导电塑料及其制备方法和壳体技术

本发明专利技术提供了导电塑料及其制备方法以及壳体。其中，导电塑料包括：树脂基体；氮掺杂碳纳米管，所述氮掺杂碳纳米管分散在所述树脂基体中。发明专利技术人发现，该导电塑料结构简单、易于实现，氮掺杂碳纳米管在树脂基体中分散均匀，其在导电塑料中形成良好的导电网络，使得导电塑料的导电能力良好，且氮掺杂碳纳米管与树脂基体的结合力强，使得导电塑料的结构稳定，使用寿命长。

【技术实现步骤摘要】
导电塑料及其制备方法和壳体
本专利技术涉及导电材料
，具体地，涉及导电塑料及其制备方法和壳体。
技术介绍
导电塑料是理想的屏蔽材料，可作为电子器件设备的外壳来实现屏蔽。它与传统导电材料相比，更轻巧，易成型加工，耐腐蚀，电阻容易调节而总成本又较低。由于碳纳米管具有良好的导电性，但是碳纳米管因其较大的长径比和卷曲度，很容易团聚在一起，难以分散，并难以和树脂基体良好的相容。因而，目前的导电塑料仍处于研究之中。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种导电塑料，该导电塑料结构简单、易于实现，氮掺杂碳纳米管均匀分散在树脂基体中，或者导电效果良好。在本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种导电塑料。根据本专利技术的实施例，该导电塑料包括：树脂基体；氮掺杂碳纳米管，所述氮掺杂碳纳米管分散在所述树脂基体中。专利技术人发现，该导电塑料结构简单、易于实现，氮掺杂碳纳米管在树脂基体中分散均匀，其在导电塑料中形成良好的导电网络，使得导电塑料的导电能力良好，且氮掺杂碳纳米管与树脂基体的结合力强，使得导电塑料的结构稳定，使用寿命长。根据本专利技术的实施例，基于所述导电塑料的总质量，所述氮掺杂碳纳米管的含量为0.1wt％-20wt％。根据本专利技术的实施例，基于所述氮掺杂碳纳米管的总质量，氮的掺杂量为0.1wt％-20wt％。根据本专利技术的实施例，所述氮掺杂碳纳米管的长径比为10-100000，卷曲度为0.1％-50％。根据本专利技术的实施例，形成所述树脂基体的材料包括聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚、聚氯乙烯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、环氧树脂、苯乙烯类热塑性弹性体、烯烃类热塑性弹性体和聚氨酯类热塑性弹性体中的至少之一。根据本专利技术的实施例，基于所述导电塑料的总质量，所述导电塑料包括：0.1wt％-20wt％的所述氮掺杂碳纳米管；0.1wt％-50wt％的助剂；以及余量的所述树脂基体。根据本专利技术的实施例，所述助剂包括分散剂。根据本专利技术的实施例，所述分散剂包括聚乙烯蜡、硬脂酸钙、乙烯基双硬脂酰胺和乙烯－醋酸乙烯共聚物中的至少一种。在本专利技术的另一方面，本专利技术提供了一种制备前面所述的导电塑料的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：将氮掺杂进入碳纳米管中，以便得到氮掺杂碳纳米管；将所述氮掺杂碳纳米管与树脂基体混合之后进行挤出造粒处理，得到所述导电塑料。专利技术人发现，该方法操作简单，方便，易于实现，生产成本低，且可以获得具有前面所述的特征和优点的导电塑料。根据本专利技术的实施例，所述将氮掺杂进入碳纳米管中包括：将氮源分散在溶剂中，以便得到第一混合液；将碳纳米管与所述第一混合液混合之后进行第一球磨处理，以便得到第二混合液；将所述第二混合液干燥之后在惰性气氛下进行煅烧，以便得到所述氮掺杂碳纳米管。根据本专利技术的实施例，所述氮源选自三聚氰胺、尿素、聚丙烯腈、聚乙烯基吡啶、吡咯、喹啉中的至少之一。根据本专利技术的实施例，所述溶剂选自甲醛、乙醇、丙酮中至少之一。根据本专利技术的实施例，所述第一球磨处理的转速为200-800转/分，时间为2-24h。根据本专利技术的实施例，所述煅烧的温度为400-1000摄氏度，时间为0.5-10h。根据本专利技术的实施例，将所述碳纳米管与所述第一混合液混合之前还包括将所述碳纳米管进行第二球磨处理的步骤。根据本专利技术的实施例，所述第二球磨处理的转速为200-600转/分，时间为1-10h。在本专利技术的另一方面，本专利技术提供了一种壳体。根据本专利技术的实施例，该壳体的至少一部分是利用前面所述的导电塑料制备得到的。专利技术人发现，该壳体的轻巧、易于加工成型，耐腐蚀，成本低，导电效果良好，屏蔽电磁信号的效果佳，使用性能佳。本专利技术至少可以取得以下技术效果：1)本专利技术主要以成本低廉的三聚氰胺和尿素等材料为氮源进行氮掺杂碳纳米管，该方法成本低廉，简洁高效，易于工业化生产。2)碳纳米管与氮源混合采用高能球磨湿法研磨，具有明显降低反应活化能、细化晶粒、极大提高粉末活性和改善颗粒分布均匀性及增强基体与基体之间界面的结合，是一种节能、高效的材料制备技术。3)通过改变碳管和氮源种类以及调节球磨和高温煅烧的温度和时间，获得不同氮结构(例如氨基结构氮、石墨型结构氮、吡啶结构氮以及吡咯结构氮等)和电导率的氮掺杂碳纳米管产品，制备方法易于控制。4)该方法制备的氮掺杂碳纳米管用于制备导电塑料，其在树脂基体中的分散性和导电性显著得到提高，增强其在工业中的应用效果。附图说明图1是本专利技术一个实施例中制备导电塑料的方法流程示意图。图2是本专利技术一个实施例中将氮掺杂进入碳纳米管中的方法流程示意图。图3是实施例1中的导电塑料的低倍扫描电镜图(SEM)。图4是实施例1中的导电塑料的高倍扫描电镜图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。碳纳米管因其较大的长径比和卷曲度，很容易团聚在一起，难以在树脂基体中分散开来，并难以和树脂基体良好的相容。针对上述技术问题，专利技术人进行了深入的研究，研究后发现，在碳纳米管中进行了碳元素掺杂之后，使其在端头及管壁部位带上官能团，从而使碳纳米管表面活化,最大程度的发挥碳纳米管在树脂基体中的导电性。有鉴于此，在本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种导电塑料。根据本专利技术的实施例，该导电塑料包括：树脂基体；氮掺杂碳纳米管，所述氮掺杂碳纳米管分散在所述树脂基体中。专利技术人发现，该导电塑料结构简单、易于实现，氮掺杂碳纳米管与树脂基体之间的结合强度高，易于在树脂基体中分散均匀，其在导电塑料中形成良好的导电网络，使得导电塑料的导电能力良好，且氮掺杂碳纳米管与树脂基体的结合力强，使得导电塑料的结构稳定，使用寿命长。根据本专利技术的实施例，在碳纳米管中进行氮掺杂之后，在碳纳米管中引入了氨基、吡啶、吡咯、石墨型氮等官能团，由于这些官能团与树脂基体表面的羟基和羧基等官能团有相互作用力，氨基、吡啶、吡咯或者石墨型氮等官能团中的氮原子与羟基或羧基中的氧原子有氢键作用力和分子间作用力等，使得氮掺杂的碳纳米管与树脂基体的结合力大大增强，因此氮掺杂的碳纳米管更容易分散在树脂基体中，从而形成的导电网络良好，进而使得导电塑料的导电性比较好。根据本专利技术的实施例，基于所述氮掺杂碳纳米管的总质量，氮的掺杂量为0.1wt％-20wt％(例如0.1wt％、0.5wt％、1wt％、1.5wt％、2wt％、2.5wt％、3wt％、3.5wt％、4wt％、4.5wt％、5wt％、5.5wt％、6wt％、6.5wt％、7wt％、7.8wt％、8wt％、8.5wt％、9wt％、9.5wt％、10wt％、10.5wt％、11wt％、11.5wt％、12wt％、12.5wt％、13wt％、13.5wt％、14wt％、14.5wt％、15wt％、15.5wt％、16wt％、16.5wt％、17wt％、17.5wt％、18wt％、18.5wt％、19wt％、19.5wt％、20wt％等)。由本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种导电塑料，其特征在于，包括：树脂基体；氮掺杂碳纳米管，所述氮掺杂碳纳米管分散在所述树脂基体中。

