CN109233100A - 一种特种塑料替代屏蔽材料及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及塑料技术领域，且公开了一种特种塑料替代屏蔽材料及其制造方法，包括以下重量份数配比的原料：聚丙烯40‑60份、聚苯乙烯20‑30份、金属氧化物5‑9份、交联剂2‑6份、相容剂2‑4份、页岩8‑14份、石墨烯15‑20份、沸石粉15‑21份、矿物填料10‑20份、表面活性剂1‑3份、阻燃剂2‑3份、增塑剂1‑3份、炭黑5‑9份、金属粉末4‑7份及适量去离子水。本发明，通过加入石墨烯，可有效的提高特种塑料的屏蔽效果，石墨烯电阻率为10‑6Ω·cm，比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料，而且质量很轻，分散均匀，屏蔽效果好，配合炭黑和金属粉末，可进一步提高特种塑料的屏蔽效果，达到替代屏蔽材料的效果。

Description

一种特种塑料替代屏蔽材料及其制造方法

技术领域

本发明涉及塑料技术领域，具体为一种特种塑料替代屏蔽材料及其制造方法。

背景技术

特种塑料的定义和包含的品种会随着科学技术的发展有所变化，从20世纪60年代以来，为满足电子、电工、航空、航天、军工等领域要求而发展起来的一类综合性能优异的结构型耐热热塑性工程塑料和耐热聚合物，具有刚性骨架，大分子主链上均含有大量的芳环、杂环，有的共轭双键还以梯形或者半梯形结构有序排列，分子的规整性好，呈现出高刚性和高熔点（或高粘流温度）的特点，即使在高温下，其分子链仍能保持相对固定的排列，另外，一些具有特殊性能的材料也属特种塑料范畴，如氟塑料和有机硅具有突出的耐高温、自润滑等特殊功用，增强塑料和泡沫塑料具有高强度、高缓冲性等特殊性能。

随着特种塑料在技术上的突破，人们已经在电子电器、汽车和机械领域广泛应用，特种塑料具有良好的耐高温、耐腐蚀以及耐辐射性能，但是现有工程塑料的屏蔽效果达不到人们的预期且不能代替屏蔽材料广泛使用，限制了其在航空航天等高科技领域的应用，因此生产工序简单且能替代屏蔽材料的特种塑料具有广阔的市场前景。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种特种塑料替代屏蔽材料及其制造方法，具备能代替屏蔽材料的优点，解决了现有工程塑料的屏蔽效果达不到人们的预期且不能代替屏蔽材料广泛使用，限制了其在航空航天等高科技领域的应用的问题。

（二）技术方案

为实现上述能代替屏蔽材料的目的，本发明提供如下技术方案：一种特种塑料替代屏蔽材料，包括以下重量份数配比的原料：聚丙烯40-60份、聚苯乙烯20-30份、金属氧化物5-9份、交联剂2-6份、相容剂2-4份、页岩8-14份、石墨烯15-20份、沸石粉15-21份、矿物填料10-20份、表面活性剂1-3份、阻燃剂2-3份、增塑剂1-3份、炭黑5-9份、金属粉末4-7份及适量去离子水。

优选的，所述金属氧化物采用氧化钙、氧化镁、氧化锌、氧化钠和氧化铝中的一种或多种的混合物。

优选的，所述矿物填料采用滑石粉、碳酸钙、硅灰石、云母和玻璃微珠中一种或多种的混合物。

优选的，包括以下重量份数配比的原料：聚丙烯40份、聚苯乙烯20份、金属氧化物5份、交联剂2份、相容剂2份、页岩8份、石墨烯15份、沸石粉15份、矿物填料10份、表面活性剂1份、阻燃剂2份、增塑剂1份、炭黑5份、金属粉末4份及适量去离子水。

优选的，包括以下重量份数配比的原料：聚丙烯50份、聚苯乙烯25份、金属氧化物7份、交联剂4份、相容剂3份、页岩11份、石墨烯17.5份、沸石粉18份、矿物填料15份、表面活性剂2份、阻燃剂2.5份、增塑剂2份、炭黑7份、金属粉末5.5份及适量去离子水。

优选的，包括以下重量份数配比的原料：聚丙烯60份、聚苯乙烯30份、金属氧化物9份、交联剂6份、相容剂4份、页岩14份、石墨烯20份、沸石粉21份、矿物填料20份、表面活性剂3份、阻燃剂3份、增塑剂3份、炭黑9份、金属粉末7份及适量去离子水。

