一种PEEK导电材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种PEEK导电材料及其制备方法。按质量百分比计，该PEEK导电材料由60‑92％的PEEK、5‑30％的改性炭黑和3‑30％的改性石墨组成，改性炭黑由炭黑经N‑(苯并环丁烯‑4‑基)马来酰亚胺表面处理获得。N‑(苯并环丁烯‑4‑基)马来酰亚胺能够提高炭黑的亲油性和分散性，从而炭黑均能够均匀分散在PEEK基体材料中，不会发生团聚，赋予PEEK导电材料以优良的断裂伸长率和导电性；苯并环丁烯基团使改性炭黑的分解温度均达到450℃以上，赋予PEEK导电材料优良的热稳定性。炭黑和石墨之间复配增效，能够进一步提高PEEK导电材料的热稳定性和导电性。

【技术实现步骤摘要】
一种PEEK导电材料及其制备方法
本专利技术属于高分子材料领域，具体涉及一种PEEK导电材料及其制备方法。
技术介绍
聚醚醚酮，英文名称polyetheretherketone(简称PEEK)，它是分子主链中含有链节的线性芳香族高分子化合物。PEEK树脂是一种性能优异的特种工程塑料，与其他特种工程塑料相比具有更多显著优势，比如，耐正高温260℃，机械性能优异，自润滑性好，耐化学品腐蚀，阻燃，耐剥离性，耐磨性，不耐强硝酸、浓硫酸，抗辐射，超强的机械性能，PEEK在航空航天、汽车制造、电子电气、医疗和食品加工等领域得到广泛应用。聚醚醚酮是一种高绝缘性材料，其表面电阻率达到1014-1016Ω，这就使得材料表面富聚的静电电荷不易排除，会形成高达几万伏的静电高压，当将聚醚醚酮用于包装电子器件或电器产品时，需要使其具有导电性，否则其表面的静电将会使相关的电子产品发生损坏。如授权公告号为CN102942780B的中国专利技术专利公开了一种聚醚醚酮导电薄膜，按质量百分比计，该聚醚醚酮导电薄膜由89-99％的聚醚醚酮树脂和1-11％的导电填料组成。该聚醚醚酮导电薄膜直接将导电填料混入聚醚醚酮树脂中，但如炭黑、碳纤维材料、石墨等导电填料极有可能发生团聚，在聚醚醚酮树脂中难以均匀分散，使得最终获得的薄膜的导电性能较差，这就需要改善导电填料在聚醚醚酮中的分散和分布，改善手段包括采用特殊分散手段、对导电填料进行表面处理和使用更小粒径的填料等等。对导电填料进行表面处理是行之有效的有段，以往都是采用丙烯酰胺、苯乙烯等或硅烷偶联剂等进行接枝改性，但这些材料的分解温度都小于350℃，而PEEK的注塑加工温度通常在370-390℃，这就使得在对PEEK进行注塑加工时导电填料上的改性材料会发生分解，使其对炭黑的表面失去应有的改性作用。
技术实现思路
本申请的专利技术目的是提供一种具有优良的热稳定性和导电性能的PEEK导电材料。为实现上述目的，本申请的技术方案如下：一种PEEK导电材料，按质量百分比计，由60-92％的PEEK、5-30％的改性炭黑和3-30％的改性石墨组成，所述的改性炭黑由炭黑经N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺表面处理获得。本申请采用N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺对炭黑进行表面处理，N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺能够提高炭黑的亲油性和分散性，从而炭黑均能够均匀分散在PEEK基体材料中，不会发生团聚，赋予本申请的PEEK导电材料以优良的断裂伸长率和导电性。并且，N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺具有的苯并环丁烯基团和酰亚胺五元环均具有优异的热稳定性，经N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺改性后的改性炭黑的分解温度均达到450℃以上，从而在370-390℃的PEEK加工温度下，改性炭黑仍旧具有优良的热稳定性，不会发生热分解。选用石墨与改性炭黑复配增效，能够进一步提高PEEK导电材料的热稳定性和导电性。在上述的PEEK导电材料中，所述的石墨为改性石墨，该改性石墨由石墨粉经N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺表面处理获得。石墨粉虽然具有较小的粒径，但也会发生团聚现象，因此本申请也采用N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺对石墨粉进行表面处理。在上述的PEEK导电材料中，所述的改性炭黑的制备方法包括：将炭黑与N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺混合，进行Diels-Alder反应，获得经N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺表面处理的改性炭黑；所述的改性石墨的制备方法包括：将石墨粉与N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺混合，进行Diels-Alder反应，获得经N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺表面处理的改性石墨。Diels-Alder反应过程中，不仅N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺会与炭黑、石墨表面的共轭双烯结构发生Diels-Alder反应，使炭黑、石墨表面分别接枝N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺(通过酰亚胺五元环与共轭双烯聚合成六元环而实现接枝)；而且N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺单体之间也会发生Diels-Alder反应(N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺单体的苯并环丁烯在高热下开环与另一N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺上的酰亚胺五元环聚合成六元环)，从而N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺能够将炭黑粒子聚成链状或葡萄状或网状的凝聚体、将石墨粒子聚成链状或葡萄状或网状的凝聚体，凝聚体中含有多个“N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺+炭黑(或石墨)+N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺”重复单元，两重复单元之间通过各自的N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺实现连接，并且由于N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺的酰亚胺五元环具有空间位阻效应，使得聚合长链不会发生回转和团聚；同一炭黑(或石墨)粒子上还可以接枝更多的N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺，使凝聚体呈葡萄状或网状；这就使得改性炭黑具有极高的结构性，形成不易破坏的空间网络，由于N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺本身即具有良好的力学和电气性能，因此该空间网络中能够形成无数条链式导电结构，赋予PEEK优良的导电性。