CN105330947A - 一种ldpe电磁屏蔽材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开一种LDPE电磁屏蔽材料，其组成成份为：LDPE、镍粉、炭黑、聚乙烯蜡、AC、硬脂酸、聚异丁烯、阻燃剂、CPE、山梨醇酐月桂酸酯、DCP、十溴联苯醚、抗氧剂、偶联剂、六溴环十二烷和EVA；产品电磁屏蔽效能40-80db；阻燃性好，离火自熄，无熔滴；体积电阻率5-9Ω·cm，拉伸强度20-40MPa；断裂伸长率300-500％，冲击强度15-35kJ/m2。

Description

一种LDPE电磁屏蔽材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及导电塑料领域，尤其涉及一种LDPE电磁屏蔽材料及其制备方法。
背景技术
导电复合材料目前主要是指复合型导电高分子材料,是将聚合物与各种导电物质通过一定的复合方式构成．长期以来，高分子材料通常是作为绝缘材料在电气工业、安装工程、通讯工程等方面广泛使用。普通高分子材料在加工和使用过程中，静电现象十分严重，在某些情况下，不但会影响材料的使用性能，甚至还会造成危害，如降低感光胶片的使用性能；塑料包装材料的静电吸尘，降低了商品价值；易燃、易爆环境使用的各种塑料制品和电子产品，由于静电引起的火花爆炸及燃烧。所有这些都应该采用导电复合、材料，以提高材料的静电能力。
由于材料的导电性能差，在加工和应用中出现了一些急待解决的问题，最突出的是静电现象，它将导致感光胶片的性能下降及高分子制品在易燃、易爆场合引起灾难性事故。另外为了抵抗电磁干扰和射率干扰，也需解决材料的屏蔽性能，这些都要求高分子材料具有新的导电功能及较底的表面电阻，从而促进导电高分子材料的迅速发展。所谓对电磁波的屏蔽作用是指限制电磁波的能量由材料的一面向另一面传递，使用磁场强度或辐射强度降低，其屏蔽效果用电磁波衰减的分贝值DB表示，每衰减10DB，表示电磁波强度下降一个数量级。目前在塑料中填加金属箔片和金属纤维，是制造电磁波屏蔽用导电塑料的主要方法。
复合型导电高分子材料是将聚合物与各种导电性物质通过一定的复合方法构成，它包括导电塑料、导电橡胶、导电涂料、导电纤维和导电胶粘剂等。由于电子、通讯、信息技术的迅速发展，无限电射频干扰（信号干扰）不可避免，对屏蔽和隐身材料提出了更高的要求。铁氧体具有吸收电磁波的特性，但其加工工艺限制了它的应用，如果把铁氧体粉末与树脂复合物则可用热压方法制成各种形状的屏蔽零件或用涂敷的方法制成表面吸收涂层以满足需要。复合导电塑料还大量用作高压电缆的内、外部的半导体层，以及低压电缆的外部半导体层。导电橡胶气密性好，经常用于密封材料。另外，导电橡胶在电子和电真空技术中经常用到，它可以克服由于锡焊造成的缺点，具有一定的强度和导电性。
表面导电膜形成法，可以用导电涂料蒸镀金属或金属氧化物膜，也可以采用金属热喷涂、湿法镀层等形成表面导电膜。例如，聚酯薄膜上蒸镀金、铂或氧化铟等制成透明的导电性薄膜。导电填料分散法：是目前生产导电高分子材料的主要方法，可用于制造各种导电高分子材料。导电材料过去常用碳黑，现在多采用碳纤维、石墨纤维、金属粉、金属纤维及碎片、镀金属的玻璃纤维及其他各种新型导电材料。导电材料层积复合法：是将碳纤维毡、金属丝、片、带等导电层与塑料基体层叠压在一起制成的导电塑料。采用的金属丝、片、带主要有钢、铝、铜和不锈钢。复合导电塑料采用的基体树脂范围相当广泛，常用的有：ABS、PE、EVA、PA、PC、PP、PET、POM，以及改性的PPO、PBT、PVC，掺和物PC/ABS等。
低密度聚乙烯（LDPE）是一种塑料材料，它适合热塑性成型加工的各种成型工艺，成型加工性好。LDPE主要用途是作薄膜产品，还用于注塑制品，医疗器具，药品和食品包装材料，吹塑中空成型制品等。由于国内尚无大规模生产己烯、辛烯，且进口价格较贵，因此，现今国内生产的LLDPE树脂主要用丁烯作为共聚单体。国内有些企业在引进LLDPE生产装置时虽有用己烯作共聚单体的牌号，但终因国内无己烯生产而不得不放弃，仅在开车考核时进口少量己烯。中国进口的高档LLDPE多为此类产品。预计今后对以1-己烯为单体的LLDPE需求将有较大增长。随着社会城市化、科技化的发展，随着人性化理念的普及，及新型和谐社会的构成，设计一种电磁屏蔽效能高、拉伸强度高、断裂伸长率高、冲击强度高和体积电阻率低的LDPE电磁屏蔽材料是很重要的。