本发明要解决的另一技术问题是提供一种特种塑料替代屏蔽材料的制造方法，包括以下步骤：

1）将备好的聚丙烯40-60份、聚苯乙烯20-30份、金属氧化物5-9份、交联剂2-6份和相容剂2-4份依次倒入160℃的排气式搅拌机中搅拌，使原料中的水分蒸发并且通过搅拌机上的排气孔及时排出，搅拌机的搅拌速度为800r/min，得到混合物A，备用；

2）将备好的页岩8-14份用研磨机研磨成细粉，再将石墨烯15-20份、沸石粉15-21份、矿物填料10-20份和金属粉末4-7份置于球磨机中球磨至粒径为30um，得到混合粉末B，备用；

3）将备好的炭黑5-9份和表面活性剂1-3份置于高速混合机中，在50℃的条件下混合改性20～30min，得到改性炭黑C，备用；

4）将步骤2）中得到混合粉末B放入500mL烧杯中，加入适量去离子水，用玻璃棒均匀搅拌，直到得到浓度为70％的浆液D，备用；

5）将步骤1）中得到的混合物A、步骤3）中得到的改性炭黑C和步骤4）中得到的浆液D共同置于密炼机中，在温度为120℃、搅拌速度为1000r/min的条件下，密炼混合30-40min后，静置10-20min，得到混合物E，备用；

6）将备好的阻燃剂2-3份和增塑剂1-3份置于步骤5）中得到的混合物E中，在温度为150℃、搅拌速度为800r/min的条件下，继续密炼10-20min，得到混合物F，备用；

7）将步骤6）中所得混合物F加入双螺杆挤出机中，挤出机加工温度为250℃，螺杆转速为550r/min，将挤出物置于通风处冷却8-12h，将冷却后的挤出物送至造粒机，造粒，即得到特种塑料。

（三）有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种特种塑料替代屏蔽材料及其制造方法，具备以下有益效果：

1、该特种塑料替代屏蔽材料及其制造方法，通过以聚丙烯为主料配合聚苯乙烯，又有效的提高特种塑料的力学性能、电绝缘性能，达到代替屏蔽材料的效果，且聚苯乙烯具有良好的加工流动性、刚性及耐化学腐蚀性，可有效的延长特种塑料的使用寿命，且通过采用排气式搅拌机搅拌，排出原料中的水分，再配合阻燃剂和增塑剂的使用，可使特种塑料具有良好的阻燃性、力学性能和内部的气孔少等优良性能。

2、该特种塑料替代屏蔽材料及其制造方法，通过加入石墨烯，可有效的提高特种塑料的屏蔽效果，石墨烯电阻率为10-6Ω·cm，比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料，而且质量很轻，分散均匀，屏蔽效果好，配合炭黑和金属粉末，可进一步提高特种塑料的屏蔽效果，达到替代屏蔽材料的效果。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例，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。

实施例一：

一种特种塑料替代屏蔽材料，包括以下重量份数配比的原料：聚丙烯40份、聚苯乙烯20份、金属氧化物5份、交联剂2份、相容剂2份、页岩8份、石墨烯15份、沸石粉15份、矿物填料10份、表面活性剂1份、阻燃剂2份、增塑剂1份、炭黑5份、金属粉末4份及适量去离子水。

进一步的，金属氧化物采用氧化钙、氧化镁、氧化锌、氧化钠和氧化铝中的一种或多种的混合物。

进一步的，矿物填料采用滑石粉、碳酸钙、硅灰石、云母和玻璃微珠中一种或多种的混合物。

一种特种塑料替代屏蔽材料的制造方法，包括以下步骤：

1）将备好的聚丙烯40份、聚苯乙烯20份、金属氧化物5份、交联剂2份和相容剂2份依次倒入160℃的排气式搅拌机中搅拌，使原料中的水分蒸发并且通过搅拌机上的排气孔及时排出，搅拌机的搅拌速度为800r/min，得到混合物A，备用；

2）将备好的页岩8份用研磨机研磨成细粉，再将石墨烯15份、沸石粉15份、矿物填料10份和金属粉末4份置于球磨机中球磨至粒径为30um，得到混合粉末B，备用；

3）将备好的炭黑5份和表面活性剂1份置于高速混合机中，在50℃的条件下混合改性20min，得到改性炭黑C，备用；

4）将步骤2）中得到混合粉末B放入500mL烧杯中，加入适量去离子水，用玻璃棒均匀搅拌，直到得到浓度为70％的浆液D，备用；

5）将步骤1）中得到的混合物A、步骤3）中得到的改性炭黑C和步骤4）中得到的浆液D共同置于密炼机中，在温度为120℃、搅拌速度为1000r/min的条件下，密炼混合30min后，静置10min，得到混合物E，备用；

