一种用于塑料焊接的电热熔材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供的是一种用于塑料焊接的电热熔材料及其制备方法。(1)以盐酸作掺杂剂，过硫酸铵作氧化剂，于20~25℃聚合反应6~8小时，得到导电聚苯胺粉；(2)按照质量百分比为：65~90﹕5~15﹕3~10的比例，将塑料基体与导电聚苯胺粉和导电炭黑先后加入混炼机中混炼15-20分钟，再在平板硫化机中热压20-30min，模压成型得到塑料焊接连接件。本发明专利技术在导电填料中导入高分子导电聚合物，可以大大降低无机填料的含量，提高塑料连接件的力学性能，同时通过大分子链的缠绕作用可以有效地控制正温度系数效应。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种塑料焊接材料，特别是涉及一种用于塑料件连接的电热熔材料及其制备方法。
技术介绍
热塑性塑料及其复合材料因具有可设计性强、比强度高、耐蚀性好、制造周期短等诸多优点，已广泛应用于航空航天、汽车船舶、电子电器、石油化工等行业。但由于注塑工艺等因素的限制，形状复杂的制品不能一次注塑成型，必须进行二次连接加工。目前，塑料连接的方法很多，其中电熔焊因施工操作简单、焊接速度快、焊接效果好而在许多国家得到发展和推广。传统的电熔焊方法是采用埋置在塑料连接件的金属丝电阻将塑料件表面加热， 使塑料熔化并彼此融合，从而实现焊接。通常，上述连接件是采用在加热丝上注模的方法制造的，在模制之前或过程中，容易发生加热丝膨胀和移动的危险，这些位移的发生，会引起热量分布不均匀，可能会在连接件中产生气泡，还存在因彼此搭接引起短路的危险，这都会降低焊接质量甚至导致焊接失败。公开号为CN1047827A、CN1083767A和CN201827577U的专利文件中，公开了涉及采用导电塑料替代上述金属丝作电阻加热材料，导电塑料由塑料基体和导电填料组成，导电填料取炭黑或金属及其合金粉末。为满足焊接要求的输入功率，往往导电填料的含量要达到30%以上，但过高的无机填料会对导电塑料的力学性能带来明显的不利影响，会限制上述连接件的形状和使用工艺。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能满足塑料焊接要求、具有良好力学性能的用于塑料焊接的电热熔材料。本专利技术的目的还在于提供一种用于塑料焊接的电热熔材料的制备方法。本专利技术的目的是这样实现的本专利技术的用于塑料焊接的电热熔材料，包括塑料基体、导电聚苯胺和导电炭黑，各组分的质量百分比为65、0 5 15 3 10。本专利技术的用于塑料焊接的电热熔材料还包括分散剂和抗氧剂，质量百分比为(Tl(To. 2。所述分散剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙或硬脂酸钡。本专利技术的用于塑料焊接的电热熔材料的制备方法为(I)以盐酸作掺杂剂，过硫酸铵作氧化剂，于2(T25°C聚合反应61小时，得到导电聚苯胺粉；(2)按照质量百分比为65^90 5^15 3 10的比例，将塑料基体与导电聚苯胺粉和导电炭黑先后加入混炼机中混炼15-20分钟，再在平板硫化机中热压20-30min，模压成型得到具有一定尺寸的电热熔材料，即塑料焊接连接件。所述塑料基体是聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯或ABS树脂。本专利技术的用于塑料焊接的电热熔材料的制备方法还可以包括I、按照质量百分比为(Tl (To. 2的比例向混炼机中加入分散剂和抗氧后再进行混炼。2、所述导电聚苯胺粉是采用如下方法得到在2(T25°C下，量取减压蒸馏苯胺5 IOml加入容器中，加入8 IOml浓盐酸，用蒸馏水配比到16(T200ml，用超声波仪超声半小时；缓慢滴加过硫酸铵溶液，室温反应61小时；过滤，洗涤，真空干燥，得到盐酸掺杂聚苯胺；再将盐酸掺杂聚苯胺溶于8(Tl00ml有机溶剂中，离心，取上层清液作为下一步聚合的种子；取4 51111苯胺加入到50ml盐酸溶液中，加入l(Tl5ml种子溶液，滴加过硫酸铵的盐酸溶液，室温下反应61小时，抽滤，洗涤，室温下真空干燥24小时得到导电聚苯胺粉。3、用硫酸、高氯酸或对甲基苯磺酸替代盐酸；所述的有机溶剂为甲苯或二甲亚砜。4、所述导电炭黑满足如下条件视比容为5. 0-7. 0cm3/g ;pH值8-9 ;吸碘值650g/kg ；电阻率 O. 4-0. 