【技术实现步骤摘要】
本申请属于聚合物材料，尤其涉及一种聚苯乙烯复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、碳纳米管是近几年倍受关注的新型材料，其具有许多的优异性能，可应用于许多领域。碳纳米管是由石墨片卷成的无缝中空管体，由于在碳纳米管内电子的量子限域作用，电子只能在石墨片中沿着碳纳米管的轴向运动，因此碳纳米管表现出独特的电学性能和热学性能。研究测试结果表明，碳纳米管的平均电导率可达到1000～2000s/m(西门子/米)，在室温下的导热系数可达6600w/mk(瓦/分钟·开尔文)。此外，碳纳米管还具有优良的力学性能，如，较高的强度和模量。
2、碳纳米管与聚合物的复合材料，可以实现两种材料的优势互补，从而最大限度地利用两种材料的优良性能。在碳纳米管/聚合物复合材料中，碳纳米管可作为导电导热体和增强体，从而使复合材料具有抗静电性，导热性，电磁屏蔽性和较高的结构强度，具有广泛的应用前景。
3、相比传统的填充物(如炭黑、纳米黏土)，高比表面积的碳纳米管(cnt)只需少量的添加量就能显著地提高材料的性能，如机械性能、导电性能和热稳定性能等。但基于碳纳米管的高长径比，非常容易缠绕形成团聚体，在复合材料的制备过程中极易团聚形成小颗粒，影响制品性能。因此碳纳米管在复合材料中的分散性一直是影响碳纳米管应用的瓶颈。制备含碳纳米管的树脂组合物属于两个
的结合，包括塑料加工以及碳纳米管改性的有机结合，具有较大的难度。尤其为了满足塑料制备的常用挤出工艺，需在塑料挤出的几分钟到十几分钟内将碳纳米管分散均匀，因此需要在挤出机中快速将碳纳米管分散，通过螺杆
4、为了不影响塑料加工现有的生产工艺，同时解决碳纳米管分散性能的问题，很多研究人员做出了努力，主要包括碳纳米管的物理改性和化学改性。物理改性包括表面活性剂、分散剂、改性剂等小分子对碳纳米管进行物理包覆；化学改性包括对碳纳米管进行化学接枝，通过接枝的官能团或者聚合物实现与树脂组合物的相容性提高，从而提高碳纳米管的分散性能。但是基于碳纳米管的化学接枝改性处理成本高，操作复杂且收效甚微，为了提高碳纳米管在塑料领域中的应用，尤其是导电抗静电塑料中的应用，急需一种能够解决碳纳米管分散性能的方法，而且应尽可能降低成本，使用简单方法获得最大分散效果。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种聚苯乙烯复合材料及其制备方法，旨在解决碳纳米管在复合材料中分散性差的问题。
2、为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：
3、第一方面，本申请提供一种聚苯乙烯复合材料，包括如下重量份数的下列组分：
4、
5、所述改性碳纳米管导电颗粒包括碳纳米管和包覆在所述碳纳米管表面的聚苯乙烯树脂；所述改性碳纳米管导电颗粒通过碳纳米管与聚苯乙烯羧基胶乳球磨干燥后获得，所述碳纳米管包括酸化单壁碳纳米管和酸化阵列多壁碳纳米管。
6、第二方面，本申请提供一种聚苯乙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：将高抗冲聚苯乙烯、碳纳米管导电颗粒、润滑剂和抗氧剂进行混合处理，得到第一混合物；或，将高抗冲聚苯乙烯、碳纳米管导电颗粒、润滑剂、抗氧剂和相容剂进行混合处理，得到第二混合物；
7、将所述第一混合物或所述第二混合物进行熔融挤出造粒处理，得到所述聚苯乙烯复合材料。
8、本申请第一方面提供的一种聚苯乙烯复合材料，包括改性碳纳米管导电颗粒，该改性碳纳米管导电颗粒包括碳纳米管和聚苯乙烯树脂，聚苯乙烯树脂包覆在碳纳米管表面，且碳纳米管与所述聚苯乙烯树脂之间发生化学键合，通过酯键连接，形成了化学交联。同时，聚苯乙烯树脂本身与高抗冲聚苯乙烯的相容性很高。因此碳纳米管导电颗粒在高抗冲聚苯乙烯基材中界面相容性好，分散均匀，即碳纳米管在高抗冲聚苯乙烯基材中界面相容性好，分散均匀。