6）将备好的阻燃剂2份和增塑剂1份置于步骤5）中得到的混合物E中，在温度为150℃、搅拌速度为800r/min的条件下，继续密炼10min，得到混合物F，备用；

7）将步骤6）中所得混合物F加入双螺杆挤出机中，挤出机加工温度为250℃，螺杆转速为550r/min，将挤出物置于通风处冷却8h，将冷却后的挤出物送至造粒机，造粒，即得到特种塑料。

实施例二：

一种特种塑料替代屏蔽材料，包括以下重量份数配比的原料：聚丙烯50份、聚苯乙烯25份、金属氧化物7份、交联剂4份、相容剂3份、页岩11份、石墨烯17.5份、沸石粉18份、矿物填料15份、表面活性剂2份、阻燃剂2.5份、增塑剂2份、炭黑7份、金属粉末5.5份及适量去离子水。

进一步的，金属氧化物采用氧化钙、氧化镁、氧化锌、氧化钠和氧化铝中的一种或多种的混合物。

进一步的，矿物填料采用滑石粉、碳酸钙、硅灰石、云母和玻璃微珠中一种或多种的混合物。

一种特种塑料替代屏蔽材料的制造方法，包括以下步骤：

1）将备好的聚丙烯50份、聚苯乙烯25份、金属氧化物7份、交联剂4份和相容剂3份依次倒入160℃的排气式搅拌机中搅拌，使原料中的水分蒸发并且通过搅拌机上的排气孔及时排出，搅拌机的搅拌速度为800r/min，得到混合物A，备用；

2）将备好的页岩11份用研磨机研磨成细粉，再将石墨烯17.5份、沸石粉18份、矿物填料15份和金属粉末5.5份置于球磨机中球磨至粒径为30um，得到混合粉末B，备用；

3）将备好的炭黑7份和表面活性剂2份置于高速混合机中，在50℃的条件下混合改性25min，得到改性炭黑C，备用；

4）将步骤2）中得到混合粉末B放入500mL烧杯中，加入适量去离子水，用玻璃棒均匀搅拌，直到得到浓度为70％的浆液D，备用；

5）将步骤1）中得到的混合物A、步骤3）中得到的改性炭黑C和步骤4）中得到的浆液D共同置于密炼机中，在温度为120℃、搅拌速度为1000r/min的条件下，密炼混合35min后，静置15min，得到混合物E，备用；

6）将备好的阻燃剂2.5份和增塑剂2份置于步骤5）中得到的混合物E中，在温度为150℃、搅拌速度为800r/min的条件下，继续密炼15min，得到混合物F，备用；

7）将步骤6）中所得混合物F加入双螺杆挤出机中，挤出机加工温度为250℃，螺杆转速为550r/min，将挤出物置于通风处冷却10h，将冷却后的挤出物送至造粒机，造粒，即得到特种塑料。

实施例三：

一种特种塑料替代屏蔽材料，包括以下重量份数配比的原料：聚丙烯60份、聚苯乙烯30份、金属氧化物9份、交联剂6份、相容剂4份、页岩14份、石墨烯20份、沸石粉21份、矿物填料20份、表面活性剂3份、阻燃剂3份、增塑剂3份、炭黑9份、金属粉末7份及适量去离子水。

进一步的，金属氧化物采用氧化钙、氧化镁、氧化锌、氧化钠和氧化铝中的一种或多种的混合物。

进一步的，矿物填料采用滑石粉、碳酸钙、硅灰石、云母和玻璃微珠中一种或多种的混合物。

一种特种塑料替代屏蔽材料的制造方法，包括以下步骤：

1）将备好的聚丙烯60份、聚苯乙烯30份、金属氧化物9份、交联剂6份和相容剂4份依次倒入160℃的排气式搅拌机中搅拌，使原料中的水分蒸发并且通过搅拌机上的排气孔及时排出，搅拌机的搅拌速度为800r/min，得到混合物A，备用；

2）将备好的页岩14份用研磨机研磨成细粉，再将石墨烯20份、沸石粉21份、矿物填料20份和金属粉末7份置于球磨机中球磨至粒径为30um，得到混合粉末B，备用；

3）将备好的炭黑9份和表面活性剂3份置于高速混合机中，在50℃的条件下混合改性30min，得到改性炭黑C，备用；

4）将步骤2）中得到混合粉末B放入500mL烧杯中，加入适量去离子水，用玻璃棒均匀搅拌，直到得到浓度为70％的浆液D，备用；

5）将步骤1）中得到的混合物A、步骤3）中得到的改性炭黑C和步骤4）中得到的浆液D共同置于密炼机中，在温度为120℃、搅拌速度为1000r/min的条件下，密炼混合40min后，静置20min，得到混合物E，备用；

