一种高韧电磁屏蔽聚丙烯复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种高韧电磁屏蔽聚丙烯复合材料及其制备方法和应用。本发明专利技术选用环氧型相容剂以及脂肪酸类润滑剂，部分相容剂中的环氧基团在脂肪酸类润滑剂的酸性催化下发生开环反应，使相容剂的分子链增长发生一定的缠绕，在复合材料体系中形成一定的物理网格，可以提升导电炭黑以及相容剂在体系中的分散稳定性，进而提高材料的电磁屏蔽性能和韧性；更为关键的是，本发明专利技术将相容剂添加到导电炭黑母粒中，可以使相容剂在再一次熔融过程中缓慢释放到聚丙烯复合材料体系中，这样可以使聚丙烯复合材料体系中的其它组分在润滑剂的作用下有充分的时间去混合均匀，进一步提升材料的力学性能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种高韧电磁屏蔽聚丙烯复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于高分子材料改性领域，具体涉及一种高韧电磁屏蔽聚丙烯复合材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]聚丙烯简称PP，是一种无色、无臭、无毒、半透明固体物质。它是一种通用热塑性树脂，由于合成方法简单，具有原料来源丰富、密度低，以及良好的物理力学性能与加工性能，使得聚丙烯自问世以来，被广泛地应用在家电、通讯、建筑、包装、交通运输等行业。
[0003]随着现代科学技术的发展，各种电子电器设备的产生给人们生活和社会发展带来巨大便利，但由于设备在使用过程中产生电磁辐射也越来越多，给人们也带来的许多潜在的危害，甚至威胁到人类的健康。而电磁屏蔽是电子产品设备电磁兼容性的重要措施之一，利用屏蔽物阻止或减少能量传输，从而能有效减少空气中的各种电磁的干扰。目前电磁屏蔽材料主要还是采用导电性良好的贵金属材料，成本高、质量重、不耐腐蚀等缺陷，越来越多地被聚合物基电磁屏蔽材料所替代。但传统的聚合物复合材料中无机填料分散性差、生产效率低以及成本高等问题，在汽车上的应用还未广泛展开。
[0004]导电炭黑(Conductive Carbon Black，简称CCB)是常用的电磁屏蔽材料，质量轻，电磁屏蔽效果好，但是由于其粒径小，比表面积大的特点，在复合材料制备过程中，容易飞扬到空气中造成浪费和环境污染，且容易团聚，其在聚合物基体中的分散性仍有待进一步提高。进而提高材料的电磁屏蔽性能。导电炭黑是一种超细粉料，在聚合物基体中的分散性差，还会影响材料的力学性能。
[0005]因此，需要开发一种同时具有较好的力学性能和电磁屏蔽性能的聚丙烯复合材料。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于解决现有的聚丙烯复合材料的力学性能和电磁屏蔽性能仍有待进一步提高的问题，提供一种高韧电磁屏蔽聚丙烯复合材料。
[0007]本专利技术的另一目的在于，提供所述高韧电磁屏蔽聚丙烯复合材料的制备方法。
[0008]本专利技术的另一目的在于，提供所述高韧电磁屏蔽聚丙烯复合材料在电磁屏蔽领域中的应用。
[0009]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0010]一种高韧电磁屏蔽聚丙烯复合材料，包括按照如下重量份计算的组分：
[0011][0012]其中，所述导电炭黑母粒包括按照如下重量份计算的组分：
[0013]聚丙烯树脂
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55～94份；
[0014]导电炭黑
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5～40份；
[0015]环氧型相容剂
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1～5份。
[0016]本专利技术的体系中，先将导电炭黑制备成母粒，一方面解决了导电炭黑颗粒在空气中的飘逸问题；另一方面，母粒中添加有特定种类的相容剂，在相容剂的作用下，提高了导电炭黑分散均匀性和与聚丙烯树脂的结合强度，导电炭黑能够稳定地分散在聚丙烯复合材料中，避免导电炭黑的团聚，且当导电炭黑母粒再一次熔融制备聚丙烯复合材料时，导电炭黑母粒中的相容剂缓慢分散进入到聚丙烯复合材料体系中，相容剂中的环氧基团在加工过程中，部分相容剂在脂肪酸类润滑剂的酸性催化下发生开环反应，使相容剂的分子链增长发生一定的缠绕，在复合材料体系中形成一定的物理网格，进一步将导电炭黑均匀稳定地分散在复合材料中，在体系中形成稳定的导电网络结构，显著提升材料的电磁屏蔽性能；这种结构还可以将增韧剂均匀稳定地吸附分散在聚丙烯树脂基体中，提高增韧剂在聚丙烯基体中的稳定性，从而能够进一步提高材料的韧性。
[0017]常规市售的环氧型相容剂以及脂肪酸类润滑剂均可用于本专利技术中。
[0018]可选地，所述环氧型相容剂为环氧树脂或环氧树脂衍生物中的一种或几种的组合。