9、本申请第二方面提供的含碳纳米管的聚苯乙烯复合材料的制备方法，将酸化碳纳米管与聚苯乙烯羧基胶乳混合制备碳纳米管导电颗粒，酸化碳纳米管与聚苯乙烯上的羧基会发生化学键合反应，形成化学交联，同时聚苯乙烯本身与高抗冲聚苯乙烯的相容性很高。因此，碳纳米管在高抗冲聚苯乙烯基材中界面相容性好，分散均匀。
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1.一种聚苯乙烯复合材料，其特征在于，包括如下重量份数的下列组分：
2.如权利要求1所述的聚苯乙烯复合材料，其特征在于，所述酸化单壁碳纳米管的规格为：管径为0.7～2.0nm，长度为10～100μm，长径比为5000:1～120000:1，比表面积为800～1200m2/g，粉体电阻率为0.1～5mΩ·cm；和/或，
3.如权利要求2所述的聚苯乙烯复合材料，其特征在于，所述酸化单壁碳纳米管与所述酸化阵列多壁碳纳米管的重量比为(10～30)：(70～90)；和/或，
4.如权利要求1～3任一项所述的聚苯乙烯复合材料，其特征在于，所述高抗冲聚苯乙烯的重均分子量为150000～300000；和/或，
5.如权利要求1所述的聚苯乙烯复合材料，其特征在于，所述聚苯乙烯复合材料的组分中还包括0.5～2重量份的相容剂。
6.如权利要求1～5任一项所述的聚苯乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.如权利要求6所述的聚苯乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述改性碳纳米管导电颗粒的制备方法如下：
8
9.如权利要求6所述的聚苯乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述熔融挤出造粒处理的步骤包括：将所述第一混合物或所述第二混合物通过双螺杆挤出机熔融挤出造粒，其中，挤出温度为210～240℃，主机转速为500～1000rpm/min，真空度≤-0.05Mpa。
10.如权利要求9所述的聚苯乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的加工温度依次如下：1区温度：210～220℃；2区温度：220～230℃；3区温度：220～230℃；4区温度：225～235℃；5区温度：220～230℃；6区温度：230～240℃；7区温度：230～240℃；8区温度：225～235℃；9区温度：220～230℃；机头温度：220～235℃。
...【技术特征摘要】
1.一种聚苯乙烯复合材料，其特征在于，包括如下重量份数的下列组分：
2.如权利要求1所述的聚苯乙烯复合材料，其特征在于，所述酸化单壁碳纳米管的规格为：管径为0.7～2.0nm，长度为10～100μm，长径比为5000:1～120000:1，比表面积为800～1200m2/g，粉体电阻率为0.1～5mω·cm；和/或，
3.如权利要求2所述的聚苯乙烯复合材料，其特征在于，所述酸化单壁碳纳米管与所述酸化阵列多壁碳纳米管的重量比为(10～30)：(70～90)；和/或，
4.如权利要求1～3任一项所述的聚苯乙烯复合材料，其特征在于，所述高抗冲聚苯乙烯的重均分子量为150000～300000；和/或，
5.如权利要求1所述的聚苯乙烯复合材料，其特征在于，所述聚苯乙烯复合材料的组分中还包括0.5～2重量份的相容剂。
6.如权利要求1～5任一项所述的聚苯乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.如权利要求6所述的聚苯乙烯复合材料的制备方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：章驰天，张政，章胜华，
申请(专利权)人：深圳烯湾科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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