CN106883551A - 一种电力设备用电磁屏蔽材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电力设备用电磁屏蔽材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：改性聚醚醚酮80‑100份、纳米氧化锌5‑10份、导电碳黑15‑25份、电磁屏蔽助剂60‑80份、抗氧剂0.2‑2份、偶联剂0.5‑2份。本发明公开了一种电力设备用电磁屏蔽材料具有良好的电磁防护性能、耐磨性好、拉伸强度好、断裂伸长率大、力学性能优异、抗干扰能力强，本发明的电力设备用电磁屏蔽材料成本较低、原料易得、且制备方法简单，具有良好的应用前景。

Description

一种电力设备用电磁屏蔽材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及电力电子材料技术领域，具体涉及一种电力设备用电磁屏蔽材料及其制备方法。

背景技术

随着科技的高速发展，各种电子仪器设备如雷达、卫星、微波炉、移动无线电话等各种的高频率电磁波器件和仪器在国防和民用领域的应用日益增多，电磁波引起的电磁干扰成为一种新的社会公害。电磁波污染成为继噪音污染、空气污染、水污染之后的第四大污染。电磁波可以对电子仪器、设备造成干扰和破坏，影响其正常工作；还会对人体造成伤害，严重损害人的身心健康。电磁波污染成为继噪音污染、空气污染、水污染之后的第四大污染。降低电磁污染已成为电视广播、人体电磁防护、通讯及导航系统安全等领域的首要问题。

现有技术中，其他电缆绝缘、印刷电路布线基材存在电绝缘性能不好、无法有效进行电磁波屏蔽的缺点。传统纯金属电磁屏蔽装置，电磁屏蔽效果好，但是难以加工或成型为复杂形状制件，金属本身存在耐化学腐蚀性较差，比重大等缺点，使用范围有限，其无法满足一些特殊场合要求。

塑料具有易于加工、成型，耐化学腐蚀、比重轻等优点，但是塑料的电磁屏蔽效果较差。提高其电磁屏蔽主要采用导电及磁性填料分散共混复合法制备的电磁屏蔽用新型高分子复合材料，但是由于填充率高，分散性差，材料生产加工困难及材料物理性能较差。

目前电磁屏蔽材料市场竞争大，传统电磁屏蔽材料存在抗干扰性能较差、制作成本高、使用范围窄、密度大、易腐蚀等问题，在实际应用中会受到一定的限制现实对电磁屏蔽材料提出了更高要求，除电磁屏蔽外，还需要具有易加工、耐化学腐蚀、耐高温、抗疲劳、化学稳定性良好等特点。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种电力设备用电磁屏蔽材料，该电力设备用电磁屏蔽材料具有良好的电磁防护性能、耐磨性好、拉伸强度好、断裂伸长率大、力学性能优异、抗干扰能力强，本发明的电力设备用电磁屏蔽材料成本较低、原料易得、且制备方法简单，具有良好的应用前景。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明提供了一种电力设备用电磁屏蔽材料，包括以下重量份的原料：

改性聚醚醚酮80-100份、纳米氧化锌5-10份、导电碳黑15-25份、电磁屏蔽助剂60-80份、抗氧剂0.2-2份、偶联剂0.5-2份。

优选地，所述电磁屏蔽材料包括以下重量份的原料：

改性聚醚醚酮90份、纳米氧化锌8份、导电碳黑20份、电磁屏蔽助剂70份、抗氧剂1份、偶联剂1.2份。

优选地，所述改性聚醚醚酮为重量比为16：3的聚醚醚酮、聚四氟乙烯复合材料。

优选地，所述抗氧剂为受阻酚抗氧剂、酚类抗氧剂、亚磷酸酯抗氧剂中的一种或几种。

优选地，所述电磁屏蔽助剂为镀铝空心玻璃微珠、短切镀镍不锈钢纤维、短切碳纤维、碳纤维粉中的一种或几种。

优选地，所述偶联剂为螯合型焦磷酸钛酸脂偶联剂、焦磷酸钛酸脂偶联剂、配位型亚磷酸钛酸脂偶联剂中的一种或几种。

本发明还提供了一种电力设备用电磁屏蔽材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，将电磁屏蔽助剂、偶联剂在50-80℃混合均匀，放置30-60分钟得到混合物A；

步骤二，将步骤一制得的混合物A、改性聚醚醚酮、纳米氧化锌、导电碳黑、抗氧剂加入高速混合机中，充分搅拌以使所有材料混合均匀，搅拌速度400-500r/min，搅拌时间2-3小时得到混合物B；