【技术特征摘要】
1.一种导电塑料，其特征在于，包括：树脂基体；氮掺杂碳纳米管，所述氮掺杂碳纳米管分散在所述树脂基体中。2.根据权利要求1所述的导电塑料，其特征在于，基于所述导电塑料的总质量，所述氮掺杂碳纳米管的含量为0.1wt％-20wt％。3.根据权利要求1所述的导电塑料，其特征在于，基于所述氮掺杂碳纳米管的总质量，氮的掺杂量为0.1wt％-20wt％。4.根据权利要求1所述的导电塑料，其特征在于，所述氮掺杂碳纳米管的长径比为10-100000,卷曲度为0.1％-50％。5.根据权利要求1所述的导电塑料，其特征在于，形成所述树脂基体的材料包括聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚、聚氯乙烯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、环氧树脂、苯乙烯类热塑性弹性体、烯烃类热塑性弹性体和聚氨酯类热塑性弹性体中的至少之一。6.根据权利要求1所述的导电塑料，其特征在于，基于所述导电塑料的总质量，所述导电塑料包括：0.1wt％-20wt％的所述氮掺杂碳纳米管；0.1wt％-50wt％的助剂；以及余量的所述树脂基体，任选地，所述助剂包括分散剂；任选地，所述分散剂包括聚乙烯蜡、硬脂酸钙、乙烯基双硬脂酰胺和...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱亚坤，丁天朋，王浩然，郭晓然，樊振兴，李金来，
申请(专利权)人：新奥石墨烯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13