【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及功能高分子材料，具体涉及一种导电聚乙烯材料及其制备方法。
技术介绍
1、通常而言，目前常使用铜丝或是其他金属作为导电材料，然而纯粹的金属材料具有很大的局限性，例如容易生锈或是会产生比较明显的热效应。随着科技的发展，导电高分子复合材料因其良好的导电性能及优异的加工性能，在航空航天、能源、电子、生物医学等领域具有广泛的应用前景，在产业界也被广泛普及。我们可以在生活中许多需要导电性的地方见到它们的身影，例如需要消除静电效应的精密仪器上或是需要传输电信号但不方便直接使用金属导电的严苛工作环境中。市面上的导电高分子材料，多数以炭黑作为添加剂实现导电功能，然而碳材料本身也有一定的缺点，对高分子材料的力学性能有一定影响。因此我们需要一种导电性能有所提高，同时材料力学性能也比较优良的导电高分子材料。
技术实现思路
1、要解决的技术问题：本专利技术的目的是提供一种导电聚乙烯材料及其制备方法，采用导电纤维对超高分子量聚乙烯进行改性，导电纤维与超高分子量聚乙烯之间的界面性能良好，获得的导电聚乙烯导电性能佳，力学性能也未受到影响；首先对超高强微钢纤维进行刻蚀程，从而便于硅烷偶联剂的附着，再通过化学反应，将改性碳纳米笼接枝在超高强微钢纤维表面，从而获得力学性能佳的导电纤维。
2、技术方案：一种导电聚乙烯材料，包括以下重量份的原料所制成：超高分子量聚乙烯80-100份、导电纤维20-25份、丙烯酸树脂5-10份、丁二酸酯1-2份、有机锡0.5-0.6份。进一步的，所述导电纤维的制备方
3、s1：将1份超高强微钢纤维置于20份氢氧化钠水溶液中，在温度50-60℃下浸泡1h后洗涤干燥，得到刻蚀超高强微钢纤维；
4、s2：将刻蚀超高强微钢纤维浸泡于30份硅烷偶联剂kh550溶液中1h，得到硅烷偶联剂改性超高强微钢纤维；
5、s3：将0.5-1份改性碳纳米笼和0.05-0.1份聚乙烯吡咯烷酮加入500份10vt.％乙醇水溶液中搅超声拌1.5h，得到改性碳纳米笼悬浊液；
6、s4：将硅烷偶联剂改性超高强微钢纤维与改性碳纳米笼悬浊液混合后进行接枝反应，即得导电纤维。
7、进一步的，所述硅烷偶联剂kh550溶液为硅烷偶联剂kh550与10vt.％乙醇水溶液体积比为20:500的混合液。
8、进一步的，所述改性碳纳米笼的制备方法如下，以重量份计：
9、(1)将碳纳米笼置于120℃的硝酸溶液中冷凝回流处理4h，用去离子水清洗至中性，获得处理后的碳纳米笼；
10、(2)取25份无水乙醇、0.1份对甲苯磺酸和6份正硅酸乙酯混合，用磁力搅拌器快速搅拌，获得溶液a；
11、(3)取1份硅烷偶联剂kh550和25份无水乙醇混合均匀，获得溶液b；
12、(4)缓慢地将溶液b滴加到溶液a中，磁力搅拌2h，获得溶胶；
13、(5)将处理后的碳纳米笼浸入溶胶中15-20min，取出后用保鲜膜密封，并在保鲜膜上扎孔，放置2-3天；
14、(6)取下保鲜膜，置于干燥箱干燥即得。
15、进一步的，所述硝酸溶液浓度为15-20vt.％。
16、进一步的，所述s4的接枝反应条件为：温度25-30℃，时间2h，转速150-180r/min。
17、上述导电聚乙烯材料的制备方法，包括以下步骤：
18、步骤1：将导电纤维、丁二酸酯和有机锡置于高速混合机中，在转速1200-1500r/min、温度120-150℃下混合15-25min，获得导电混合物；
19、步骤2：将超高分子量聚乙烯和丙烯酸树脂放入密炼机混合20-30min；
20、步骤3：将导电混合物加入密炼机中，在转速400-500r/min、温度175-205℃下混合10-20min；步骤4：置于双螺杆挤出机中进行挤出造粒，即得导电聚乙烯材料。
21、有益效果：
22、1.本专利技术材料采用导电纤维对超高分子量聚乙烯进行改性，导电纤维与超高分子量聚乙烯之间的界面性能良好，获得的导电聚乙烯导电性能佳，力学性能也未受到影响。
23、2.本专利技术首先对超高强微钢纤维进行刻蚀程，从而便于硅烷偶联剂的附着，再通过化学反应，将改性碳纳米笼接枝在超高强微钢纤维表面，从而获得力学性能佳的导电纤维。
24、3.本专利技术中在制备改性碳纳米笼时，硅烷偶联剂易与正硅酸乙酯之间发生缩合，使其有机成分进入到无机的纳米sio2网络结构中.从而形成有机-无机的交联网络，纳米sio2粒子形成时被硅烷偶联剂的有机部分迅速包覆，由于偶联剂的有机基团易与基体反应，形成膜粒结构，从而改善其界面性能。
25、4.本专利技术在制备改性碳纳米笼时，需在保鲜膜上扎孔，其目的是为了降低溶胶溶剂的挥发速度，溶胶可以通过小孔吸收空气中的水分，使水解缩聚有效进行，同时防止生成的膜层因为干燥速度过快而开裂。
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1.一种导电聚乙烯材料，其特征在于：包括以下重量份的原料所制成：超高分子量聚乙烯80-100份、导电纤维20-25份、丙烯酸树脂5-10份、丁二酸酯1-2份、有机锡0.5-0.6份。
2.根据权利要求1所述的一种导电聚乙烯材料，其特征在于：所述导电纤维的制备方法如下，以重量份计：
3.根据权利要求2所述的一种导电聚乙烯材料，其特征在于：所述硅烷偶联剂KH550溶液为硅烷偶联剂KH550与10vt.％乙醇水溶液体积比为20:500的混合液。
4.根据权利要求2所述的一种导电聚乙烯材料，其特征在于：所述改性碳纳米笼的制备方法如下，以重量份计：
5.根据权利要求4所述的一种导电聚乙烯材料，其特征在于：所述硝酸溶液浓度为15-20vt.％。
6.根据权利要求2所述的一种导电聚乙烯材料，其特征在于：所述S4的接枝反应条件为：温度25-30℃，时间2h，转速150-180r/min。
7.根据权利要求1～6任一项所述的一种导电聚乙烯材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种导电聚乙烯材料，其特征在于：包括以下重量份的原料所制成：超高分子量聚乙烯80-100份、导电纤维20-25份、丙烯酸树脂5-10份、丁二酸酯1-2份、有机锡0.5-0.6份。
2.根据权利要求1所述的一种导电聚乙烯材料，其特征在于：所述导电纤维的制备方法如下，以重量份计：
3.根据权利要求2所述的一种导电聚乙烯材料，其特征在于：所述硅烷偶联剂kh550溶液为硅烷偶联剂kh550与10vt.％乙醇水溶液体积比为20:500的混合液。
...【专利技术属性】
技术研发人员：刘永清，刘永芳，
申请(专利权)人：苏州清之绿新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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