一种复合导电塑料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种复合导电塑料，由包括以下组分的原料制备而成：导电填料20wt％～40wt％；主体塑料55wt％～75wt％；偶联剂0.1wt％～5wt％；余量的上浆剂；所述导电填料由镀镍玻璃纤维和镀镍石墨组成。与现有技术相比，本发明专利技术提供的复合导电塑料采用特定组成的导电填料，其中镀镍玻璃纤维为线性导电填料，镀镍石墨为片状掉电填料，二者配合其他特定含量的组分，能够实现具有良好相容效果的线面结合，从而形成完美的导电网络，使产品在力学性能好的基础上，导电性能较好，具有较高的电磁屏蔽性能。实验结果表明，本发明专利技术提供的复合导电塑料的表面电阻为100mΩ～200mΩ，电磁屏蔽效能为‑60dB～‑80dB。

【技术实现步骤摘要】
一种复合导电塑料及其制备方法
本专利技术涉及电磁屏蔽材料
，更具体地说，是涉及一种复合导电塑料及其制备方法。
技术介绍
随着现代科学技术的发展和5G时代的到来，高频电磁波辐射对环境和人的影响越来越大。高度集成电子产品释放的高频电磁波，会给周围的电子设备带来电磁干扰；同时也会对人体造成电磁辐射危害。因此，寻找一种能屏蔽和吸收电磁波辐射的材料，已成为新型材料科学的一大课题。目前在电磁波污染防护方面，大多采用的是金属类反射材料，这种材料虽然解决了低频干扰问题，但对于高频电磁波来说，其反射出去的电磁波势必又造成了对设备内部自身的干扰。因此，如何有效地防护高频电磁辐射和干扰(EMI)的问题，已成为全世界的重要课题。近年来，科研人员发现导电塑料对于解决如何有效地防护高频电磁辐射和干扰的问题有着非常好的潜力。现如今制备改性导电塑料的关键点在于提升导电填料的导电性和分布状态，现有技术在实际生产中一般都是通过碳黑作为导电填料来提供塑料的导电性能，但需要填充大量的碳黑，大大降低了塑料的力学性能，并增加了制备的成本。而制备分布均匀的导电塑料关键在于改善导电粉体的分散性和相容性。由于纳米/微米级导电粒子容易团聚，导电的纳米粒子在导电聚合物基体中难以分散均匀，复合材料导电效果较差，因此通常需要在共混前对导电纳米粒子的表面进行改性处理。目前，常用的表面处理方法有：添加两性表面活性剂降低纳米粒子的表面张力，以改善纳米导电粉体的分散；添加偶联剂，使无机纳米粉体与有机塑料基体之间形成强有力的作用。但是，上述表面处理方法分散效果一般，最终得到的导电塑料的导电性能也不够高，从而限制了导电塑料电磁屏蔽性能的进一步提高。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种复合导电塑料及其制备方法，本专利技术提供的复合导电塑料在力学性能好的基础上，导电性能较好，具有较高的电磁屏蔽性能。本专利技术提供了一种复合导电塑料，由包括以下组分的原料制备而成：导电填料20wt％～40wt％；主体塑料55wt％～75wt％；偶联剂0.1wt％～5wt％；余量的上浆剂；所述导电填料由镀镍玻璃纤维和镀镍石墨组成。优选的，所述镀镍玻璃纤维和镀镍石墨的质量比为(1～3)：1。优选的，所述主体塑料选自聚碳酸酯-聚丙烯腈合金、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚丙烯、聚醚酰亚胺、尼龙6和尼龙66中的一种或多种。优选的，所述偶联剂选自硅烷偶联剂和/或钛酸酯偶联剂。优选的，所述上浆剂选自聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯和水性环氧树脂中的一种或多种。本专利技术还提供了一种上述技术方案所述的复合导电塑料的制备方法，包括以下步骤：a)将上浆剂与溶剂混合，得到上浆剂溶液；b)将导电填料浸入到步骤a)得到的上浆剂溶液中，干燥后得到表面处理后的导电填料；所述导电填料由镀镍玻璃纤维和镀镍石墨组成；c)将步骤b)得到的表面处理后的导电填料、主体塑料和偶联剂进行熔融共混，挤出后造粒，得到复合导电塑料。优选的，步骤a)中所述溶剂选自水和/或丙酮；所述溶剂与上浆剂的质量比为(1～5)：1。优选的，步骤b)中所述浸入的时间为20min～40min。优选的，步骤b)中所述干燥的温度为110℃～130℃，时间为1h～3h。优选的，步骤c)中所述熔融共混的挤出温度为180℃～350℃，熔体加工扭矩为10N·m～100N·m。本专利技术提供了一种复合导电塑料，由包括以下组分的原料制备而成：导电填料20wt％～40wt％；主体塑料55wt％～75wt％；偶联剂0.1wt％～5wt％；余量的上浆剂；所述导电填料由镀镍玻璃纤维和镀镍石墨组成。与现有技术相比，本专利技术提供的复合导电塑料采用特定组成的导电填料，其中镀镍玻璃纤维为线性导电填料，镀镍石墨为片状掉电填料，二者配合其他特定含量的组分，能够实现具有良好相容效果的线面结合，从而形成完美的导电网络，使产品在力学性能好的基础上，导电性能较好，具有较高的电磁屏蔽性能。实验结果表明，本专利技术提供的复合导电塑料的表面电阻为100mΩ～200mΩ，电磁屏蔽效能为-60dB～-80dB。