一种各向同性电磁屏蔽聚丙烯复合材料及其制备和应用制造技术

本发明专利技术涉及一种各向同性电磁屏蔽聚丙烯复合材料及其制备和应用，组分包括聚丙烯、聚乙烯、导电炭黑、润滑剂、抗氧剂、填料。本发明专利技术的聚丙烯复合材料具有较好的电磁屏蔽效果(＞30dB)，同时实现各向同性电磁屏蔽效果。同时实现各向同性电磁屏蔽效果。

【技术实现步骤摘要】
一种各向同性电磁屏蔽聚丙烯复合材料及其制备和应用


[0001]本专利技术属于高分子材料领域，特别涉及一种各向同性电磁屏蔽聚丙烯复合材料及其制备和应用。

技术介绍

[0002]近年来，各类无线通讯和网络系统、工业用电子设备以及家用电器等的高速发展，射频设备的功率逐渐提高，电磁辐射正充斥我们的生活空间。但是，伴随着电磁辐射应用的负面效应，电磁干扰已成为一种新的社会公害。一方面，EMI会影响电子设备的工作稳定性，降低使用寿命，甚至会威胁通信系统的安全，造成信息泄露；另一方面，长时间的电磁干扰会损害人体健康，影响神经、免疫、内分泌系统等，还会损害遗传效应。
[0003]聚丙烯作为密度最低的通用高分子材料，被广泛应用于汽车、家电等行业中，拥有电磁屏蔽功能的聚丙烯复合材料在车载雷达支架、家用电器等领域将拥有具体的应用前景。目前对于聚丙烯复合材料电磁屏蔽的改性研究，主要是通过添加一些导电填料，如石墨烯、炭黑、碳纳米管、碳纤维和可导电金属粉等实现。二维和一维导电填料，如石墨烯、碳纳米管、碳纤维等导电效果较好，但是其对降低成本无效，且存在各向异性的缺陷；三维导电填料较常用的是导电炭黑，其导电效果不如碳纳米管，在目前的研究中需要添加量非常之高才能达到较好电磁屏蔽效果，但是对机械性能影响较大。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种各向同性电磁屏蔽聚丙烯复合材料及其制备和应用。
[0005]本专利技术提供一种各向同性电磁屏蔽聚丙烯复合材料，按重量份数组分包括：<br/>[0006][0007]其中聚丙烯和聚乙烯的熔体质量流动速率比为0.2～0.5；
[0008]其中聚丙烯的熔体质量流动速率测试条件为230℃、2.16kg；聚乙烯的熔体质量流动速率测试条件为190℃、2.16kg，测试标准为ISO 1133
‑
2001。
[0009]聚丙烯和聚乙烯熔指比为0.2
‑
0.5时容易形成双连续结构，聚乙烯熔指较聚丙烯高，炭黑易分散在聚乙烯中，富集炭黑的聚乙烯相在体系中的连续结构形成导电通路，大大提升抗电磁屏蔽的功效。
[0010]所述导电炭黑的吸油值为120
‑
180m3/100g，吸油值按照ASTM D3493
‑
2016测试。
[0011]吸油值可表征炭黑的聚集程度，吸油值越低炭黑的结构度低，对形成导电通路不利；但是吸油值过高，聚集程度和结构度高，会形成类似“一维”棒状材料形状，导致各向异性。
[0012]优选地，所述聚丙烯和聚乙烯的熔体质量流动速率比为0.3
‑
0.4。
[0013]优选地，所述导电炭黑为吸油值为120
‑
140m3/100g和吸油值为160
‑
180m3/100g按照质量比为0.8
‑
1.2:1进行复配。
[0014]进一步优选地，所述所述导电炭黑为吸油值为120
‑
140m3/100g和吸油值为160
‑
180m3/100g按照质量比为1:1进行复配。
[0015]优选地，所述润滑剂为聚丙烯蜡、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺硬脂酸盐中的一种或几种。
[0016]优选地，所述抗氧剂为酚类、胺类、亚磷酸酯类、半受阻酚类、丙烯酰基官能团与硫代酯的复合物类、杯芳烃中的一种或几种。
[0017]优选地，所述填料为滑石粉、碳酸钙、晶须、硅灰石中的一种或几种。
[0018]优选地，所述按重量份数，组分包括：
[0019][0020]本专利技术的一种所述聚丙烯复合材料的制备方法，包括：