发明内容
本发明提供一种LDPE电磁屏蔽材料及其制备方法，解决现有LDPE电磁屏蔽材料中的电磁屏蔽效能、拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度低和体积电阻率高等技术问题。
本发明采用以下技术方案：
一种LDPE电磁屏蔽材料，由下列原料组成，按质量份数配比为：LDPE100份；镍粉25-45份；炭黑10-50份；聚乙烯蜡4-8份；AC15-35份；硬脂酸2-6份；聚异丁烯30-50份；阻燃剂4-8份；CPE40-80份；EVA30-70份；山梨醇酐月桂酸酯8-12份；DCP0.02-0.08份；十溴联苯醚3-7份；抗氧剂50-70份；偶联剂0.1-2份；六溴环十二烷10-30份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述LDPE电磁屏蔽材料组成成份按质量份数配比为：LDPE100份；镍粉30-40份；炭黑20-40份；聚乙烯蜡5-7份；AC20-30份；硬脂酸3-5份；聚异丁烯35-45份；阻燃剂5-7份；CPE50-70份；EVA40-60份；山梨醇酐月桂酸酯9-11份；DCP0.04-0.06份；十溴联苯醚4-6份；抗氧剂55-65份；偶联剂0.5-1.5份；六溴环十二烷15-25份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述LDPE电磁屏蔽材料组成成份按质量份数配比为：LDPE100份；镍粉35份；炭黑30份；聚乙烯蜡6；AC25份；硬脂酸4份；聚异丁烯40份；阻燃剂6份；CPE60份；EVA50份；山梨醇酐月桂酸酯10份；DCP0.05份；十溴联苯醚5份；抗氧剂60份；偶联剂1份；六溴环十二烷20份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述阻燃剂采用三氧化二锑或氢氧化铝。
作为本发明的一种优选技术方案：所述抗氧剂采用抗氧剂DNP或抗氧剂DLTP。
作为本发明的一种优选技术方案：所述偶联剂采用NDZ-401钛酸酯偶联剂或异丁基三乙氧基硅烷偶联剂。
作为本发明的一种优选技术方案：所述LDPE电磁屏蔽材料的制备方法为：
第一步：按照所述质量份数比称取各种原料；
第二步：先将炭黑预热到70-90℃，用偶联剂进行表面处理40-60min；
第三步：加入聚异丁烯、AC、EVA和六溴环十二烷，在50-70℃下搅拌30-50min，再加入山梨醇酐月桂酸酯、DCP和十溴联苯醚，在60-80℃、转速在80-100r/min条件下，搅拌30-50min；
第四步：升温至80-100℃，加入剩余原料，混合100-120min，然后投入双螺杆挤出机，挤出温度130-140℃、140-150℃、150-160℃、160-170℃，螺杆转速20-40r/min。
本发明使用的所有原料均为共知的已有，使用方法和功能均为已有技术。
有益效果
本发明所述一种LDPE电磁屏蔽材料采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、大大提高了LDPE的电磁屏蔽效能，电磁屏蔽效能40-80db；2、阻燃性好，离火自熄，无熔滴；3、体积电阻率5-9Ω·cm，导电性能优异，拉伸强度20-40MPa；4、原料易得，断裂伸长率300-500%，冲击强度15-35kJ/m2，会得到广泛使用，并不断替代现有材料。
具体实施方式
以下通过实施例更加详细地阐述本发明的内容。
实施例1:
第一步：按照质量份数比称取：LDPE100份；镍粉25份；炭黑10份；聚乙烯蜡4份；AC15份；硬脂酸2份；聚异丁烯30份；氢氧化铝4份；CPE40份；EVA30份；山梨醇酐月桂酸酯8份；DCP0.02份；十溴联苯醚3份；抗氧剂DLTP50份；异丁基三乙氧基硅烷偶联剂0.1份；六溴环十二烷10份。
第二步：先将炭黑预热到70℃，用偶联剂进行表面处理40min；
第三步：加入聚异丁烯、AC、EVA和六溴环十二烷，在50℃下搅拌30min，再加入山梨醇酐月桂酸酯、DCP和十溴联苯醚，在60℃、转速在80r/min条件下，搅拌30min；