步骤三，将步骤二制得的混合物，加入双螺杆挤出机中，控制各段挤出温度为170-240℃，螺杆转速为150-250r/min，挤出造粒即得电力设备用电磁屏蔽材料。

优选地，所述步骤为：

步骤一，将电磁屏蔽助剂、偶联剂在75℃混合均匀，放置45分钟得到混合物A；

步骤二，将步骤一制得的混合物A、改性聚醚醚酮、纳米氧化锌、导电碳黑、抗氧剂加入高速混合机中，充分搅拌以使所有材料混合均匀，搅拌速度450r/min，搅拌时间2.5小时得到混合物B；

步骤三，将步骤二制得的混合物B加入双螺杆挤出机中，控制各段挤出温度为170-240℃，螺杆转速为150-250r/min，挤出造粒即得电力设备用电磁屏蔽材料。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

（1）本发明的一种电力设备用电磁屏蔽材料采用改性聚醚醚酮作为主要成分，改性聚醚醚酮由聚醚醚酮、聚四氟乙烯组成，该复合材料的摩擦系数较低、承载能力增大，增强了材料的耐磨性和力学强度。

（2）本发明的一种电力设备用电磁屏蔽材料添加了电磁屏蔽助剂，该电磁屏蔽助剂能够有效增加材料对电磁波的屏蔽性能。

（3）本发明的一种电力设备用电磁屏蔽材料添加了导电炭黑成分，导电碳黑可赋予材料防静电功能，防止高压静电对电力设备的的击穿损坏。

（4）本发明的一种电力设备用电磁屏蔽材料添加的纳米氧化锌，可以有效提高聚醚醚酮材料的电磁防护性能，且提高其耐磨性以及断裂伸长率。

（5）本发明的一种电力设备用电磁屏蔽材料成本较低、原料易得、且制备方法简单，具有良好的应用前景。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1.

本实施例的电力设备用电磁屏蔽材料，包括以下重量份的原料：

改性聚醚醚酮80份、纳米氧化锌5份、导电碳黑15份、电磁屏蔽助剂60份、受阻酚抗氧剂0.2份、螯合型焦磷酸钛酸脂偶联剂0.5份。

本实施例中改性聚醚醚酮为重量比为16：3的聚醚醚酮、聚四氟乙烯复合材料。

本实施例中抗氧剂为受阻酚抗氧剂。

本实施例中电磁屏蔽助剂为镀铝空心玻璃微珠。

本实施例中偶联剂为螯合型焦磷酸钛酸脂偶联剂。

本实施例的电力设备用电磁屏蔽材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，将电磁屏蔽助剂、偶联剂在50℃混合均匀，放置30分钟得到混合物A；

步骤二，将步骤一制得的混合物A、改性聚醚醚酮、纳米氧化锌、导电碳黑、抗氧剂加入高速混合机中，充分搅拌以使所有材料混合均匀，搅拌速度400r/min，搅拌时间2小时得到混合物B；

步骤三，将步骤二制得的混合物B加入双螺杆挤出机中，控制各段挤出温度为170-240℃，螺杆转速为150r/min，挤出造粒即得电力设备用电磁屏蔽材料。

实施例2.

本实施例的电力设备用电磁屏蔽材料，包括以下重量份的原料：

改性聚醚醚酮100份、纳米氧化锌10份、导电碳黑25份、电磁屏蔽助剂80份、抗氧剂2份、偶联剂2份。

本实施例中改性聚醚醚酮为重量比为16：3的聚醚醚酮、聚四氟乙烯复合材料。

本实施例中抗氧剂为酚类抗氧剂。

本实施例中电磁屏蔽助剂为短切镀镍不锈钢纤维。

本实施例中偶联剂为焦磷酸钛酸脂偶联剂。

本实施例的电力设备用电磁屏蔽材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，将电磁屏蔽助剂、偶联剂在80℃混合均匀，放置60分钟得到混合物A；

步骤二，将步骤一制得的混合物A、改性聚醚醚酮、纳米氧化锌、导电碳黑、抗氧剂加入高速混合机中，充分搅拌以使所有材料混合均匀，搅拌速度500r/min，搅拌时间3小时得到混合物B；

步骤三，将步骤二制得的混合物B加入双螺杆挤出机中，控制各段挤出温度为170-240℃，螺杆转速为250r/min，挤出造粒即得电力设备用电磁屏蔽材料。

实施例3.

