一种超疏水导电复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种超疏水导电复合材料的制备方法，具体为：以科琴黑、气相生长碳纤维中的一种或多种为填料，将热塑性树脂基体和填料熔融共混，造粒，然后置于模具中，将模具置于平板硫化仪上，在170‑190℃的条件下热压，冷却脱模后，将复合材料表面经P180‑P1000的砂纸以正交或者无规的方式打磨处理，得到超疏水导电复合材料。该超疏水导电复合材料制备简单，稳定性、耐磨性好，绿色无污染，对环境友好，且容易量产以大面积应用于自清洁或抗冰。相较于其它的超疏水涂层，本发明专利技术的耐机械摩擦稳定性更好，且超疏水导电复合材料如果被破坏也可通过简单的机械摩擦来修复其疏水性。

【技术实现步骤摘要】
一种超疏水导电复合材料的制备方法
本专利技术涉及一种超疏水导电复合材料的制备方法。
技术介绍
超疏水材料在自清洁、抗雾、抗冰、流体减阻等方面有潜在的应用价值。然而目前罕有实际应用的超疏水材料，其中一个重要的原因是超疏水材料的特殊的微纳粗糙结构本身很脆弱，对机械摩擦抵抗性能差。此外含氟物质经常用于修饰超疏水材料表面，易造成氟污染，且现有的超疏水复合层成本高、稳定性差、难以应用到实际生活中，这些问题尚需解决。暴雪、冻雨等灾害天气发生时，输电线路、风力发电设备等表面常常会积冰，积冰严重时会破坏上述设备，对国民经济造成重大损失，对人民的正常生活造成不便。超疏水导电材料可以有效防止积冰，其疏水表面使水滴不易停留，即使有冻雨或雪附着其表面，也可利用电热效应融化，然后除去。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种成本较低、稳定性、耐磨性好、易修复的超疏水导电复合材料的制备方法。本专利技术的超疏水导电复合材料的制备方法是将热塑性树脂基体和填料熔融共混后，造粒，置于模具中，再将模具置于平板硫化仪上，在170-190℃的条件下热压，冷却至室温后脱模，将复合材料表面经P180-P1000的砂纸以正交或者无规的方式打磨处理，得到超疏水导电复合材料；所述的填料选自科琴黑、气相生长碳纤维中的一种或多种。上述技术方案中，所述的热塑性树脂基体为聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酯中的一种或多种。优选的，所述的填料采用科琴黑和气相生长碳纤维，且科琴黑和气相生长碳纤维的质量比例在4:1到1:4之间，复合材料中填料的质量含量在20％-35％之间。优选的，所述的热压压力为5-15MPa，热压时间为5-10分钟。当超疏水导电复合材料的表面被破坏，再采用P180-P1000的砂纸以正交或者无规的方式打磨其表面对其修复。采用本专利技术方法制得的超疏水导电复合材料，其与水的接触角在155-170°之间，滚动角在1°-5°之间，电阻率小于1Ω·cm。本专利技术中所述砂纸打磨方式在于正交或者无规的砂纸打磨方式，避免用砂纸以单一的方向打磨复合材料表面。砂纸打磨程度以均匀的打磨复合材料表面，使复合材料表面形成均一的微纳米粗糙结构为宜。本专利技术的有益效果在于：本专利技术制备简单，制得的超疏水导电材料在保持较好稳定性、及机械性能的前提下具有优异的超疏水特性及导电性能，且该方法绿色无污染，对环境友好，容易量产以大面积应用于自清洁或抗冰。本专利技术制得的材料对机械摩擦抵抗性能优秀，即使材料表面被破坏，只需通过简单的砂纸无规或正交打磨恢复其超疏水性能。附图说明图1是本专利技术的超疏水导电复合材料构成示意图。图2是超疏水导电复合材料表面的水静态接触角。具体实施方式以下结合附图进一步说明本专利技术。参照图1，本专利技术的超疏水导电复合材料是以热塑性树脂基体和填料(科琴黑、气相生长碳纤维中的一种或多种)熔融共混后模压成型，再用砂纸打磨其表面得到。该方法可通过选择适当的模具直接将该超疏水导电复合材料制成所需的部件。实施例1将热塑性树脂基体聚丙烯，填料科琴黑和气相生长碳纤维按照30:10:5的比例置于密炼机中，熔融共混60分钟后，将所得到的混合物造粒，然后置于长宽高35mm*25mm*4mm的模具中，将模具置于平板硫化仪上，在10MPa，180℃的条件下热压10分钟，冷却至室温后脱模，将复合材料表面经P400的砂纸以无规的方式打磨处理至表面形成均一的微纳粗糙结构，得到的超疏水导电复合材料，其与水的接触角为168°(图2)，滚动角为1.2°，电阻率为0.85Ω·cm。实施例2将热塑性树脂基体聚丙烯，填料科琴黑和气相生长碳纤维按照30:12:3的比例置于密炼机中，熔融共混50分钟后，将所得到的混合物造粒，然后置于长宽高35mm*25mm*4mm的模具中，将模具置于平板硫化仪上，在8MPa，185℃的条件下热压10分钟，冷却至室温后脱模，将复合材料表面经P600的砂纸以无规的方式打磨处理至表面形成均一的微纳粗糙结构，得到的超疏水导电复合材料，其与水的接触角为165°，滚动角为1.4°，电阻率为0.82Ω·cm。