技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種填充型高聚物導(dǎo)電多孔復(fù)合材料的制備方法。

背景技術(shù)

多孔復(fù)合材料具備以下兩個(gè)要素：一是材料中包含有大量的孔隙；二是所含孔隙被用來(lái)滿足某種或某些設(shè)計(jì)要求以達(dá)到所期待的使用性能指針。多孔材料不僅保留基體材料的優(yōu)良性能，而且還具備密度小、比表面積大、吸能減震、消音降噪、電磁屏蔽、透水透氣、低熱導(dǎo)率等特殊的性能。因此，多孔材料可以用作過(guò)濾與分離、熱交換(多孔金屬)、隔熱吸聲材料、催化劑載體、離子交換、生物材料、電極材料等。導(dǎo)電多孔材料是滿足一定導(dǎo)電性能的多孔材料，包含大量孔隙的、具有良好導(dǎo)電性能。導(dǎo)電多孔材料在電化學(xué)領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。多孔材料的制法，一般根據(jù)基體材料的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)和成型加工原理來(lái)設(shè)計(jì)。金屬、陶瓷和塑料的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)和成型加工原理在很多方面是十分相似的，所以他們也有很多十分相似的多孔材料制法，比如：粉末燒結(jié)成型法、溶膠—凝膠法、添加發(fā)泡劑、添加造孔劑～溶解法等。導(dǎo)電多孔材料的制法一般加入導(dǎo)電填料，依據(jù)多孔材料的制法制備。比如碳電極通常采用活性碳、四氟乙烯、成孔劑壓制，然后溶解成孔劑成孔。近些年也有很多很先進(jìn)的制法，如：溶膠—凝膠法、混合聚合物碳化法、模版碳化法等。

使用成孔劑—溶解法制備的多孔導(dǎo)電材料，在孔率、比表面、導(dǎo)電性方面很難滿足電器和電化學(xué)工業(yè)的需求；使用先進(jìn)技術(shù)比如：溶膠—凝膠法、混合聚合物碳化法、模版碳化法等制備多孔導(dǎo)電材料，普遍存在成本高、生產(chǎn)效率低等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種工藝簡(jiǎn)單可靠、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)成本低的填充型高聚物導(dǎo)電多孔復(fù)合材料的制備方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

a、配制高聚物有機(jī)溶劑溶液

配制0.01g/ml～1g/ml濃度的高聚物有機(jī)溶劑溶液；對(duì)于高聚物是聚碳酸酯，所用有機(jī)溶劑可以是二氯乙烷、二氯甲烷、三氯乙烷、三氯甲烷、四氯乙烷中的一種；對(duì)于高聚物聚苯乙烯，所用有機(jī)溶劑可以是苯、甲苯、二氯乙烷、二氯甲烷、乙酸乙酯中的一種。

b、高聚物有機(jī)溶劑溶液與導(dǎo)電材料的高速混合

按照每10ml高聚物有機(jī)溶劑溶液對(duì)應(yīng)加入2g～10g導(dǎo)電材料的標(biāo)準(zhǔn)將稱量好的導(dǎo)電材料加入高速混合機(jī)混合釜中，然后將稱量好的高聚物有機(jī)溶劑溶液分批次加入高速混合機(jī)的混合釜中，每次加入量為總?cè)芤毫康?0％～25％，每次加入溶液之后，啟動(dòng)高速混合機(jī)混合，按此程序直至所有高聚物溶液全部加入至高速混合機(jī)的混合釜中；

c、壓制成型

在壓力15～30MPa，溫度160～280℃的條件下，采用平板硫化機(jī)壓制成型，壓制時(shí)間5～60分鐘；完成后在平板硫化機(jī)上冷壓5～10分鐘，壓力15～30MPa，制成高聚物導(dǎo)電多孔復(fù)合材料板材。

更進(jìn)一步的方案是：所述的導(dǎo)電填料為乙炔碳黑、導(dǎo)電石墨、導(dǎo)電碳纖維中的一種。

更進(jìn)一步的方案是：步驟b中高聚物有機(jī)溶劑溶液與導(dǎo)電材料的混合時(shí)間為60～120秒，高速混合機(jī)轉(zhuǎn)速為1000～3000轉(zhuǎn)/秒。

本發(fā)明采用高速混合一壓制成型的方法，制備填充型高聚物導(dǎo)電多孔復(fù)合材料的制品，工藝簡(jiǎn)單可靠，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)成本低，具有較好的實(shí)施價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的產(chǎn)品放大5000倍的形態(tài)結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的產(chǎn)品放大10000倍的形態(tài)結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

以下以具體實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此。

實(shí)施例1：

(1)配制濃度為0.2g/ml的聚碳酸酯/二氯乙烷溶液1L。

(2)混合：按照每10ml高聚物有機(jī)溶劑溶液對(duì)應(yīng)加入2g乙炔碳黑的標(biāo)準(zhǔn)，將稱量好的乙炔碳黑倒進(jìn)高速混合機(jī)混合釜；然后將量好的聚碳酸酯溶液分次倒入高速混合機(jī)的混合釜，每次倒入250毫升；每次倒入之后，開動(dòng)高速混合機(jī)混合100秒鐘，轉(zhuǎn)速2000轉(zhuǎn)/秒；按此程序直至全部聚碳酸酯溶液倒完；制得聚碳酸酯/乙炔碳黑導(dǎo)電多孔復(fù)合材料。

(3)壓制：將上一步制得的材料，在壓力25MPa，溫度220℃的條件下，采用平板硫化機(jī)成型，壓制時(shí)間10分鐘；完成后在平板硫化機(jī)上冷壓8分鐘，壓力20MPa，制成導(dǎo)電多孔復(fù)合材料薄片。