一种抗静电材料导电填料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种抗静电材料导电填料的制备方法，属于导电填料技术领域。本发明专利技术针对目前抗静电导电填料在长期使用中丧失抗静电性能，炭黑的添加量大，炭黑在基体中分散性和力学性能差，可调性差的问题，本发明专利技术首先利用甘蔗根和黄豆芽中天然导电抗静电物质，通过蒸煮粗提取，与营养物质进行混合，培养微生物，在培养过程中，以通电作为诱导，促进微生物变异，增加其抗静电能力，随后将其对炭黑进行改性，增加其分散性及力学性能，同时辅以将银离子负载于炭黑表面进一步增加其导电性能，从而制备的高抗静电性能的抗静电材料导电填料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种抗静电材料导电填料的制备方法，属于导电填料

技术介绍
通过提高高聚物表面电导率或体积电导率使高聚物材料迅速放电可防止静电的积聚。添加抗静电剂是提高高分子材料表面电导率的有效方法，而提高高聚物体积电导率可采用添加导电填料或与其它导电分子共混的技术。添加导电填料法，这类方法通常是将各种无机导电填料掺人高分子材料基体中。目前用该技术制得的抗静电高分子复合材料具有很高的使用价值，其中不少在国外已经实现商品化。这类方法中所使用的无机导电填料主要是碳系填料和金属类填料。碳系填料主要包括炭黑、石墨、碳纤维和碳管四大类。炭黑填充制成的复合型导电高分子是目前用途最广，用量最大的一种导电材料，尤其是作为抗静电材料及电磁波屏蔽材料。人们认为在基体高分子中填充导电填料后形成填充型导电材料存在着三种导电机理：导电通道、隧道效应和场致发射学说。通常 ,炭黑是以粒子形式分散于树脂中, 随炭黑添加量的增加,粒子间距缩小，当粒子接近或接触时，便形成大量导电网络通道，导电性能大大提高。由于炭黑为硬质材料，随其添加量的增加，基体高分子材料的拉伸强度和硬度相应增加，而冲击强度下降，影响其应用。炭黑是一种永久性抗静电剂，添加后使塑料不用因水洗、磨损等原因在长期使用中丧失抗静电性能。但是，只有炭黑加入量很大，才能满足一般抗静电的需要。由于炭黑的添加量大，炭黑在基体中分散性不好，明显削弱基体的力学性能。该类填料的最大缺点是本身为黑色、添加量大，其制品颜色深、可调性差。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前抗静电导电填料在长期使用中丧失抗静电性能，炭黑的添加量大，炭黑在基体中分散性和力学性能差，可调性差的问题，本专利技术首先利用甘蔗根和黄豆芽中天然导电抗静电物质，通过蒸煮粗提取，与营养物质进行混合，培养微生物，在培养过程中，以通电作为诱导，促进微生物变异，增加其抗静电能力，随后将其对炭黑进行改性，增加其分散性及力学性能，同时辅以将银离子负载于炭黑表面进一步增加其导电性能，从而制备的高抗静电性能的抗静电材料导电填料。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案：（1）按质量比1:2～4，取甘蔗根和黄豆芽放入50℃烘箱中干燥4～6h，再进行粉碎，过80目筛，将过筛颗粒与质量分数为1.2％盐酸溶液按料液比1:2，放入蒸煮锅中，在86～92℃下蒸煮2～3h，随后使用三层纱布对蒸煮混合物趁热进行过滤，收集滤液，并使用质量分数30％氢氧化钠调节滤液pH至中性；（2）将上述调节pH后的滤液放入真空浓缩罐中，浓缩至原体积的40～50％，按重量份数计，取30～34份蛋白胨、15～18份浓缩液、22～24份琼脂、10～14份甘露醇、1.0～1.2份磷酸氢二钾及0.8～1.1份磷酸二氢钾，混合均匀，并杀菌消毒，得培养基；（3）按接种量10～15％，将大豆根瘤菌接种至上述培养基，并置于恒温摇床中，设定温度29～32℃，在180r/min下培养20～22h，在培养过程中，对培养基进行通电，使培养基内的电流为4～12A，在培养结束后使用无菌水淋洗培养基表面，直至其表面无菌丝，收集淋洗液；（4）按重量份数计，取15～16份炭黑、28～32份上述淋洗液、10～12份质量分数为10％葡萄糖溶液、1～2份质量分数为3％硝酸银溶液及0.4～0.8份硝酸镁，放入搅拌机中以100r/min搅拌30～35min，再静置2～4h，随后过滤，收集过滤物放入风干机中风干，即可得到抗静电材料导电填料。本专利技术制备的抗静电材料导电填料，其表面积达1000～1400m2·g，孔隙率为85～90％，灰分含量为0.2～0.9%，导电率为10-4～10-3S/cm，拉伸长度为51.05～57.2MPa，断裂伸长率为11～20%当抗静电母粒质量分数为10～20%时，合金的表面电阻可达到108～1010Ω，具有良好的抗静电效果。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术制备的抗静电材料导电填料具有良好的抗静电性能，导电性能持久稳定；（2）本专利技术制备的抗静电材料导电填料具有质清价廉、易成型、加工与导电性一次完成和导电性便于调节的优点，可广泛应用于能源、电子等领域。