70-90份、导电填料8-20份，金属粒子2-10份。3.根据权利要求1所述的一种软导电聚合物复合材料，其特征在于，所述柔性透明基体、导电填料和金属粒子的比重为：柔性透明基体80份，导电填料15份和金属粒子5份。4.根据权利要求1所述的一种软导电聚合物复合材料，其特征在于，所述柔性透明基体使所述的柔性透明基体是pvb、eva、poe、pet、peek、cpi、pei、pen、pmma、coc、pc、fep、smma、gpps、petg或ppsu中的一种或者多种组合。5.根据权利要求4所述的一种软导电聚合物复合材料，其特征在于，所述柔性透明基体为pvb。6.根据权利要求1所述的一种软导电聚合物复合材料，其特征在于，所述的导电材料是石墨烯、碳管、导电炭黑、膨胀石墨、纳米银线和碳纳米管中的一种或者多种组合。7.根据权利要求6所述的一种软导电聚合物复合材料，其特征在于，所述的导电材料是纳米银线或者碳纳米管。8.根据权利要求1所述的一种软导电聚合物复合材料，其特征在于，所述的金属粒子是单组分金属、金属合金、金属氧化物、金属盐、金属氮化物、非金属氮化物、金属氢氧化物中的一种或者多种组合。9.根据权利要求1所述的一种软导电聚合物复合材料，其特征在于，所述的金属粒子是金、银、铜、铁、金合金、银合金、铜合金、铁合金、二氧化钛、三氧化二铁、四氧化三铁、氧化银、氧化锌中的一种或者多种组合。10.一种根据权利要求1～9任一项所述的软导电聚合物复合材料的加工方法，其特征在于，所述的加工方法步骤包括：将所需量的导电填料和金属粒子进行混合获得共混物，对共混物进行加热到共融温度获得柔质共混物，向共融柔质共混物内加入一个预设比例的柔性透明基体获得柔质混合料；在还原气体的情况下对柔质混合料进行拉伸获得导电薄层料，将剩余量的柔性透明基体熔融覆盖在导电薄层料获得软导电聚合物复合材料。

技术总结
本发明涉及高分子材料领域，具体公开了一种软导电聚合物复合材料及其加工方法。所述软导电聚合物复合材料包括：柔性透明基体、导电填料和金属粒子；所述的柔性透明基体为连续相；导电填料与金属粒子还原性共构结合，并连续的分布在柔性透明基体的内部。本发明的柔性导电材料，采用将导电填料和金属粒子充分混合并以还原性共构基团存在，分散均匀，稳定性好，具有优异的导电性能。并且在拉伸、折叠、变形条件下，体积电阻率变化小，具有良好的柔性电性能稳定性。能稳定性。


技术研发人员：何江
受保护的技术使用者：江苏智柔新材料科技有限公司
技术研发日：2022.09.02
技术公布日：2022/10/25