第四步：升温至80℃，加入剩余原料，混合100min，然后投入双螺杆挤出机，挤出温度130℃、140℃、150℃、160℃，螺杆转速20r/min。
采用LDPE和镍粉、炭黑组合使用，大大提高了LDPE的电磁屏蔽效能，电磁屏蔽效能40db；添加了阻燃剂、CPE与LDPE搭配使用，阻燃性好，离火自熄，无熔滴；采用聚乙烯蜡、AC、炭黑和LDPE之间产生协同作用，体积电阻率5Ω·cm，导电性能优异，拉伸强度20MPa；原料易得，各个组份间搭配使用，产生协同作用，断裂伸长率300%，冲击强度15kJ/m2。
实施例2:
第一步：按照质量份数比称取：LDPE100份；镍粉45份；炭黑50份；聚乙烯蜡8份；AC35份；硬脂酸6份；聚异丁烯50份；氢氧化铝8份；CPE80份；EVA70份；山梨醇酐月桂酸酯12份；DCP0.08份；十溴联苯醚7份；抗氧剂DLTP70份；异丁基三乙氧基硅烷偶联剂2份；六溴环十二烷30份。
第二步：先将炭黑预热到90℃，用偶联剂进行表面处理60min；
第三步：加入聚异丁烯、AC、EVA和六溴环十二烷，在70℃下搅拌50min，再加入山梨醇酐月桂酸酯、DCP和十溴联苯醚，在80℃、转速在100r/min条件下，搅拌50min；
第四步：升温至100℃，加入剩余原料，混合120min，然后投入双螺杆挤出机，挤出温度140℃、150℃、160℃、170℃，螺杆转速40r/min。
采用LDPE和镍粉、炭黑组合使用，大大提高了LDPE的电磁屏蔽效能，电磁屏蔽效能50db；添加了阻燃剂、CPE与LDPE搭配使用，阻燃性好，离火自熄，无熔滴；采用聚乙烯蜡、AC、炭黑和LDPE之间产生协同作用，体积电阻率6.3Ω·cm，导电性能优异，拉伸强度27MPa；原料易得，各个组份间搭配使用，产生协同作用，断裂伸长率340%，冲击强度18kJ/m2。
实施例3:
第一步：按照质量份数比称取：LDPE100份；镍粉30份；炭黑20份；聚乙烯蜡5份；AC20份；硬脂酸3份；聚异丁烯35份；三氧化二锑5份；CPE50份；EVA40份；山梨醇酐月桂酸酯9份；DCP0.04份；十溴联苯醚4份；抗氧剂DLTP55份；NDZ-401钛酸酯偶联剂0.5份；六溴环十二烷15份。
第二步：先将炭黑预热到70℃，用偶联剂进行表面处理40min；
第三步：加入聚异丁烯、AC、EVA和六溴环十二烷，在50℃下搅拌30min，再加入山梨醇酐月桂酸酯、DCP和十溴联苯醚，在60℃、转速在80r/min条件下，搅拌30min；
第四步：升温至80℃，加入剩余原料，混合100min，然后投入双螺杆挤出机，挤出温度130℃、140℃、150℃、160℃，螺杆转速20r/min。
采用LDPE和镍粉、炭黑组合使用，大大提高了LDPE的电磁屏蔽效能，电磁屏蔽效能60db；添加了阻燃剂、CPE与LDPE搭配使用，阻燃性好，离火自熄，无熔滴；采用聚乙烯蜡、AC、炭黑和LDPE之间产生协同作用，体积电阻率7.5Ω·cm，导电性能优异，拉伸强度32MPa；原料易得，各个组份间搭配使用，产生协同作用，断裂伸长率410%，冲击强度22kJ/m2。
实施例4:
第一步：按照质量份数比称取：LDPE100份；镍粉40份；炭黑40份；聚乙烯蜡7份；AC30份；硬脂酸5份；聚异丁烯45份；三氧化二锑7份；CPE70份；EVA60份；山梨醇酐月桂酸酯11份；DCP0.06份；十溴联苯醚6份；抗氧剂DNP65份；NDZ-401钛酸酯偶联剂1.5份；六溴环十二烷25份。
第二步：先将炭黑预热到90℃，用偶联剂进行表面处理60min；
第三步：加入聚异丁烯、AC、EVA和六溴环十二烷，在70℃下搅拌50min，再加入山梨醇酐月桂酸酯、DCP和十溴联苯醚，在80℃、转速在100r/min条件下，搅拌50min；
第四步：升温至100℃，加入剩余原料，混合120min，然后投入双螺杆挤出机，挤出温度140℃、150℃、160℃、170℃，螺杆转速40r/min。
采用LDPE和镍粉、炭黑组合使用，大大提高了LDPE的电磁屏蔽效能，电磁屏蔽效能78db；添加了阻燃剂、CPE与LDPE搭配使用，阻燃性好，离火自熄，无熔滴；采用聚乙烯蜡、AC、炭黑和LDPE之间产生协同作用，体积电阻率8.4Ω·cm，导电性能优异，拉伸强度37MPa；原料易得，各个组份间搭配使用，产生协同作用，断裂伸长率460%，冲击强度31kJ/m2。