作为优选，所述的改性炭黑由炭黑经N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺和N-苯基马来酰亚胺表面处理获得，所述的改性石墨由石墨经N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺和N-苯基马来酰亚胺表面处理获得。在上述的PEEK导电材料中，所述的改性炭黑的制备方法包括：将炭黑、N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺和N-苯基马来酰亚胺混合，进行Diels-Alder反应，获得经N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺和N-苯基马来酰亚胺表面处理的改性炭黑；和/或：所述的改性石墨的制备方法包括：将石墨粉与N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺和N-苯基马来酰亚胺混合，进行Diels-Alder反应，获得经N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺和N-苯基马来酰亚胺表面处理的改性石墨。采用N-苯基马来酰亚胺和N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺同时对炭黑(或石墨粉)进行接枝改性时，Diels-Alder反应过程中，不仅炭黑(或石墨)表面能够接枝N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺和N-苯基马来酰亚胺，而且N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺单体之间、N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺单体与N-苯基马来酰亚胺单体之间均能发生Diels-Alder反应，这就使得形成的凝聚体的空间网络中，链式导电结构堆积更为紧密、网络程度更高，在进一步提高炭黑(或石墨)的分散性、亲油性和热稳定性的同时，能够进一步增强PEEK导电材料的导电性。作为优选，按质量百分比计，该PEEK导电材料由65-75％的PEEK、15-20％的改性炭黑和10-15％的石墨组成。本申请还提供了一种所述的防静电PEEK树脂材料的制备方法，该制备方法依次包括以下步骤：(1)制备改性炭黑和改性石墨；如上所述，改性炭黑可以由炭黑与N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺混合、进行Diels-Alder反应后获得；也可以由炭黑、N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺和N-苯基马来酰亚胺混合、进行Diels-Alder反应后获得。同样地，改性石墨可以由石墨粉与N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺混合、进行Diels-Al本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种PEEK导电材料，其特征在于，按质量百分比计，由60‑92％的PEEK、5‑30％的改性炭黑和3‑30％的石墨组成，所述的改性炭黑由炭黑经N‑(苯并环丁烯‑4‑基)马来酰亚胺表面处理获得。

【技术特征摘要】
1.一种PEEK导电材料，其特征在于，按质量百分比计，由60-92％的PEEK、5-30％的改性炭黑和3-30％的石墨组成，所述的改性炭黑由炭黑经N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺表面处理获得。2.如权利要求1所述的PEEK导电材料，其特征在于，所述的石墨为改性石墨，该改性石墨由石墨粉经N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺表面处理获得。3.如权利要求2所述的PEEK导电材料，其特征在于，所述的改性炭黑的制备方法包括：将炭黑与N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺混合，进行Diels-Alder反应，获得经N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺表面处理的改性炭黑；所述的改性石墨的制备方法包括：将石墨粉与N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺混合，进行Diels-Alder反应，获得经N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺表面处理的改性石墨。4.如权利要求1或2所述的PEEK导电材料，其特征在于，所述的改性炭黑由炭黑经N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺和N-苯基马来酰亚胺表面处理获得，和/或：所述的改性石墨由石墨经N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺和N-苯基马来酰亚胺表面处理获得。5.如权利要求4所述的PEEK导电材料，其特征在于，所述的改性炭黑的制备方法包括：将炭黑、N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺和N-苯基马来酰亚胺混合，进行Diels-Alder反应，获得经N-(苯并环丁烯-4-基)马来酰亚胺和N-苯基马来酰亚胺表面处理的改性炭黑...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱剑锷，邓赛明，吴晓明，
申请(专利权)人：浙江德清科赛塑料制品有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33