6 Ω · cm。本专利技术在导电填料中导入高分子导电聚合物，可以大大降低无机填料的含量，提 高塑料连接件的力学性能，同时通过大分子链的缠绕作用可以有效地控制正温度系数效应。本专利技术与目前现有技术相比有如下优点以导电聚合物聚苯胺和导电炭黑为导电填料，发挥二者的协同作用，可以大大提升导电复合材料的导电性，获得良好的电致发热性能；解决传统填料填充量大、与塑料基体相容性差的问题，制备的电热熔材料稳定性好；采用通用的塑料加工方法，制备工艺简单，成本低廉，易于实现工业化生产。具体实施例方式下面举例对本专利技术做更详细的描述。I.导电聚苯胺粉的合成在2(T25°C下，量取减压蒸馏苯胺5 IOml加入三口烧瓶中，加入8 IOml浓盐酸，用蒸馏水配比到16(T200ml，用超声波仪超声半小时。缓慢滴加过硫酸铵溶液，室温反应6 8小时。过滤，洗涤，真空干燥，得到盐酸掺杂聚苯胺。再将其溶于8(Tl00ml有机溶剂(甲苯、二甲亚砜等)中，离心，取上层清液作为下一步聚合的种子。取Γ5πι1苯胺加入到50ml盐酸溶液中，加入l(Tl5ml种子溶液，滴加过硫酸铵的盐酸溶液，室温下反应6 8小时。抽滤，洗涤，室温下真空干燥24小时。质子酸还可用硫酸、高氯酸、对甲基苯磺酸等。2.炭黑的选择在所有导电填料中，炭黑以其来源广泛、价格低廉、导电性能良好而深受欢迎。影响炭黑填充导电复合材料性能的主要指标有结构性、粒径、比表面积、表面化学性质等。在本研究中选用了结构发达、粒度小、表面极性基团较少的导电炭黑作为导电填料，所用导电炭黑的视比容为5. 0-7. 0cm3/g ；pH值8-9 ;吸碘值650g/kg ；电阻率O. 4-0. 6 Ω · cm。3.电热熔材料的制备(I)预热混炼机，设定混炼机的加热温度高于塑料基体的熔点温度10_20°C ;待混炼机达到设定温度，先加入树脂(聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、ABS树脂等)25^30g和分散剂(硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸钡等)I. 7 2g，混炼一段时间，树脂呈现粘流态时方可缓慢加入聚苯胺粉末2. 5^4g,使其充分混炼均匀；然后再加入树脂l(Tl5g，再加入炭黑3 4g，直至各组分都混炼完全，混炼时间大约为15 20min。(2)经过3飞次混炼后，取混炼物放入模具中，在平板硫化机中热压2(T30min，模压温度高于树脂熔点温度10-20°C，压力15MPa，得到60X 15X 3mm的测试样片。电致发热性能检测为满足塑料焊接要求，在加载安全电压下，釆用自组装电路，测试了所得样片(ABS树脂85%，聚苯胺10%，炭黑5%)的电致发热性能，见表I。表I 28V电压下电热熔材料发热情况权利要求1.一种用于塑料焊接的电热熔材料，其特征是包括塑料基体、导电聚苯胺和导电炭黑，各组分的质量百分比为65、0 5^15 3 10。2.根据权利要求I所述的用于塑料焊接的电热熔材料，其特征是还包括分散剂和抗氧剂，质量百分比为(Tl (Γ0. 2。3.—种如权利要求I所述的用于塑料焊接的电热熔材料的制备方法，其特征是(1)以盐酸作掺杂剂，过硫酸铵作氧化剂，于2(T25°C聚合反应61小时，得到导电聚苯胺粉；(2)按照质量百分比为65 90 5^15 3 10的比例，将塑料基体与导电聚苯胺粉和导电炭黑先后加入混炼机中混炼15-20分钟，再在平板硫化机中热压20-30min，模压成型得到塑料焊接连接件。4.根据权利要求3所述的用于塑料焊接的电热熔材料的制备方法，其特征是按照质量百分比为(Tl (Γ0. 2的比例向混炼机中加入分散剂和抗氧后再进行混炼。5.根据权利要求3或4所述的用于塑料焊接的电热熔材料的制备方法，其特征是所述导电聚苯胺粉是采用如下方法得到的在2(T25°C下，量取减压蒸馏苯胺5 10ml加入容器中，加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于塑料焊接的电热熔材料，其特征是：包括塑料基体、导电聚苯胺和导电炭黑，各组分的质量百分比为65~90﹕5~15﹕3~10。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李瑞琦，陈征，郭青，李佳妮，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：