[0021]按配比称取各组分，将聚丙烯、聚乙烯、填料、抗氧剂、润滑剂，混合后从主喂料口投入双螺杆挤出机中，将导电炭黑从侧喂料口中投入双螺杆挤出机，经熔融挤出、拉条、水冷、造粒，干燥，得到聚丙烯复合材料。
[0022]本专利技术的一种所述各向同性电磁屏蔽聚丙烯复合材料在电磁屏蔽材料领域中的应用，如在车载雷达支架、家用电器等。
[0023]聚乙烯/导电炭黑界面自由能为2.2mJ/m
2，
聚丙烯/导电炭黑的界面自由能为4.1mJ/m
2，
本专利技术选取聚丙烯/聚乙烯熔指比为0.2
‑
0.5的基体组合，在聚丙烯中引入聚乙烯，炭黑会优先填充界面自由能更小且熔指更高的聚乙烯相中，富含炭黑粒子的聚乙烯相以连续形态分布在聚丙烯基体中，聚乙烯导电区相互搭接形成导电连续结构；少量分散在聚丙烯连续相中的炭黑粒子也能形成大量的微导电网络，两者形成双逾渗效应，大大降低体系达到电磁屏蔽(＞30dB)要求的炭黑含量，降低炭黑对复合材料机械物性的损失。
[0024]另外，本专利技术选择吸油值为120
‑
180m3/100g的炭黑，既能保证炭黑高效的形成导电网络的，又能避免因炭黑的结构度过高而导致的各向异性；同时用较高吸油值(120
‑
140m3/100g)和较低吸油值(160
‑
180m3/100g)两种炭黑进行复配，更加兼顾导电效率和各项同性。
[0025]有益效果
[0026]本专利技术的聚丙烯复合材料具有较好的电磁屏蔽效果(＞30dB)，同时实现各向同性电磁屏蔽效果和较好的缺口冲击强度。
具体实施方式
[0027]下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0028]一、原料来源：
[0029]聚丙烯：
[0030]聚丙烯
‑
1，PP QP81N，厂家：齐鲁石化。在230℃、2.16kg条件下熔体质量流动速率为20g/10min3；
[0031]聚丙烯
‑
2，PP 300M，厂家：中海壳牌。在230℃、2.16kg条件下熔体质量流动速率为10g/10min3；
[0032]聚丙烯
‑
3，PP YPJ
‑
1215C，厂家：扬子石化。在230℃、2.16kg条件下熔体质量流动速率为15g/10min3；
[0033]聚丙烯
‑
4，PP EP300H，厂家：中海壳牌。在230℃、2.16kg条件下熔体质量流动速率为2g/10min3；
[0034]聚乙烯：
[0035]聚乙烯
‑
1，DNDA
‑
7144，厂家：陶氏。在190℃、2.16kg条件下熔体质量流动速率为20g/10min3；
[0036]聚乙烯
‑
2，LLDPE 2650，厂家：天津石化。在190℃、2.16kg条件下熔体质量流动速率为50g/10min3；
[0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种各向同性电磁屏蔽聚丙烯复合材料，其特征在于，按重量份数组分包括：其中聚丙烯和聚乙烯的熔体质量流动速率比为0.2～0.5；所述导电炭黑的吸油值为120
‑
180m3/100g。2.根据权利要求1所述聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯和聚乙烯的熔体质量流动速率比为0.3
‑
0.4。3.根据权利要求1所述聚丙烯复合材料，其特征在于，所述导电炭黑为吸油值为120
‑
140m3/100g和吸油值为160
‑
180m3/100g按照质量比为0.8
‑
1.2：1复配。4.根据权利要求1所述聚丙烯复合材料，其特征在于，所述润滑剂为聚丙烯蜡、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺硬脂酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖昂，何浏炜，程文超，付伟，陈瑶，陈胜杰，熊值，
申请(专利权)人：武汉金发科技企业技术中心有限公司，
类型：发明
国别省市：