一种树脂/镀铜玻璃纤维复合材料的制备方法及其产品和应用技术

本发明专利技术公开了一种树脂/镀铜玻璃纤维复合材料的制备方法及其产品和应用，本发明专利技术提供一种树脂/镀铜玻璃纤维复合材料的制备方法，通过熔融‑共混‑挤压成型工艺制备导电复合材料，以玻璃纤维作为骨架材料，使包覆在其表面的金属铜选择性分布在玻璃纤维与基体树脂的界面处，同时利用玻璃纤维易于搭接的特点，实现导电网络的高效构建；同时创造性将有机成核剂与无机成核剂结合使用，产生协同效应提高了成核剂的使用效率，以经济衡量可降低添加剂成本15％～30％；制备的复合材料，具有优异的导电性能和良好的机械性能，复合材料的导电逾渗值降低，电导率提高拉伸性能提高，拓宽了复合材耗的应用领域，在电磁屏蔽、电子电器、抗静电等领域都具有广泛的应用。

Preparation and Application of a Resin/Copper-plated Glass Fiber Composite

The invention discloses a preparation method of resin/copper-plated glass fiber composite material and its products and applications. The invention provides a preparation method of resin/copper-plated glass fiber composite material. Conductive composite material is prepared by melting, blending and extrusion forming process. Glass fiber is used as skeleton material, so that the metal copper coated on the surface of the composite material is selectively distributed between glass fiber and copper-plated glass fiber. At the interface of matrix resin, the conductive network can be constructed efficiently by making use of the easy overlap of glass fibre; at the same time, the synergistic effect of organic nucleating agent and inorganic nucleating agent is created, which can improve the efficiency of nucleating agent and reduce the cost of additives by 15%-30% economically; the prepared composite material has excellent conductivity and good conductivity. Mechanical properties, conductive percolation value of composites is reduced, conductivity is improved, tensile properties are improved, and the application fields of composite material consumption are broadened. It has a wide range of applications in electromagnetic shielding, electronics and electrical appliances, antistatic and other fields.

【技术实现步骤摘要】
一种树脂/镀铜玻璃纤维复合材料的制备方法及其产品和应用
本专利技术属于高分子复合材料领域，具体涉及一种树脂/镀铜玻璃纤维复合材料的制备方法及其产品，还涉及一种树脂/镀铜玻璃纤维复合材料在电磁屏蔽、电子电器、抗静电领域的应用。
技术介绍
