一种原位聚合制备聚酰胺基导电复合材料的方法

技术领域

本发明涉及一种原位聚合法制备导电复合材料的方法，尤其涉及一种适用于电子电器、电磁屏蔽、防静电的高分子/无机纳米复合材料的制备方法。

背景技术

金属材料因具有较高的机械强度、导电性和导热性被用于电子电器设备的主体、电磁屏蔽等元件，但金属材料具有质量重、加工耗能高，难以加工形状复杂的零件等缺点。而塑料因其良好的成型加工性、绝缘性能被很多领域应用，例如电线电缆、电子电气等。但随着社会的发展和科技的进步，在某些领域需要导电、导热且结构要求精细的功能器件，这个时候综合金属材料的功能特性和塑料的加工特性的功能复合材料成了一种优良选择。因此导电塑料也成为一种研究和应用的热点。

目前导电塑料的制备主要有两种方法，一种是改进分子结构，即制备结构型导电塑料，另一种通过塑料与导电填料熔融混合造粒得到的导电复合材料。其中，结构型导电塑料的导电性有限，而填充型的导电塑料却因加工容易而被广泛采用。随着，复合改性技术的进步，这种复合型导电塑料在许多领域逐渐代替了金属材料。虽然复合填充型导电塑料成型加工容易，但是，其导电填料需要添加量较大，引起注塑成型、力学性能等有一定的下降。而原位聚合技术是采用在单体聚合过程中将填料分散其中的工艺，具有填料分散性好，导电性能高、成型加工性优良等优势；尤其适用于一些对器件精度要求高的领域。随着现代电子工业的发展，电磁波干扰（EMI）和射频干扰（RFI）成为了新的“环境污染”问题，精密电子元器件之间的微电流很容易受到这样的复杂电磁环境的影响，产生误动作、图像障碍等故障等。因此，开发成型性优良的导电塑料具有重要的意义。

通常导电塑料的制备方法是采用碳黑、石墨、碳纤维、碳纳米管、石墨纤维等和塑料粒子熔融共混，挤出造粒的方法；这种方法通常需要较高的填充量（一般在80wt%左右）才能在聚合物内边形成导电网链，这样的填充量往往会使树脂的成型加工性、力学性能等变差。而原位聚合工艺方法可以很好的解决无机纳米粒子在聚合物基体中分散不均匀，成型加工困难的问题。因此，本发明提供一种制备填充量适中、导电性高、综合力学性能和加工性能优良的聚酰胺基导电复合材料的制备方法。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种原位聚合制备聚酰胺基导电复合材料的方法，包括如下步骤：

（1）将单体己内酰胺和开环引发剂氨基己酸按照90:10的质量比加入反应釜中，通入高纯N

（2）将步骤（1）制备的聚酰胺6导电颗粒、抗氧剂和润滑剂按98:0.5:1.5的质量配比一起混合均匀，然后加入到单螺杆挤出机中，熔融混合后造粒，料筒温度控制在210～240℃,保持真空装置开启，制得聚酰胺基导电复合材料，用于制备电子电器、生活用品中的防静电、电磁屏蔽的作用。

进一步地，所述的步骤（1）中的己内酰胺单体为(S)-3-氨基-2-己内酰胺，开环引发剂为去离子水；

再进一步，所述的纳米导电填料由纳米炭黑、石墨烯和镀镍碳纤维混合组成，其中纳米炭黑粒径d

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

第一，应用本发明的方法制备聚酰胺基导电复合材料，导电填料在聚合物基体中分散均匀，易形成完整的导电网络，最终制备的导电复合材料具有较高的导电性和散热性、优良的力学性能和加工性能；

第二，本发明中的聚合反应是在水体系中发生，不含挥发性有机溶剂，制备工艺过程环保无污染。

以下以具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此：

实施例1

步骤（1）：将单体己内酰胺和开环引发剂氨基己酸按 照90:10的质量比加入反应釜中，通入高纯N

步骤（2）：将步骤（1）制备的聚酰胺6导电颗粒、抗氧剂和润滑剂按98:0.5:1.5的质量配比一起混合均匀，然后加入到单螺杆挤出机中，熔融混合后造粒，料筒温度控制在210～240℃,保持真空装置开启，制得聚酰胺基导电复合材料，经注塑机注塑成型后制样测试其性能。

上述制得的导电复合材料性能测试结果如下：体积电阻率10

实施例2

步骤（1）：将单体己内酰胺和开环引发剂氨基己酸按 照90:10的质量比加入反应釜中，通入高纯N

步骤（2）：将步骤（1）制备的聚酰胺6导电颗粒、抗氧剂和润滑剂按98:0.5:1.5的质量配比一起混合均匀，然后加入到单螺杆挤出机中，熔融混合后造粒，料筒温度控制在210～240℃,保持真空装置开启，制得聚酰胺基导电复合材料，经注塑机注塑成型后制样测试其性能。

上述制得的导电复合材料性能测试结果如下：体积电阻率10

实施例3

步骤（1）：将单体己内酰胺和开环引发剂氨基己酸按 照90:10的质量比加入反应釜中，通入高纯N

步骤（2）：将步骤（1）制备的聚酰胺6导电颗粒、抗氧剂和润滑剂按98:0.5:1.5的质量配比一起混合均匀，然后加入到单螺杆挤出机中，熔融混合后造粒，料筒温度控制在210～240℃,保持真空装置开启，制得聚酰胺基导电复合材料，经注塑机注塑成型后制样测试其性能。

上述制得的导电复合材料性能测试结果如下：体积电阻率10

上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。