一种导电模塑料及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种导电模塑料及其制备方法，该导电模塑料包含不导电或导电改性的空心玻璃微球和碳纳米材料改性树脂，空心玻璃微球的体积百分比为

【技术实现步骤摘要】
一种导电模塑料及制备方法


[0001]本专利技术属于结构功能一体化复合材料的制备
，尤其涉及一种导电模塑料及制备方法
。

技术介绍

[0002]导电材料应用十分广泛，如可用于电荷传导
、
防静电
、
电磁屏蔽
、
雷击防护等
。
传统的导电材料多为金属材料，但由于其密度较高，在部分领域逐渐被轻质导电材料所替代，典型材料有导电聚合物
、
导电有机纤维织物
、
导电泡沫等
。
[0003]导电泡沫的种类涵盖了基于传统泡沫的导电硬质闭孔泡沫
、
导电软质开孔泡沫和基于空心玻璃微球
(HGM)/
树脂复合材料
(
以下简称
HGM
泡沫
)
的新型泡沫材料
。
当用作复合材料承力结构的夹芯材料时，需要泡沫有较高的强度，一般使用硬质闭孔泡沫或
HGM
泡沫
。
[0004]和传统泡沫相比，
HGM
泡沫密度相对较高，但其压缩强度和模量远远高于传统泡沫，并且未固化的
HGM/
树脂基材在工艺条件下可直接与复合材料薄壁共固化，无需进行额外结构胶结
、
同时具有可变形
、
可随压力流动渗透的特点，无需进行形状计算和数控加工，更适用于复杂薄壁夹芯结构的研制
。
[0005]研制高强度且具有良好导电性的/>HGM
泡沫，是实现多功能夹芯材料应用的关键，可使
HGM
泡沫兼具电磁屏蔽
、
吸波功能
。
传统导电化改性的方法多采用以下途径：
(1)
采用
HGM
和碳纳米材料改性树脂共混的方法，也是最常见的途径；
(2)HGM
表面生长碳纳米管进行导电化，再和树脂复合得到
。
对于方法
(1)
，由于添加碳纳米管后会显著提高树脂粘度，不易与
HGM
良好混合，碳纳米管含量通常较低，因此难以制备导电性很高的
HGM/
树脂泡沫，难以达到电磁屏蔽和吸波材料对导电性的要求
。
对于方法
(2)
，目前表面碳纳米管生长改性的
HGM
导电性较低，并且和高粘度树脂混合中可能会脱落，也难以得到导电性较高的
HGM
泡沫
。
因此，亟需专利技术一种高强度高导电
HGM
泡沫及其对应的新型制备技术
。

