一種導(dǎo)電復(fù)合材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及導(dǎo)電塑料領(lǐng)域，尤其涉及一種導(dǎo)電復(fù)合材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]導(dǎo)電復(fù)合材料目前主要是指復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料，具體是將聚合物與各種導(dǎo)電物質(zhì)通過一定的復(fù)合方式構(gòu)成。長期以來，高分子材料通常是作為絕緣材料在電氣工業(yè)、安裝工程、通訊工程等方面廣泛使用。普通高分子材料在加工和使用過程中，靜電現(xiàn)象十分嚴(yán)重，在某些情況下，不但會(huì)影響材料的使用性能，甚至還會(huì)造成危害，如降低感光膠片的使用性能；塑料包裝材料的靜電吸塵，降低了商品價(jià)值；易燃、易爆環(huán)境使用的各種塑料制品和電子產(chǎn)品，由于靜電引起的火花爆炸及燃燒。所有這些都應(yīng)該采用導(dǎo)電復(fù)合材料，以提高材料的靜電能力。
[0003]復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料是將聚合物與各種導(dǎo)電性物質(zhì)通過一定的復(fù)合方法構(gòu)成，它包括導(dǎo)電塑料、導(dǎo)電橡膠、導(dǎo)電涂料、導(dǎo)電纖維和導(dǎo)電膠粘劑等。由于電子、通訊、信息技術(shù)的迅速發(fā)展，無限電射頻干擾(信號(hào)干擾)不可避免，對(duì)屏蔽和隱身材料提出了更高的要求。鐵氧體具有吸收電磁波的特性，但其加工工藝限制了它的應(yīng)用，如果把鐵氧體粉末與樹脂復(fù)合物則可用熱壓方法制成各種形狀的屏蔽零件或用涂敷的方法制成表面吸收涂層以滿足需要。復(fù)合導(dǎo)電塑料還大量用作高壓電纜的內(nèi)、外部的半導(dǎo)體層，以及低壓電纜的外部半導(dǎo)體層。導(dǎo)電橡膠氣密性好，經(jīng)常用于密封材料。另外，導(dǎo)電橡膠在電子和電真空技術(shù)中經(jīng)常用到，它可以克服由于錫焊造成的缺點(diǎn)，具有一定的強(qiáng)度和導(dǎo)電性。
[0004]表面導(dǎo)電膜形成法，可以用導(dǎo)電涂料蒸鍍金屬或金屬氧化物膜，也可以采用金屬熱噴涂、濕法鍍層等形成表面導(dǎo)電膜。例如，聚酯薄膜上蒸鍍金、鉑或氧化銦等制成透明的導(dǎo)電性薄膜。導(dǎo)電填料分散法:是目前生產(chǎn)導(dǎo)電高分子材料的主要方法，可用于制造各種導(dǎo)電高分子材料。導(dǎo)電材料過去常用碳黑，現(xiàn)在多采用碳纖維、石墨纖維、金屬粉、金屬纖維及碎片、鍍金屬的玻璃纖維及其他各種新型導(dǎo)電材料。導(dǎo)電材料層積復(fù)合法:是將碳纖維氈、金屬絲、片、帶等導(dǎo)電層與塑料基體層疊壓在一起制成的導(dǎo)電塑料。采用的金屬絲、片、帶主要有鋼、鋁、銅和不銹鋼。復(fù)合導(dǎo)電塑料采用的基體樹脂范圍相當(dāng)廣泛，常用的有:ABS、PE、EVA、PA、PC、PP、PET、POM,以及改性的 PPO、PBT、PVC，摻和物 PC/ABS 等。
[0005]HDPE是一種結(jié)晶度高、非極性的熱塑性樹脂。高密度聚乙烯為無毒、無味、無臭的白色顆粒，熔點(diǎn)約為130°C，相對(duì)密度為0.941?0.960。它具有良好的耐熱性和耐寒性，化學(xué)穩(wěn)定性好，還具有較高的剛性和韌性，機(jī)械強(qiáng)度好。介電性能，耐環(huán)境應(yīng)力開裂性亦較好。熔化溫度120?160°C。對(duì)于分子較大的材料，建議熔化溫度范圍在200?250°C之間。高密度聚乙烯是種白色粉末顆粒狀產(chǎn)品，無毒、無味，密度在0.940?0.976g/cm3范圍內(nèi)；結(jié)晶度為80%?90%，軟化點(diǎn)為125?135°C，使用溫度可達(dá)100°C;硬度、拉伸強(qiáng)度和蠕變性優(yōu)于低密度聚乙烯；耐磨性、電絕緣性、韌性及耐寒性均較好，但與低密度絕緣性比較略差些；化學(xué)穩(wěn)定性好，在室溫條件下，不溶于任何有機(jī)溶劑，耐酸、堿和各種鹽類的腐蝕；薄膜對(duì)水蒸氣和空氣的滲透性小、吸水性低；耐老化性能差，耐環(huán)境開裂性不如低密度聚乙烯，特別是熱氧化作用會(huì)使其性能下降，所以，樹脂需加入抗氧劑和紫外線吸收劑等來提高改善這方面的不足。高密度聚乙烯薄膜在受力情況下的熱變形溫度較低，這一點(diǎn)應(yīng)用時(shí)要注
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[0006]隨著社會(huì)城市化、科技化的發(fā)展，隨著人性化理念的普及，及新型和諧社會(huì)的構(gòu)成，設(shè)計(jì)一種電磁屏蔽效能高、拉伸強(qiáng)度高、斷裂伸長率高、沖擊強(qiáng)度高和體積電阻率低的HDPE導(dǎo)電復(fù)合材料是很重要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供一種導(dǎo)電復(fù)合材料的制備方法，解決現(xiàn)有HDPE導(dǎo)電復(fù)合材料中的電磁屏蔽效能、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率、沖擊強(qiáng)度低和體積電阻率高等技術(shù)問題。
