一种新型低气味电磁屏蔽聚丙烯复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种新型低气味电磁屏蔽聚丙烯复合材料及其制备方法，其包括以下重量份的原料：聚丙烯60‑90份、增韧剂5‑20份、润滑剂0.1‑1份、抗氧剂0.1‑1份、矿物凝胶0.5‑5份、除味吸附剂0.5‑4份、碳纤维2‑20份、磁性粒子2‑10份、偶联剂0.5‑10份。本发明专利技术采用高磁导率和高电导率的碳纤维和磁性粒子复合体系作为电磁屏蔽材料，使得制备的聚丙烯复合材料在更为宽广的频率范围内具有优异的电磁屏蔽性能，碳纤维的引入也从一定程度上增强了聚丙烯材料的力学性能。本发明专利技术在配方体系中加入高效除味吸附剂及硅酸镁铝矿物凝胶能有效去除聚丙烯基体中的挥发性小分子物质，所制备的复合材料还具备低气味、低VOC的优势，极大地扩展了材料应用领域。

A New Low-odor Electromagnetic Shielding Polypropylene Composite and Its Preparation Method

The invention discloses a new low odor electromagnetic shielding polypropylene composite material and a preparation method thereof, which comprises the following weight parts: Polypropylene 60, 90 parts, toughening agent 5, 20 parts, lubricants 0.1, 1 parts, antioxidant 0.1, 1 parts, mineral gels 0.5 0.5 5, deodorant adsorbents 0.5, 0.5 parts, carbon fiber precursor parts, magnetic particles, and coupling agents. The invention adopts carbon fiber and magnetic particle composite system with high permeability and high conductivity as electromagnetic shielding material, which makes the prepared polypropylene composite material have excellent electromagnetic shielding performance in a wider frequency range, and the introduction of carbon fiber also enhances the mechanical properties of polypropylene material to a certain extent. The invention adds highly effective deodorant adsorbent and magnesium silicate aluminum mineral gel in the formulation system to effectively remove volatile small molecules in polypropylene matrix, and the composite material has the advantages of low odor and low VOC, which greatly expands the application field of materials.

【技术实现步骤摘要】
一种新型低气味电磁屏蔽聚丙烯复合材料及其制备方法
本专利技术涉及高分子复合材料
，具体是一种新型低气味电磁屏蔽聚丙烯复合材料及其制备方法。
技术介绍
随着信息技术的不断发展，越来越多的电子电气设备进入到人们生产生活中的各个领域，在给人们提供便利快捷的同时也产生了大量的电磁辐射，不仅对通信及电子系统产生干扰，还极大地影响了人们的健康。电磁辐射污染被称为继大气污染、水污染、噪音污染之后的第四大污染。因此大力开发具有优良电磁屏蔽的材料对于人们的健康和生产生活具有重要的意义。目前研究较多的电磁屏蔽材料主要有铁磁材料与金属良导体材料、表层导电型屏蔽材料(包括导电涂料，金属熔射，贴金属箔和表层镀金属等)和填充复合型屏蔽材料。采用金属材料来制备电磁屏蔽材料存在价格昂贵、不易加工、不耐腐蚀等弊端，而表层导电型屏蔽材料的导电表层容易脱落从而影响电磁屏蔽效果。填充复合型屏蔽材料由于具有质轻、成本较低、易加工成型等优势成为了市场的主流。填充复合型屏蔽材料的基体多数采用一些电绝缘性能优异的高分子合成树脂，通过复配具有优良导电性能的导电填料及其他添加物质所组成，经注射成型或挤出成型等方法加工成各种电磁屏蔽材料。