此外，本专利技术提供的制备方法简单，成本低，适于工业化生产。附图说明图1为本专利技术实施例1提供的复合导电塑料的形貌图；图2为本专利技术实施例1提供的复合导电塑料的电磁屏蔽效能曲线。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种复合导电塑料，由包括以下组分的原料制备而成：导电填料20wt％～40wt％；主体塑料55wt％～75wt％；偶联剂0.1wt％～5wt％；余量的上浆剂；所述导电填料由镀镍玻璃纤维和镀镍石墨组成。在本专利技术中，所述导电填料由镀镍玻璃纤维和镀镍石墨组成。在本专利技术中，所述镀镍玻璃纤维的制备方法优选具体为：将玻璃纤维加入到氢氧化钠溶液中浸泡后，清水冲洗；取出后进行化学镀铜处理，水洗后再进行电镀镍处理，最后用去离子水清洗干净，得到镀镍玻璃纤维。在本专利技术中，所述玻璃纤维为微米级，单丝平均直径优选为1μm～30μm，更优选为10μm～20μm；线密度优选为200tex～5000tex，更优选为300tex～2500tex。本专利技术对所述玻璃纤维的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本专利技术中，所述氢氧化钠溶液的质量浓度优选为15％～25％，更优选为20％。在本专利技术中，所述浸泡的时间优选为0.5h～1.5h，更优选为1h。本专利技术对所述浸泡的温度没有特殊限制，在本领域技术人员熟知的常温下进行浸泡即可。在本专利技术中，所述化学镀铜处理所用的溶液优选为含有硫酸铜、甲醛和乙二胺四乙酸四钠的混合溶液。在本专利技术中，所述化学镀铜处理的pH值优选为11～13，更优选为11.5～12.5；所述化学镀铜处理的温度优选为35℃～55℃，更优选为40℃～50℃。本专利技术对所述电镀镍处理的设备及工艺步骤没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的电镀镍设备及工艺步骤即可。在本专利技术中，所述电镀镍处理的pH值优选为3.5～4.5，更优选为3.8～4.2；所述电镀镍处理的温度优选为40℃～50℃，更优选为45℃～48℃；所述电镀镍处理的电流密度优选为0.3A/dm2～1.8A/dm2，更优选为0.5A/dm2～1.5A/dm2；所述电镀镍处理的时间优选为5min～25min，更优选为10min～20min。在本专利技术中，所述镀镍石墨的制备方法与所述镀镍玻璃纤维相同；所述镀镍石墨的制备方法优选具体为：将石墨加入到氢氧化钠溶液中浸泡后，清水冲洗；取出后进行化学镀铜处理，水洗后再进行电镀镍处理，最后用去离子水清洗干净，得到镀镍石墨。在本专利技术中，所述石墨为微米级，片状，片层厚度优选为1μm～30μm，更优选为5μm～20μm；粒径大小优选为5μm～500μm，更优选为10μm～300μm。本专利技术对所述石墨的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本专利技术中，所述氢氧化钠溶液的质量浓度优选为15％～25％，更优选为20％。在本专利技术中，所述浸泡的时间优选为0.5h～1.5h，更优选为1h。本专利技术对所述浸泡的温度没有特殊限制，在本领本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合导电塑料，由包括以下组分的原料制备而成：导电填料20wt％～40wt％；主体塑料55wt％～75wt％；偶联剂0.1wt％～5wt％；余量的上浆剂；所述导电填料由镀镍玻璃纤维和镀镍石墨组成。

【技术特征摘要】
1.一种复合导电塑料，由包括以下组分的原料制备而成：导电填料20wt％～40wt％；主体塑料55wt％～75wt％；偶联剂0.1wt％～5wt％；余量的上浆剂；所述导电填料由镀镍玻璃纤维和镀镍石墨组成。2.根据权利要求1所述的复合导电塑料，其特征在于，所述镀镍玻璃纤维和镀镍石墨的质量比为(1～3)：1。3.根据权利要求1所述的复合导电塑料，其特征在于，所述主体塑料选自聚碳酸酯-聚丙烯腈合金、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚丙烯、聚醚酰亚胺、尼龙6和尼龙66中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的复合导电塑料，其特征在于，所述偶联剂选自硅烷偶联剂和/或钛酸酯偶联剂。5.根据权利要求1所述的复合导电塑料，其特征在于，所述上浆剂选自聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯和水性环氧树脂中的一种或多种。6.一种权利要求1～5任一项所述的复合导电塑料的制备方法，包括以...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚华旭，王炜，刘学超，温海林，柯维再，董庆文，张婷，高坚生，
申请(专利权)人：浙江三元电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33