本实施例的电力设备用电磁屏蔽材料，包括以下重量份的原料：

改性聚醚醚酮90份、纳米氧化锌8份、导电碳黑20份、电磁屏蔽助剂70份、抗氧剂1份、偶联剂1.2份。

本实施例中改性聚醚醚酮为重量比为16：3的聚醚醚酮、聚四氟乙烯复合材料。

本实施例中抗氧剂为亚磷酸酯抗氧剂。

本实施例中电磁屏蔽助剂为碳纤维粉。

本实施例中偶联剂包括焦磷酸钛酸脂偶联剂。

本实施例的电力设备用电磁屏蔽材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，将电磁屏蔽助剂、偶联剂在75℃混合均匀，放置45分钟得到混合物A；

步骤二，将步骤一制得的混合物A、改性聚醚醚酮、纳米氧化锌、导电碳黑、抗氧剂加入高速混合机中，充分搅拌以使所有材料混合均匀，搅拌速度450r/min，搅拌时间2.5小时得到混合物B；

步骤三，将步骤二制得的混合物B加入双螺杆挤出机中，控制各段挤出温度为170-240℃，螺杆转速为200r/min，挤出造粒即得电力设备用电磁屏蔽材料。

应用以上各实施例中材料制作的电磁屏蔽层的性能测试结果如下：

检测项目	实施例1	实施例2	实施例3	对比例
					拉伸强度（MPa)	133	137	141	126
断裂伸长率（%）	1.3	1.2	0.9	0.8
					弯曲强度(MPa)	162	156	143	134
电磁屏蔽/dB	57	59	60	54

本发明的一种电力设备用电磁屏蔽材料采用改性聚醚醚酮作为主要成分，改性聚醚醚酮由聚醚醚酮、聚四氟乙烯组成，该复合材料的摩擦系数较低、承载能力增大，增强了材料的耐磨性和力学强度；添加了电磁屏蔽助剂，该电磁屏蔽助剂能够有效增加材料对电磁波的屏蔽性能；添加了导电炭黑成分，导电碳黑可赋予材料防静电功能，防止高压静电对电力设备的的击穿损坏；添加的纳米氧化锌，可以有效提高聚醚醚酮材料的电磁防护性能，且提高其耐磨性以及断裂伸长率。本发明的一种电力设备用电磁屏蔽材料成本较低、原料易得、且制备方法简单，具有良好的应用前景。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种电力设备用电磁屏蔽材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：

改性聚醚醚酮80-100份、纳米氧化锌5-10份、导电碳黑15-25份、电磁屏蔽助剂60-80份、抗氧剂0.2-2份、偶联剂0.5-2份。

2.根据权利要求1所述的电力设备用电磁屏蔽材料，其特征在于，所述电磁屏蔽材料包括以下重量份的原料：

改性聚醚醚酮90份、纳米氧化锌8份、导电碳黑20份、电磁屏蔽助剂70份、抗氧剂1份、偶联剂1.2份。

3.根据权利要求1或2所述的电力设备用电磁屏蔽材料，其特征在于，所述改性聚醚醚酮为重量比为16：3的聚醚醚酮、聚四氟乙烯复合材料。

4.根据权利要求1或2所述的电力设备用电磁屏蔽材料，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚抗氧剂、酚类抗氧剂、亚磷酸酯抗氧剂中的一种或几种。

5.根据权利要求1或2所述的电力设备用电磁屏蔽材料，其特征在于，所述电磁屏蔽助剂为镀铝空心玻璃微珠、短切镀镍不锈钢纤维、短切碳纤维、碳纤维粉中的一种或几种。

6.根据权利要求1或2所述的电力设备用电磁屏蔽材料，其特征在于，所述偶联剂为螯合型焦磷酸钛酸脂偶联剂、焦磷酸钛酸脂偶联剂、配位型亚磷酸钛酸脂偶联剂中的一种或几种。

7.根据权利要求1或2所述的电力设备用电磁屏蔽材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，将电磁屏蔽助剂、偶联剂在50-80℃混合均匀，放置30-60分钟得到混合物A；

步骤二，将步骤一制得的混合物A、改性聚醚醚酮、纳米氧化锌、导电碳黑、抗氧剂加入高速混合机中，充分搅拌以使所有材料混合均匀，搅拌速度400-500r/min，搅拌时间2-3小时得到混合物B；

步骤三，将步骤二制得的混合物B加入双螺杆挤出机中，控制各段挤出温度为170-240℃，螺杆转速为150-250r/min，挤出造粒即得电力设备用电磁屏蔽材料。

8.根据权利要求7所述的电力设备用电磁屏蔽材料的制备方法，其特征在于，所述步骤为：

步骤一，将电磁屏蔽助剂、偶联剂在75℃混合均匀，放置45分钟得到混合物A；

步骤二，将步骤一制得的混合物A、改性聚醚醚酮、纳米氧化锌、导电碳黑、抗氧剂加入高速混合机中，充分搅拌以使所有材料混合均匀，搅拌速度450r/min，搅拌时间2.5小时得到混合物B；

步骤三，将步骤二制得的混合物B加入双螺杆挤出机中，控制各段挤出温度为170-240℃，螺杆转速为150-250r/min，挤出造粒即得电力设备用电磁屏蔽材料。