导电高分子复合材料通常是指以高分子材料为基体，导电物质为填料，按照一定的比例复合制备而成的具有一定导电功能的复合材料，该类复合材料由于具有加工性能好、电阻可调范围大、成本低廉、可设计性强等优点，逐渐成为导电高分子材料研究领域的热点。经过多年的研究与发展，导电高分子材料己经逐步进入了实际应用阶度。由于较好的综合性能，具有不同电导率和特殊功能的导电高分子复合材料可作为抗静电材料、半导体材料、导电材料、电热材料以及电磁屏蔽材料等在电子电气、电子封装、军事通讯、能源、热控等多个行业得到广泛应用。在保证良好导电性能的同时降低导电逾渗值是目前导电高分子复合材料的重点研究方向之一。实现导电填料的选择性分布是提高导电复合材料电导卒，降低逾渗值的重要手段。导电填料的选择性分布是指在两种(相)或多种(相)不相容聚合物共混体系中，通过控制组分配比或制备工艺，使导电填料选择分布在某一连续相或连续的不相容组分界面处，以提高导电填料在所分布区域的有效浓度，实现导电填料在基体中的连续性分布和导电网络的高效构建。JinruiHuang等人[HuangJ,etal.Carbon.2014,73:267-274]以不相容的聚乳酸(PLA)和聚己内酯(PCL)为基体(二者质量比为1:1)，多壁碳纳米管(MWCNT)为导电填料，按PLA-MWCNT-PCL的加料顺序，通过熔融共混实现MWCNT在二组分之间的界面分布，所制备的导电复合材料的逾渗值仅为0.025wt％。因此需要进一步加深对新的导电高分子复合材料以及制备方法的研究。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的之一在于提供一种树脂/镀铜玻璃纤维复合材料的制备方法；本专利技术的目的之二在于提供一种树脂/镀铜玻璃纤维复合材料；本专利技术的目的之三在于提供一种树脂/镀铜玻璃纤维复合材料在电磁屏蔽、电子电器、抗静电领域的应用。为实现上述专利技术目的，本专利技术提供如下技术方案：1、一种树脂/镀铜玻璃纤维复合材料的制备方法，所述制备方法具体步骤如下：(1)熔融基体树脂：将基体树脂加入到转矩流变仪中使基体树脂充分熔融；(2)加入成核剂：继续向转矩流变仪中加入质量为基体树脂质量0.05～0.8％的成核剂，混炼使成核剂与基体树脂均匀混合；(3)加入镀铜玻璃纤维：将镀铜玻璃纤维加入成核剂与基体树脂均匀混合后的转矩流变仪中，混炼15～20min，得到分散均匀的混合物；(4)将得到的混合物在250～350℃、10～15MPa的条件下热压成型，得到具有高电导率和强度的树脂/镀铜玻璃纤维复合材料。优选的，所述基体树脂包括不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、双马来酰亚胺树脂或聚酰亚胺树脂中的任意一种。优选的，所述熔融时设置转矩流变仪的温度为200～300℃，密炼10-20min，转速为100-200rpm。优选的，所述成核剂为山梨醇类成核剂DBS与硬脂酸钙的混合物，所述山梨醇类成核剂DBS与硬脂酸钙的质量比为6～4:1。优选的，所述混炼的时间为3-5min。优选的，所述镀铜玻璃纤维与基体树脂的质量比为1:3～6优选的，所述镀铜玻璃纤维的直径为11～17μm，长径比为15～20，电导率为102～103S/cm，镀层厚度为0.1～0.2μm，镀层均匀包覆在玻璃纤维表面。2、由上述一种树脂/镀铜玻璃纤维复合材料的制备方法制备得到的一种树脂/镀铜玻璃纤维复合材料。3、一种树脂/镀铜玻璃纤维复合材料在电磁屏蔽、电子电器、抗静电领域的应用。本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术提供一种树脂/镀铜玻璃纤维复合材料的制备方法，以聚丙烯为基体，镀镶玻璃纤维为导电填料，通过熔融-共混-挤压成型工艺制备导电复合材料，以玻璃纤维作为骨架材料，使包覆在其表面的金属铜选择性分布在玻璃纤维与基体树脂的界面处，同时利用玻璃纤维易于搭接的特点，实现导电网络的高效构建；2、本专利技术的制备方法中创造性将有机成核剂与无机成核剂结合使用，产生了很好的协同效果，能够降低雾度，提高结晶温度，提供弯曲模量和光泽度，同时有机成核剂与无机成核剂之间的协同效应提高了成核剂的使用效率，以经济衡量可降低添加剂成本15％～30％；3、本专利技术提供一种树脂/镀铜玻璃纤维复合材料，具有优异的导电性能和良好的机械性能，复合材料的导电逾渗值降低，电导率提高拉伸性能提高，拓宽了复合材耗的应用领域，在电磁屏蔽、电子电器、抗静电等领域都具有广泛的应用。具体实施方式下面将对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。