炭黑_聚氨酯泡沫导电复合材料的开发.pdf

第30卷第9期化工新型材料Vol130No19
2002年9月NEWCHEMICALMATERIALSSept.2002

炭黑/聚氨酯泡沫导电复合材料的开发3

严冰邓剑如吴叔青

(湖南大学化学化工学院,长沙410082)

摘要制备了以聚氨酯软泡为基体的炭黑/聚氨酯泡沫导电复合材料,研究了炭黑的用量及
交联剂、扩链剂、偶联剂等助剂对复合材料电学及力学性能的影响。
关键词炭黑,聚氨酯泡沫,导电复合材料

Developmentofcarbonblack/polyurethanefoamingconductivecomposites

YanBingDengJianruWuShuqing

(CollegeofChemistryandChemicalEngineering,HunanUniversity,Changsha410082)

AbstractCarbon/polyurethanefoamingconductivecompsiteswerepreparedwithpolyurethanefoamingasmatrix.
Influencesofcarbonblackcontent,crosslinker,chainextender,andcouplingagentonmechanicalandconductiveproertiesof
carbonblack/polyurethanefoamingconductivecompositeswerestudied.
Keywordscarbonblack,polyurethanefoaming,conductivecomposites

将导电填料加入高分子材料中制成的复合型导机械性能和导电性能的影响,并针对实际生产中炭
电材料已经广泛应用于抗静电、电磁波屏蔽、恒温黑的加入引起体系粘度的急剧上升和炭黑在体系中
电热带等许多领域[1,2]。在导电填料的选择中,炭分散性不好等问题,采用在炭黑/聚醚多元醇分散体
黑以其良好的导电性能,被大量地引入复合体系来系中引入钛酸酯偶联剂来改善炭黑的分散性,借此
改善材料的导电性。目前,此类炭黑填充的聚烯烃指导配方的优化。
弹性体材料的体积电阻率可在10-2～1010Ω1cm的
1实验
范围调节,导电效果好,被广泛应用于抗静电和导
电、自控温发热材料、压敏导电胶、电磁波屏蔽等111主要原料
领域。但此种导电材料存在综合物理机械性能不聚醚二元醇:220,上海高桥化工厂;甲苯-2,4
佳、成型工艺条件要求高、样品的形状比较单一的-二异氰酸酯:TDI,美国Dow化学公司;炭黑:
缺点[3]。SRF,平均粒径80～100nm,自贡炭黑厂;交联剂:
本实验采用导电炭黑作为填充物制得体积电阻ETHACURE300,建泰工业有限公司;扩链剂:乙二
率为106～108Ω1cm的聚氨酯软泡。它是以普通的醇,广州化学试剂厂;螯合型钛酸酯偶联剂:南京曙
聚氨酯泡沫为基体,以炭黑为导电粉体,经自由发泡光化工总厂。
合成的一种新型的导电材料。该材料具有多孔、质112导电泡沫的制备
轻以及加工简便、施工方便、成型条件要求低等特加工条件为:预混料:温度30℃,时间20min,搅
点,可用作抗静电材料及制造多孔金属的基体等方拌速度3000转/min;反应发泡:搅拌速度3000转/
面。本实验研究了炭黑、交联剂、扩链剂对复合材料min,搅拌时间30s;熟化:温度110℃,时间35min。

3本项目得到了湖南省长沙市力元新材料有限公司的资助。
作者简介:邓剑如,教授,1964年生,特殊贡献专家,第六届中国青年科技奖获得者。
第9期严冰等:炭黑/聚氨酯泡沫导电复合材料的开发·27·

这种情况主要是由吉布斯—马朗高尼效应、渗出作
用、重力作用引起了液膜的流动,从而导致炭黑粒子
随液膜相对移动。同时由于炭黑的再附聚和液体的
毛细作用造成的炭黑粘结,最终导致炭黑向PB区
(渗出区)聚集。造成了在炭黑/聚氨酯泡沫的成品
中,炭黑大部分聚集在网状结构的结点处,这必然对
基体软泡的规整结构造成损坏,导致材料机械性能
变差。
113分析与测试
11311接触角的测试
用不同浓度钛酸酯偶联剂的丙酮溶液处理炭
黑,并用超声波分散30min,除去丙酮,干燥,压片,
用JY—82型接触角仪测定接触角。
11312力学性能的测试
按照GB6344—86,GB9641—88的测试方法,用
LJ—500型电动拉力机测定试样的拉伸强度、断裂
伸长率。
11313体积电阻率的测定
按照GB1410—78的测定方法,用DT9205万用
图2复合材料断裂伸长率与炭黑含量的关系
电表测其体积电阻率。

2结果与讨论

211炭黑的影响
21111炭黑含量对材料机械性能的影响
图1与图2是复合材料的拉伸强度