然而，高分子基体在经过高温注射或是挤出的过程中会产生大量挥发性小分子物质，造成气味大、VOC超标的问题，影响人们健康，从而限制了填充复合型屏蔽材料的应用。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的弊端，采用高效除味吸附剂及硅酸镁铝矿物凝胶协同作用有效去除聚丙烯基体中的挥发性小分子物质，提供一种新型低气味电磁屏蔽聚丙烯复合材料及其制备方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种新型低气味电磁屏蔽聚丙烯复合材料，包括以下重量份的原料：聚丙烯60-90份；增韧剂5-20份；润滑剂0.1-1份；抗氧剂0.1-1份；矿物凝胶0.5-5份；除味吸附剂0.5-4份；碳纤维2-20份；磁性粒子2-10份；偶联剂0.5-10份。进一步方案，所述的聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的至少一种，其在温度230℃和载荷2.16kg条件下的熔体流动速率为10-100g/10min。进一步方案，所述的增韧剂为聚烯烃弹性体或苯乙烯类弹性体；所述的润滑剂为芥酸酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸酰胺中的至少一种。进一步方案，所述的抗氧剂为受阻酚类、硫代酯类、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种。进一步方案，所述的矿物凝胶为硅酸镁铝矿物凝胶。进一步方案，所述的除味吸附剂为多孔二氧化硅、活性氧化铝、分子筛、硅胶、活性炭中的至少一种。进一步方案，所述的碳纤维为短切碳纤维，长度为1-5mm；所述的磁性粒子为镍粉、铁粉、Fe3O4中的至少一种。进一步方案，所述的偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。本专利技术的另一个目的在于提供一种新型低气味电磁屏蔽聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)碳纤维、磁性粒子预处理：将配方中碳纤维和磁性粒子分别置于质量分数为1％～10％偶联剂的乙醇溶液中，充分搅拌预处理一定时间，然后分别取出烘干备用；(2)新型低气味电磁屏蔽聚丙烯复合材料制备：按配方中重量份比例将聚丙烯、增韧剂、润滑剂、抗氧剂、矿物凝胶、除味吸附剂进行混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中进行熔融、混合、分散，再将步骤(1)中偶联剂预处理过的碳纤维和磁性粒子由双螺杆挤出机的侧喂料加入，然后经过塑化、挤出、造粒，制备得到新型低气味电磁屏蔽聚丙烯复合材料。进一步方案，所述步骤(1)中的预处理时间为0.5-2h；所述步骤(2)中螺杆挤出机的长径比为35-50:1，挤出温度为180-230℃，螺杆转速为200-450r/min。本专利技术的有益效果：1、本专利技术采用高磁导率和高电导率的碳纤维和磁性粒子复合体系作为电磁屏蔽材料，使得制备的聚丙烯复合材料在更为宽广的频率范围内具有优异的电磁屏蔽性能，此外碳纤维的引入也从一定程度上增强了聚丙烯材料的力学性能。2、本专利技术在配方体系中引入高效吸附剂吸附包裹树脂基体及助剂中的小分子挥发物，在此基础上复配一定含量的硅酸镁铝矿物凝胶，使其在聚丙烯材料挤出过程受螺杆剪切释放出水分子，水分子在高温下发生汽化，形成大量水蒸气，能够将未吸附的挥发性小分子夹带，最后经真空抽提排出；本专利技术制备的聚丙烯复合材料不仅具有优异的宽频电磁屏蔽性能，还具备低气味、低VOC的优势，极大地拓展了材料的应用领域。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细描述。除特殊说明外，下述实施例中各组分均为重量份。此处描述的具体实施例仅仅用作解释本专利技术，并不用于对本专利技术的限定。实施例1(1)按配比称取20份碳纤维，置于含量9.5份硅烷偶联剂的乙醇溶液中(溶液的质量分数为10％)，充分搅拌1h，然后取出烘干备用；(2)按配比称取2份超细镍粉，置于含量0.5份硅烷偶联剂的乙醇溶液中(溶液的质量分数为1％)，充分搅拌1h，然后分别取出烘干备用；(3)将60份均聚聚丙烯、20份POE增韧剂、0.2份硬脂酸钙润滑剂、0.2份抗氧剂1010(四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸]季戊四醇酯)、0.2份抗氧剂DLTP(硫代二丙酸双月桂酯)、5份硅酸镁铝矿物凝胶、0.5份活性氧化铝吸附剂，一起进行混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中进行熔融、混合、分散，再将20份硅烷偶联剂预处理过的碳纤维和2份超细镍粉由双螺杆挤出机的侧喂料加入，然后经过塑化、挤出、造粒，制备得到新型低气味电磁屏蔽聚丙烯复合材料；其中螺杆挤出机的长径比为35-50:1，挤出温度为180-230℃，螺杆转速为200-450r/min。