技术实现思路

[0006]本专利技术主要针对以上问题，提出了一种导电模塑料及其制备方法，其目的是专利技术一种高强度高导电
HGM
导电泡沫及其对应的新型制备技术，作为高性能导电泡沫原材料和轻质芯层材料等，用于轻质高强电磁屏蔽材料
、
承力复合材料夹芯结构
、
吸波材料等应用领域
。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了一种导电模塑料，其特征在于，所述导电模塑料包含空心玻璃微球和碳纳米材料改性导电树脂，其中，空心玻璃微球体积百分比含量为
30
～
70
％，碳纳米材料改性导电树脂体积百分比含量为
30
～
70
％；其中空心玻璃微球为不导电的空心玻璃微球和
/
或导电改性的空心玻璃微球，空心玻璃微球密度为
0.10
～
0.50g/cm3，碳纳米材料改性导电树脂中碳纳米材料含量为3～
15wt
％
。
[0008]优选的，导电改性的空心玻璃微球为碳纳米材料包覆的空心玻璃微球
。
优选的，每平方米微球表面的碳纳米材料的包覆量为
0.01
～
0.3g。
[0009]优选的，碳纳米材料改性导电树脂中所含的碳纳米材料为碳纳米管，或者碳纳米管和石墨烯的混合物
。
优选的，其中碳纳米管和石墨烯的质量比为
1:0
～
4:1。
[0010]优选的，碳纳米材料改性导电树脂中所含的固化剂为水溶性固化剂和
/
或细颗粒型固化剂
。
[0011]优选的，所述导电膜塑料还包含增强填料，增强填料质量含量小于碳纳米材料改性导电树脂的
20
％
。
优选的，增强填料为短切碳纤维
、
短切芳纶纤维
、
短切聚酰亚胺纤维
、
芳纶浆粕
、
短切尼龙纤维中的至少一种
。
优选的，增强填料为高长径比的微米或纳米纤维
。
[0012]优选的，所述的细颗粒型固化剂为
4,4
’‑
二氨基二苯砜和
/
或双氰胺
。
[0013]本专利技术提供了一种导电泡沫，其特征在于，由将所述导电膜塑料通过加压固化得到
。
[0014]本专利技术提供了一种夹层复合材料制品，其特征在于，使用所述导电泡沫作为夹层材料
。
[0015]本专利技术提供了一种所述导电膜塑料制备方法，包括以下步骤：
[0016](1)
将碳纳米材料的水性分散浆料和环氧树脂水性乳液均匀混合，随后将固化剂按环氧树脂当量加入到上述共分散浆液中，充分搅拌均匀，得到碳纳米材料
/
环氧树脂共分散水性浆液，然后在浆液中加入增强填料；
[0017](2)
将混合均匀的水性浆液和空心玻璃微球按要求的体积比例混合，充分混合均匀后得到浆液状混合物；
[0018](3)
将浆液中的水分除去，得到干燥的空心微球改性导电树脂，即为导电模塑料
。
[0019]优选的，将步骤
(2)
中混合均匀的浆液状混合物放置或搅拌陈化0～8小时，直至浆液状混合物内部的组分发生团聚成为流动性较差的泥浆状混合物，再充分混合均匀
。
[0020]本专利技术的上述技术方案具有如下优点：发展了一种导电模塑料及其制备方法和应用，采用水相体系共分散的方法，可使碳纳米材料
、
树脂乳液
、HGM
形成高碳纳米材料含量并且分散均匀
、
低粘度的共分散液，去除水后形成各组分均匀分散的导电模塑料，利用该导电模塑料制备的
HGM
导电泡沫可达到很高的碳纳米材料含量，具有优异的可大范围调节的导电性，可用于制备轻质吸波芯层材料，且力学性能优异
。
制备方法简单，制备过程快速无污染
。
附图说明
[0021]图1为本专利技术导电模塑料组成示意图
。
[0022]图2为本专利技术实施例2得到的导电泡沫的扫描本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种导电模塑料，其特征在于，所述导电模塑料包含空心玻璃微球和碳纳米材料改性导电树脂，其中，空心玻璃微球体积百分比含量为
30
～
70
％，碳纳米材料改性导电树脂体积百分比含量为
30
～
70
％；其中空心玻璃微球为不导电的空心玻璃微球和
/
或导电改性的空心玻璃微球，空心玻璃微球密度为
0.10
～
0.50g/cm3，碳纳米材料改性导电树脂中碳纳米材料含量为3～
15wt
％
。2.
如权利要求1所述的导电模塑料，其特征在于，导电改性的空心玻璃微球为碳纳米材料包覆的空心玻璃微球
。3.
如权利要求1所述的导电模塑料，其特征在于，碳纳米材料改性导电树脂中所含的碳纳米材料为碳纳米管，或者碳纳米管和石墨烯的混合物
。4.
如权利要求1所述的导电模塑料，其特征在于，碳纳米材料改性导电树脂中所含的固化剂为水溶性固化剂和
/
或细颗粒型固化剂
。5.
如权利要求1所述的导电模塑料，其特征在于，所述导电膜塑料还包含增强填料，增强填料质量含量小于碳纳米材料改性导电树脂的
20
％
。6.

【专利技术属性】
技术研发人员：李若怡，沈叶军，郭占民，李文彪，
申请(专利权)人：北京高义创合航空科技有限公司，
类型：发明
国别省市：