具体实施方式首先按质量比1:2～4，取甘蔗根和黄豆芽放入50℃烘箱中干燥4～6h，再进行粉碎，过80目筛，将过筛颗粒与质量分数为1.2％盐酸溶液按料液比1:2，放入蒸煮锅中，在86～92℃下蒸煮2～3h，随后使用三层纱布对蒸煮混合物趁热进行过滤，收集滤液，并使用质量分数30％氢氧化钠调节滤液pH至中性；其次将上述调节pH后的滤液放入真空浓缩罐中，浓缩至原体积的40～50％，按重量份数计，取30～34份蛋白胨、15～18份浓缩液、22～24份琼脂、10～14份甘露醇、1.0～1.2份磷酸氢二钾及0.8～1.1份磷酸二氢钾，混合均匀，并杀菌消毒，得培养基；然后按接种量10～15％，将大豆根瘤菌接种至上述培养基，并置于恒温摇床中，设定温度29～32℃，在180r/min下培养20～22h，在培养过程中，对培养基进行通电，使培养基内的电流为4～12A，在培养结束后使用无菌水淋洗培养基表面，直至其表面无菌丝，收集淋洗液；最后按重量份数计，取15～16份炭黑、28～32份上述淋洗液、10～12份质量分数为10％葡萄糖溶液、1～2份质量分数为3％硝酸银溶液及0.4～0.8份硝酸镁，放入搅拌机中以100r/min搅拌30～35min，再静置2～4h，随后过滤，收集过滤物放入风干机中风干，即可得到抗静电材料导电填料。实例1首先按质量比1:2，取甘蔗根和黄豆芽放入50℃烘箱中干燥4h，再进行粉碎，过80目筛，将过筛颗粒与质量分数为1.2％盐酸溶液按料液比1:2，放入蒸煮锅中，在86℃下蒸煮2h，随后使用三层纱布对蒸煮混合物趁热进行过滤，收集滤液，并使用质量分数30％氢氧化钠调节滤液pH至中性；其次将上述调节pH后的滤液放入真空浓缩罐中，浓缩至原体积的40％，按重量份数计，取30份蛋白胨、15份浓缩液、22份琼脂、10份甘露醇、1.0份磷酸氢二钾及0.8份磷酸二氢钾，混合均匀，并杀菌消毒，得培养基；然后按接种量10％，将大豆根瘤菌接种至上述培养基，并置于恒温摇床中，设定温度29℃，在180r/min下培养20h，在培养过程中，对培养基进行通电，使培养基内的电流为4A，在培养结束后使用无菌水淋洗培养基表面，直至其表面无菌丝，收集淋洗液；最后按重量份数计，取15份炭黑、28份上述淋洗液、10份质量分数为10％葡萄糖溶液、1份质量分数为3％硝酸银溶液及0.4份硝酸镁，放入搅拌机中以100r/min搅拌30min，再静置2h，随后过滤，收集过滤物放入风干机中风干，即可得到抗静电材料导电填料。本专利技术制备的抗静电材料导电填料，其表面积达1000m2·g，孔隙率为85％，灰分含量为0.2%，导电率为10-3S/cm，拉伸长度为51.05MPa，断裂伸长率为11%，当抗静电母粒质量分数为10%时，合金的表面电阻可达到108Ω，具有良好的抗静电效果。实例2首先按质量比1:3，取甘蔗根和黄豆芽放入50℃烘箱中干燥5h，再进行粉碎，过80目筛，将过筛颗粒与质量分数为1.2％盐酸溶液按料液比1:2，放入蒸煮锅中，在89℃下蒸煮2h，随后使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗静电材料导电填料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）按质量比1:2～4，取甘蔗根和黄豆芽放入50℃烘箱中干燥4～6h，再进行粉碎，过80目筛，将过筛颗粒与质量分数为1.2％盐酸溶液按料液比1:2，放入蒸煮锅中，在86～92℃下蒸煮2～3h，随后使用三层纱布对蒸煮混合物趁热进行过滤，收集滤液，并使用质量分数30％氢氧化钠调节滤液pH至中性；（2）将上述调节pH后的滤液放入真空浓缩罐中，浓缩至原体积的40～50％，按重量份数计，取30～34份蛋白胨、15～18份浓缩液、22～24份琼脂、10～14份甘露醇、1.0～1.2份磷酸氢二钾及0.8～1.1份磷酸二氢钾，混合均匀，并杀菌消毒，得培养基；（3）按接种量10～15％，将大豆根瘤菌接种至上述培养基，并置于恒温摇床中，设定温度29～32℃，在180r/min下培养20～22h，在培养过程中，对培养基进行通电，使培养基内的电流为4～12A，在培养结束后使用无菌水淋洗培养基表面，直至其表面无菌丝，收集淋洗液；（4）按重量份数计，取15～16份炭黑、28～32份上述淋洗液、10～12份质量分数为10％葡萄糖溶液、1～2份质量分数为3％硝酸银溶液及0.4～0.8份硝酸镁，放入搅拌机中以100r/min搅拌30～35min，再静置2～4h，随后过滤，收集过滤物放入风干机中风干，即可得到抗静电材料导电填料。...

【技术特征摘要】
1.一种抗静电材料导电填料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）按质量比1:2～4，取甘蔗根和黄豆芽放入50℃烘箱中干燥4～6h，再进行粉碎，过80目筛，将过筛颗粒与质量分数为1.2％盐酸溶液按料液比1:2，放入蒸煮锅中，在86～92℃下蒸煮2～3h，随后使用三层纱布对蒸煮混合物趁热进行过滤，收集滤液，并使用质量分数30％氢氧化钠调节滤液pH至中性；（2）将上述调节pH后的滤液放入真空浓缩罐中，浓缩至原体积的40～50％，按重量份数计，取30～34份蛋白胨、15～18份浓缩液、22～24份琼脂、10～14份甘露醇、1.0～1.2份磷酸氢二钾及0.8～1.1份磷酸二氢钾，混合均匀...

【专利技术属性】
技术研发人员：张迪明，宋国，郭艳秋，
申请(专利权)人：宁波江东索雷斯电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33