实施例2(1)按配比称取15份碳纤维，置于含量8份硅烷偶联剂的乙醇溶液中(溶液的质量分数为5％)，充分搅拌0.5h，然后取出烘干备用；(2)按配比称取4份铁粉，置于含量1份硅烷偶联剂的乙醇溶液中(溶液的质量分数为2％)，充分搅拌0.5h，然后分别取出烘干备用；(3)将60份均聚聚丙烯、10份共聚聚丙烯、10份POE增韧剂、0.1份硬脂酸酰胺润滑剂、0.1份抗氧剂1010(四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸]季戊四醇酯)、4份硅酸镁铝矿物凝胶、1份分子筛吸附剂，进行混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中进行熔融、混合、分散，再将15份硅烷偶联剂预处理过的碳纤维和4份铁粉由双螺杆挤出机的侧喂料加入，然后经过塑化、挤出、造粒，制备得到新型低气味电磁屏蔽聚丙烯复合材料；其中螺杆挤出机的长径比为35-50:1，挤出温度为180-230℃，螺杆转速为200-450r/min。实施例3(1)按配比称取10份碳纤维，置于含量4份钛酸酯偶联剂的乙醇溶液中(溶液的质量分数为1％)，充分搅拌1.5h，然后取出烘干备用；(2)按配比称取6份Fe3O4，置于含量2.5份钛酸酯偶联剂的乙醇溶液中(溶液的质量分数为1％)，充分搅拌1h，然后分别取出烘干备用；将75份共聚聚丙烯、18份SBS增韧剂、0.5份芥酸酰胺润滑剂、0.3份抗氧剂1010(四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸]季戊四醇酯)、0.1份抗氧剂DLTP(硫代二丙酸双月桂酯)、0.2份抗氧剂168(三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯)、3份硅酸镁铝矿物凝胶、2份多孔二氧化硅吸附剂进行混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中进行熔融、混合、分散，再将10份钛酸酯偶联剂预处理过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型低气味电磁屏蔽聚丙烯复合材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：聚丙烯60‑90份；增韧剂5‑20份；润滑剂0.1‑1份；抗氧剂0.1‑1份；矿物凝胶0.5‑5份；除味吸附剂0.5‑4份；碳纤维2‑20份；磁性粒子2‑10份；偶联剂0.5‑10份。

【技术特征摘要】
1.一种新型低气味电磁屏蔽聚丙烯复合材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：聚丙烯60-90份；增韧剂5-20份；润滑剂0.1-1份；抗氧剂0.1-1份；矿物凝胶0.5-5份；除味吸附剂0.5-4份；碳纤维2-20份；磁性粒子2-10份；偶联剂0.5-10份。2.根据权利要求1所述的新型低气味电磁屏蔽聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的至少一种，其在温度230℃和载荷2.16kg条件下的熔体流动速率为10-100g/10min。3.根据权利要求1所述的新型低气味电磁屏蔽聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的增韧剂为聚烯烃弹性体或苯乙烯类弹性体；所述的润滑剂为芥酸酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸酰胺中的至少一种。4.根据权利要求1所述的新型低气味电磁屏蔽聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的抗氧剂为受阻酚类、硫代酯类、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种。5.根据权利要求1所述的新型低气味电磁屏蔽聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的矿物凝胶为硅酸镁铝矿物凝胶。6.根据权利要求1所述的新型低气味电磁屏蔽聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的除味吸附剂为多孔二氧化硅、活性氧化铝、分子筛、硅胶、活性炭中的至少一种。7.根据权利要求1所述的新型低气味...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫溥，蒋文远，邵之杰，周海，康兴宾，李荣群，李春忠，张玲，王庚超，
申请(专利权)人：会通新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34