[0008]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0009]—種導(dǎo)電復(fù)合材料的制備方法，其特征在于步驟為:
[0010]第一步:按照質(zhì)量份數(shù)比稱取各種原料，100份；三氧化二鋁25-45份；聚苯胺30-50份；膨脹石墨4-8份；ΡΕ蠟2-4份；碳化硅1-20份；聚乙烯醇6-14份；磺酸30-50份；聚苯胺40-80份；Ρ0Ε10-30份；鐵粉8_12份；鋅粉15-35份；UHMWPE5-25份；抗氧劑50-70份；偶聯(lián)劑0.1-2份；高密度聚乙烯20-60份；
[0011]第二步:先將膨脹石墨預(yù)熱到70-90°C，用偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理30-50min ;
[0012]第三步:加入聚乙烯醇、PE蠟、Ρ0Ε和高密度聚乙烯，在60-100°C下攪拌40-60min，再加入鐵粉、鋅粉和UHMWPE，在80-100°C、轉(zhuǎn)速在800-1000r/min條件下，攪拌20_40min ；
[0013]第四步:加入剩余原料，混合80-120min，然后投入擠出機(jī)，擠出溫度90-100 °C、150-180 °C、210-240 °C、190-210 °C，螺桿轉(zhuǎn)速 20_40r/min。
[0014]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述磺酸采用十二烷基苯磺酸或三羧基苯磺酸。
[0015]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述抗氧劑采用抗氧劑1010或抗氧劑168。
[0016]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述偶聯(lián)劑采用NDZ-401鈦酸酯偶聯(lián)劑或異丁基二乙氧基娃燒偶聯(lián)劑。
[0017]本發(fā)明使用的所有原料均為共知的已有，使用方法和功能均為已有技術(shù)。
[0018]有益效果:
[0019]本發(fā)明所述一種導(dǎo)電復(fù)合材料的制備方法采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:1、大大提高了 HDPE的電磁屏蔽效能，電磁屏蔽效能25-65db ;2、電導(dǎo)率103-102S/cm，比純HDPE的電導(dǎo)率10 1(]高；3、體積電阻率3-7Ω.αιι，導(dǎo)電性能優(yōu)異，拉伸強(qiáng)度30-50MPa ;4、原料易得，斷裂伸長率280-320%，沖擊強(qiáng)度15_35kJ/m2，會(huì)得到廣泛使用，并不斷替代現(xiàn)有材料。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下通過實(shí)施例更加詳細(xì)地闡述本發(fā)明的內(nèi)容。
[0021]實(shí)施例1
[0022]第一步:按照質(zhì)量份數(shù)比稱取:HDPE100份；三氧化二鋁25份；聚苯胺30份；膨脹石墨4份；PE蠟2份；碳化硅1份；聚乙烯醇6份；三羧基苯磺酸30份；聚苯胺40份；P0E10份；鐵粉8份；鋅粉15份；UHMWPE5份；抗氧劑1010為50份；NDZ_401鈦酸酯偶聯(lián)劑0.1份；高密度聚乙烯20份。
[0023]第二步:先將膨脹石墨預(yù)熱到70°C，用偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理30min ;
[0024]第三步:加入聚乙烯醇、PE蠟、Ρ0Ε和高密度聚乙烯，在60°C下攪拌40min，再加入鐵粉、鋅粉和UHMWPE，在80°C、轉(zhuǎn)速在800r/min條件下，攪拌20min ；
[0025]第四步:加入剩余原料，混合80min，然后投入擠出機(jī)，擠出溫度90 °C、150 °C、210°C、190 °C，螺桿轉(zhuǎn)速 20r/min。
[0026]三氧化二鋁、膨脹石墨與HDPE搭配使用，大大提高了 HDPE的電磁屏蔽效能，電磁屏蔽效能25db ;通過鐵粉、鋅粉和HDPE協(xié)同作用，電導(dǎo)率10 3S/cm,比純HDPE的電導(dǎo)率10 10高；碳化硅、UHMWPE, PE蠟及其他組分件的協(xié)同作用，體積電阻率7 Ω.cm，導(dǎo)電性能優(yōu)異，拉伸強(qiáng)度30MPa ;原料易得，斷裂伸長率280%，沖擊強(qiáng)度15kJ/m2。
[0027]實(shí)施例2
[0028]第一步:按照質(zhì)量份數(shù)比稱取:HDPE100份；三氧化二鋁45份；聚苯胺50份；膨脹石墨8份；PE蠟4份；碳化硅20份；聚乙烯醇14份；三羧基苯磺酸50份；聚苯胺80份；P0E30份；鐵粉12份；鋅粉35份；UHMWPE25份；抗氧劑1010為70份；NDZ_401鈦酸酯偶聯(lián)劑2份；高密度聚乙烯60份。
[0029]第二步:先將膨脹石墨預(yù)熱到90°C