6）将备好的阻燃剂3份和增塑剂3份置于步骤5）中得到的混合物E中，在温度为150℃、搅拌速度为800r/min的条件下，继续密炼20min，得到混合物F，备用；

7）将步骤6）中所得混合物F加入双螺杆挤出机中，挤出机加工温度为250℃，螺杆转速为550r/min，将挤出物置于通风处冷却12h，将冷却后的挤出物送至造粒机，造粒，即得到特种塑料。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种特种塑料替代屏蔽材料，其特征在于，包括以下重量份数配比的原料：聚丙烯40-60份、聚苯乙烯20-30份、金属氧化物5-9份、交联剂2-6份、相容剂2-4份、页岩8-14份、石墨烯15-20份、沸石粉15-21份、矿物填料10-20份、表面活性剂1-3份、阻燃剂2-3份、增塑剂1-3份、炭黑5-9份、金属粉末4-7份及适量去离子水。

2.根据权利要求1所述的一种特种塑料替代屏蔽材料，其特征在于，所述金属氧化物采用氧化钙、氧化镁、氧化锌、氧化钠和氧化铝中的一种或多种的混合物。

3.根据权利要求1所述的一种特种塑料替代屏蔽材料，其特征在于，所述矿物填料采用滑石粉、碳酸钙、硅灰石、云母和玻璃微珠中一种或多种的混合物。

4.根据权利要求1所述的一种特种塑料替代屏蔽材料，其特征在于，包括以下重量份数配比的原料：聚丙烯40份、聚苯乙烯20份、金属氧化物5份、交联剂2份、相容剂2份、页岩8份、石墨烯15份、沸石粉15份、矿物填料10份、表面活性剂1份、阻燃剂2份、增塑剂1份、炭黑5份、金属粉末4份及适量去离子水。

5.根据权利要求1所述的一种特种塑料替代屏蔽材料，其特征在于，包括以下重量份数配比的原料：聚丙烯50份、聚苯乙烯25份、金属氧化物7份、交联剂4份、相容剂3份、页岩11份、石墨烯17.5份、沸石粉18份、矿物填料15份、表面活性剂2份、阻燃剂2.5份、增塑剂2份、炭黑7份、金属粉末5.5份及适量去离子水。

6.根据权利要求1所述的一种特种塑料替代屏蔽材料，其特征在于，包括以下重量份数配比的原料：聚丙烯60份、聚苯乙烯30份、金属氧化物9份、交联剂6份、相容剂4份、页岩14份、石墨烯20份、沸石粉21份、矿物填料20份、表面活性剂3份、阻燃剂3份、增塑剂3份、炭黑9份、金属粉末7份及适量去离子水。

7.一种特种塑料替代屏蔽材料的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将备好的聚丙烯40-60份、聚苯乙烯20-30份、金属氧化物5-9份、交联剂2-6份和相容剂2-4份依次倒入160℃的排气式搅拌机中搅拌，使原料中的水分蒸发并且通过搅拌机上的排气孔及时排出，搅拌机的搅拌速度为800r/min，得到混合物A，备用；

2）将备好的页岩8-14份用研磨机研磨成细粉，再将石墨烯15-20份、沸石粉15-21份、矿物填料10-20份和金属粉末4-7份置于球磨机中球磨至粒径为30um，得到混合粉末B，备用；

3）将备好的炭黑5-9份和表面活性剂1-3份置于高速混合机中，在50℃的条件下混合改性20～30min，得到改性炭黑C，备用；

4）将步骤2）中得到混合粉末B放入500mL烧杯中，加入适量去离子水，用玻璃棒均匀搅拌，直到得到浓度为70％的浆液D，备用；

5）将步骤1）中得到的混合物A、步骤3）中得到的改性炭黑C和步骤4）中得到的浆液D共同置于密炼机中，在温度为120℃、搅拌速度为1000r/min的条件下，密炼混合30-40min后，静置10-20min，得到混合物E，备用；

6）将备好的阻燃剂2-3份和增塑剂1-3份置于步骤5）中得到的混合物E中，在温度为150℃、搅拌速度为800r/min的条件下，继续密炼10-20min，得到混合物F，备用；

7）将步骤6）中所得混合物F加入双螺杆挤出机中，挤出机加工温度为250℃，螺杆转速为550r/min，将挤出物置于通风处冷却8-12h，将冷却后的挤出物送至造粒机，造粒，即得到特种塑料。