实施例5:
第一步：按照质量份数比称取：LDPE100份；镍粉35份；炭黑30份；聚乙烯蜡6；AC25份；硬脂酸4份；聚异丁烯40份；三氧化二锑6份；CPE60份；EVA50份；山梨醇酐月桂酸酯10份；DCP0.05份；十溴联苯醚5份；抗氧剂DNP60份；NDZ-401钛酸酯偶联剂1份；六溴环十二烷20份。
第二步：先将炭黑预热到80℃，用偶联剂进行表面处理50min；
第三步：加入聚异丁烯、AC、EVA和六溴环十二烷，在60℃下搅拌40min，再加入山梨醇酐月桂酸酯、DCP和十溴联苯醚，在70℃、转速在90r/min条件下，搅拌40min；
第四步：升温至90℃，加入剩余原料，混合110min，然后投入双螺杆挤出机，挤出温度135℃、145℃、155℃、165℃，螺杆转速30r/min。
采用LDPE和镍粉、炭黑组合使用，大大提高了LDPE的电磁屏蔽效能，电磁屏蔽效能80db；添加了阻燃剂、CPE与LDPE搭配使用，阻燃性好，离火自熄，无熔滴；采用聚乙烯蜡、AC、炭黑和LDPE之间产生协同作用，体积电阻率5Ω·cm，导电性能优异，拉伸强度40MPa；原料易得，各个组份间搭配使用，产生协同作用，断裂伸长率500%，冲击强度35kJ/m2。
上述实施例只是用于对本发明的内容进行阐述，而不是限制，因此在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应该认为是包括在权利要求书的范围内。

Claims (7)

1.一种LDPE电磁屏蔽材料，其特征在于：其组成成份按质量份数配比为：LDPE100份；镍粉25-45份；炭黑10-50份；聚乙烯蜡4-8份；AC15-35份；硬脂酸2-6份；聚异丁烯30-50份；阻燃剂4-8份；CPE40-80份；EVA30-70份；山梨醇酐月桂酸酯8-12份；DCP0.02-0.08份；十溴联苯醚3-7份；抗氧剂50-70份；偶联剂0.1-2份；六溴环十二烷10-30份。
2.根据权利要求1所述的一种LDPE电磁屏蔽材料，其特征在于：所述LDPE电磁屏蔽材料组成成份按质量份数配比为：LDPE100份；镍粉30-40份；炭黑20-40份；聚乙烯蜡5-7份；AC20-30份；硬脂酸3-5份；聚异丁烯35-45份；阻燃剂5-7份；CPE50-70份；EVA40-60份；山梨醇酐月桂酸酯9-11份；DCP0.04-0.06份；十溴联苯醚4-6份；抗氧剂55-65份；偶联剂0.5-1.5份；六溴环十二烷15-25份。
3.根据权利要求1所述的一种LDPE电磁屏蔽材料，其特征在于：所述LDPE电磁屏蔽材料组成成份按质量份数配比为：LDPE100份；镍粉35份；炭黑30份；聚乙烯蜡6；AC25份；硬脂酸4份；聚异丁烯40份；阻燃剂6份；CPE60份；EVA50份；山梨醇酐月桂酸酯10份；DCP0.05份；十溴联苯醚5份；抗氧剂60份；偶联剂1份；六溴环十二烷20份。
4.根据权利要求1所述的一种LDPE电磁屏蔽材料，其特征在于：所述阻燃剂采用三氧化二锑或氢氧化铝。
5.根据权利要求1所述的一种LDPE电磁屏蔽材料，其特征在于：所述抗氧剂采用抗氧剂DNP或抗氧剂DLTP。
6.根据权利要求1所述的一种LDPE电磁屏蔽材料，其特征在于：所述偶联剂采用NDZ-401钛酸酯偶联剂或异丁基三乙氧基硅烷偶联剂。
7.一种制备权利要求1所述LDPE电磁屏蔽材料的方法，其特征在于步骤为：
第一步：按照权利要求1所述质量份数比称取各种原料；
第二步：先将炭黑预热到70-90℃，用偶联剂进行表面处理40-60min；
第三步：加入聚异丁烯、AC、EVA和六溴环十二烷，在50-70℃下搅拌30-50min，再加入山梨醇酐月桂酸酯、DCP和十溴联苯醚，在60-80℃、转速在80-100r/min条件下，搅拌30-50min；
第四步：升温至80-100℃，加入剩余原料，混合100-120min，然后投入双螺杆挤出机，挤出温度130-140℃、140-150℃、150-160℃、160-170℃，螺杆转速20-40r/min。
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