实施例1(1)熔融基体树脂：将100g乙烯基树脂加入到转矩流变仪中，升温到200℃，密炼20min，设置转速为100rpm，使乙烯基树脂充分熔融；(2)加入成核剂：继续向转矩流变仪中加入0.043g山梨醇类成核剂DBS与0.007g硬脂酸钙，混炼5min使成核剂与基体树脂均匀混合；(3)加入镀铜玻璃纤维：选择直径为11～17μm，长径比为15～20，电导率为102～103S/cm，镀层厚度为0.1～0.2μm、铜镀层均匀包覆在玻璃纤维表面的镀铜玻璃纤维，将33.3g镀铜玻璃纤维加入成核剂与乙烯基树脂均匀混合后的转矩流变仪中，混炼15min，得到分散均匀的混合物；(4)将得到的混合物在250℃、10MPa的条件下热压成型，得到具有高电导率和强度的树脂/镀铜玻璃纤维复合材料。实施例2(1)熔融基体树脂：将100g间苯二甲酸聚酯加入到转矩流变仪中，升温到300℃，密炼10min，设置转速为200rpm，使间苯二甲酸聚酯充分熔融；(2)加入成核剂：继续向转矩流变仪中加入0.64g山梨醇类成核剂DBS与0.16g硬脂酸钙，混炼3min使成核剂与基体树脂均匀混合；(3)加入镀铜玻璃纤维：选择直径为11～17μm，长径比为15～20，电导率为102～103S/cm，镀层厚度为0.1～0.2μm、铜镀层均匀包覆在玻璃纤维表面的镀铜玻璃纤维，将16.7g镀铜玻璃纤维加入成核剂与间苯二甲酸聚酯均匀混合后的转矩流变仪中，混炼20min，得到分散均匀的混合物；(4)将得到的混合物在350℃、15MPa的条件下热压成型，得到具有高电导率和强度的树脂/镀铜玻璃纤维复合材料。实施例3(1)熔融基体树脂：将100g环氧树脂加入到转矩流变仪中，升温到250℃，密炼15min，设置转速为150rpm，使环氧树脂充分熔融；(2)加入成核剂：继续向转矩流变仪中加入0.4g山梨醇类成核剂DBS与0.1g硬脂酸钙，混炼4min使成核剂与基体树脂均匀混合；(3)加入镀铜玻璃纤维：选择直径为11～17μm，长径比为15～20，电导率为102～103S/cm，镀层厚度为0.1～0.2μm、铜镀层均匀包覆在玻璃纤维表面的镀铜玻璃纤维，将25.0g镀铜玻璃纤维加入成核剂与环氧树脂均匀混合后的转矩流变仪中，混炼18min，得到分散均匀的混合物；(4)将得到的混合物在300℃、13MPa的条件下热压成型，得到具有高电导率和强度的树脂/镀铜玻璃本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种树脂/镀铜玻璃纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体步骤如下：(1)熔融基体树脂：将基体树脂加入到转矩流变仪中使基体树脂充分熔融；(2)加入成核剂：继续向转矩流变仪中加入质量为基体树脂质量0.05～0.8％的成核剂，混炼使成核剂与基体树脂均匀混合；(3)加入镀铜玻璃纤维：将镀铜玻璃纤维加入成核剂与基体树脂均匀混合后的转矩流变仪中，混炼15～20min，得到分散均匀的混合物；(4)将得到的混合物在250～350℃、10～15MPa的条件下热压成型，得到具有高电导率和强度的树脂/镀铜玻璃纤维复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种树脂/镀铜玻璃纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体步骤如下：(1)熔融基体树脂：将基体树脂加入到转矩流变仪中使基体树脂充分熔融；(2)加入成核剂：继续向转矩流变仪中加入质量为基体树脂质量0.05～0.8％的成核剂，混炼使成核剂与基体树脂均匀混合；(3)加入镀铜玻璃纤维：将镀铜玻璃纤维加入成核剂与基体树脂均匀混合后的转矩流变仪中，混炼15～20min，得到分散均匀的混合物；(4)将得到的混合物在250～350℃、10～15MPa的条件下热压成型，得到具有高电导率和强度的树脂/镀铜玻璃纤维复合材料。2.根据权利要求1所述一种树脂/镀铜玻璃纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述基体树脂包括不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、双马来酰亚胺树脂或聚酰亚胺树脂中的任意一种。3.根据权利要求1所述一种树脂/镀铜玻璃纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述熔融时设置转矩流变仪的温度为200～300℃，密炼1...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨金明，
申请(专利权)人：重庆纤维研究设计院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50