[0019]可选地，所述脂肪酸类润滑剂为饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸或羟基脂肪酸中的一种或几种的组合。
[0020]优选地，所述脂肪酸类润滑剂为硬脂酸或羟基硬脂酸中的一种或几种的组合；进一步优选为羟基硬脂酸。
[0021]优选地，所述增韧剂为聚烯烃弹性体，所述聚烯烃弹性体为乙烯
‑
辛烯共聚物或乙烯
‑
丁烯共聚物中的一种或几种的组合。
[0022]常规市售的导电炭黑均可用于本专利技术中，常规市售的导电炭黑的吸油值一般在100～150cc/100g范围内。
[0023]常规市售的聚丙烯均可用于本专利技术中，常规市售的聚丙烯在230℃、2.16kg载荷下的熔体质量流动速率(MFR)一般在30～100g/10min范围内。本专利技术中聚丙烯树脂的熔体质量流动速率按照《ISO 1133
‑
1:2011》标准的方法测试得到。
[0024]根据产品的加工或使用需要，还可以加入少量的其它添加剂。所述其它添加剂包括但不限于抗氧剂和/或光稳定剂。
[0025]优选地，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和/或亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或几种的组合。
[0026]优选地，所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂。
[0027]所述高韧电磁屏蔽聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：
[0028]S1.制备导电炭黑母粒
[0029]将聚丙烯树脂、导电炭黑和相容剂混合均匀后，经熔融挤出、造粒得到；
[0030]S2.将S1.得到的导电炭黑母粒、聚丙烯树脂、增韧剂、无机填料、脂肪酸类润滑剂和其它添加剂混合均匀后，经熔融挤出得到。
[0031]优选地，步骤S1.和S2.中所述混合在高速混合机中进行。
[0032]优选地，所述高速混合机的转速为400～500转/min。
[0033]优选地，所述混合的时间为5～8min。
[0034]优选地，步骤S1.和S2.中所述熔融挤出在双螺杆挤出机中进行。
[0035]优选地，所述双螺杆挤出机的温度为180～230℃。
[0036]优选地，所述双螺杆挤出机的转速为500～700转/min。
[0037]上述高韧电磁屏蔽聚丙烯复合材料在电磁屏蔽领域中的应用也在本专利技术的保护范围之内。
[0038]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0039]本专利技术选用环氧型相容剂以及脂肪酸类润滑剂，部分相容剂分子中的环氧基团在脂肪酸类润滑剂的酸性催化下发生开环反应，使相容剂的分子链增长发生一定的缠绕，在复合材料体系中形成一定的物理网格，可以提升导电炭黑以及相容剂在体系中的分散稳定性，进而提高材料的电磁屏蔽性能和韧性；更为关键的是，本专利技术将相容剂添加到导电炭黑母粒中，可以使相容剂在再一次熔融过程中缓慢释放到聚丙烯复合材料体系中，这样可以使聚丙烯复合材料体系中的其它组分在润滑剂的作用下有充分的时间去混合均匀，进一步提升材料的力学性能。
[0040]本专利技术的聚丙烯复合材料同时具有较好的电磁屏蔽性能和力学性能，其中，材料的体积电阻可以降低到105(Ω)以下，可低至103(Ω)；材料的悬臂梁缺口本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高韧电磁屏蔽聚丙烯复合材料，其特征在于，包括按照如下重量份计算的组分：其中，所述导电炭黑母粒包括按照如下重量份计算的组分：聚丙烯树脂
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55～94份；导电炭黑
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5～40份；环氧型相容剂
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1～5份。2.根据权利要求1所述高韧电磁屏蔽聚丙烯复合材料，其特征在于，所述环氧型相容剂为环氧树脂或环氧树脂衍生物中的一种或几种的组合。3.根据权利要求1所述高韧电磁屏蔽聚丙烯复合材料，其特征在于，所述脂肪酸类润滑剂为饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸或羟基脂肪酸中的一种或几种的组合。4.根据权利要求3所述高韧电磁屏蔽聚丙烯复合材料，其特征在于，所述脂肪酸类润滑剂为硬脂酸或羟基硬脂酸中的一种或几种的组合。5.根据权利要求4所述高韧电磁屏蔽聚丙烯复合材料，其特征在于，所述脂肪酸类...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海霞，陈平绪，叶南飚，李国明，孙刚，
申请(专利权)人：上海金发科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：