实施例3将热塑性树脂基体聚丙烯，填料科琴黑和气相生长碳纤维按照30:8:7的比例置于密炼机中，熔融共混40分钟后，将所得到的混合物造粒，然后置于长宽高35mm*25mm*4mm的模具中，将模具置于平板硫化仪上，在5MPa，190℃的条件下热压5分钟，冷却至室温后脱模，将复合材料表面经P800的砂纸以无规的方式打磨处理至表面形成均一的微纳粗糙结构，得到的超疏水导电复合材料，其与水的接触角为163°，滚动角为1.8°，电阻率为0.93Ω·cm。实施例4将热塑性树脂基体聚丙烯，填料科琴黑和气相生长碳纤维按照30:5:10的比例置于密炼机中，熔融共混60分钟后，将所得到的混合物造粒，然后置于长宽高35mm*25mm*4mm的模具中，将模具置于平板硫化仪上，在10MPa，180℃的条件下热压10分钟，冷却至室温后脱模，将复合材料表面经P180的砂纸以无规的方式打磨处理至表面形成均一的微纳粗糙结构，得到的超疏水导电复合材料，其与水的接触角为156°，滚动角为3.7°，电阻率为0.98Ω·cm。实施例5将热塑性树脂基体聚乙烯，填料科琴黑和气相生长碳纤维按照30:9:6的比例置于密炼机中，熔融共混60分钟后，将所得到的混合物造粒，然后置于长宽高35mm*25mm*4mm的模具中，将模具置于平板硫化仪上，在10MPa，180℃的条件下热压10分钟，冷却至室温后脱模，将复合材料表面经P400的砂纸以无规的方式打磨处理至表面形成均一的微纳粗糙结构，得到的超疏水导电复合材料，其与水的接触角为158°，滚动角为4.2°，电阻率为0.95Ω·cm。实施例6将热塑性树脂基体聚丙烯，填料科琴黑按照30:10的质量比例置于密炼机中，熔融共混60分钟后，将所得到的混合物造粒，然后置于长宽高35mm*25mm*4mm的模具中，将模具置于平板硫化仪上，在10MPa，170℃的条件下热压10分钟，冷却至室温后脱模，将复合材料表面经P400的砂纸以无规的方式打磨处理至表面形成均一的微纳粗糙结构，得到的超疏水导电复合材料，其与水的接触角为162°，滚动角为1.9°，电阻率为0.96Ω·cm。实施例7将热塑性树脂基体聚丙烯，填料气相生长碳纤维按照30:10的比例置于密炼机中，熔融共混40分钟后，将所得到的混合物造粒，然后置于长宽高35mm*25mm*4mm的模具中，将模具置于平板硫化仪上，在5MPa，190℃的条件下热压5分钟，冷却至室温后脱模，将复合材料表面经P800的砂纸以无规的方式打磨处理至表面形成均一的微纳粗糙结构，得到的超疏水导电复合材料，其与水的接触角为158°，滚动角为2.1°，电阻率为0.95Ω·cm。对比例1将热塑性树脂基体聚丙烯，填料科琴黑和气相生长碳纤维按照30:10:5的比例置于密炼机中，熔融共混60分钟后，将所得到的混合物造粒，然后置于长宽高35mm*25mm*4mm的模具中，将模具置于平板硫化仪上，在10MPa，180℃的条件下热压10分钟，冷却至室温后脱模，将复合材料表面经P180的砂纸以无规的方式打磨处理至表面形成均一的微纳粗糙结构，得到的超疏水导电复合材料，其与水的接触角为154°，滚动角为4.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超疏水导电复合材料的制备方法，其特征在于，将热塑性树脂基体和填料熔融共混后，造粒，置于模具中，再将模具置于平板硫化仪上，在170‑190℃的条件下热压，冷却至室温后脱模，将复合材料表面经P180‑P1000的砂纸以正交或者无规的方式打磨处理，得到超疏水导电复合材料；所述的填料选自科琴黑、气相生长碳纤维中的一种或多种。

【技术特征摘要】
1.一种超疏水导电复合材料的制备方法，其特征在于，将热塑性树脂基体和填料熔融共混后，造粒，置于模具中，再将模具置于平板硫化仪上，在170-190℃的条件下热压，冷却至室温后脱模，将复合材料表面经P180-P1000的砂纸以正交或者无规的方式打磨处理，得到超疏水导电复合材料；所述的填料选自科琴黑、气相生长碳纤维中的一种或多种。2.按照权利要求1所述的超疏水导电复合材料的制备方法，其特征在于，所述的热塑性树脂基体为聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酯中的一种或多种。3.按照权利要求1所述的超疏水导电复合材料的制备方法，其特征在于，所述的填料采用科琴黑和气...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨绍兴，汪晓静，杨群芳，蔡志明，沈烈，
申请(专利权)人：浙江兴宇高分子材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33