CN109320871B - 一种电磁屏蔽木塑复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电磁屏蔽木塑复合材料所述电磁屏蔽木塑复合材料按质量比组成为:PVC树脂粉30~50份,农林三剩物粉15~30份,石墨烯屏蔽粉10~20份,环保稳定剂2~6份,加工助剂1~3份,润滑剂1~3份,增韧剂1~5份,偶联剂0.5~3%,其制备方法包括如下步骤:S100、预制农林三剩粉和电磁引导剂;S200、将农林三剩粉和偶联剂混合改性;S300、改性后的农林三剩粉与PVC树脂粉、石墨烯粉、电磁引导剂及环保稳定剂、加工助剂、润滑剂、增韧剂高速混合冷却,得到混合粉料;S400、混合粉料进行离心后加入挤出机,并通过压延成型、牵引和切割工序,通过电磁引导剂进行电磁的木塑材料内部传导隔离,从而得到屏蔽效果良好的木塑复合材料。
Description
技术领域
本发明涉及木塑复合材料领域,具体为一种电磁屏蔽木塑复合材料及其制备方法。
背景技术
随着电子信息技术的发展,各种电子电器设备的广泛应用,使得人们生活的空间充斥着各种各样的电磁波,它给人们生活带来便利的同时,由电磁干扰所引起的危害也逐步受到人们的重视,不仅影响各种电子电器设备的正常工作,还会给人类健康带来危害。目前,普通电磁屏蔽材料一般直接采用金属材料为导电体,由于木质材料基本上是绝缘材料,其与金属复合才能具有电磁屏蔽效能。
中国专利CN02124139.2公开了一种“用于电磁屏蔽的石墨基复合材料的制备方法”,其特点是将可膨胀石墨和可以产生磁性微粒的添加剂通过机械物理或溶液溶解的方法混合均匀,然后再在较高温度下加热,并模压成所需形状的产品,产品的导电性比一般的导电高分子材料好,且电磁屏蔽性能有明显的改善,但其制备工艺复杂,成本相对较高。
中国专利CN03141800.7公开了一种“电磁屏蔽复合材料的制备方法”,其是采用木质材料为原材料,并将木质材料在磁性金属盐的水溶液中浸渍处理、成型处理和无氧化高温烧成处理,并进一步对烧成处理的材料用有机树脂进行涂层处理,室温固化后制得,电磁屏蔽复合材料具有轻质、高吸收低反射电磁波能力,但是该专利的设备制造比较困难,且成本高,难完成产业化生产;在板材表面喷涂薄薄的树脂在使用中容易把表层破坏导致失效。
中国专利CN201610533519.5公开了一种“一种木塑电磁屏蔽板及加工方法”,其是采用通过添加较高比例的炭黑并且采用平板硫化机加工成型,加工工艺复杂并且添加大量的炭黑成本高,分散不佳,屏蔽效果有限。
发明内容
为了克服现有技术方案的不足,本发明提供一种电磁屏蔽木塑复合材料及其制备方法,能有效的解决背景技术提出的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种电磁屏蔽木塑复合材料及其制备方法,所述电磁屏蔽木塑复合材料按质量比组成为:PVC树脂粉30~50份,农林三剩物粉15~30份,石墨烯屏蔽粉10~20份,环保稳定剂2~6份,加工助剂1~3份,润滑剂1~3份,增韧剂1~5份,偶联剂0.5~3%。
进一步地,所述电磁屏蔽木塑复合材料按质量比组成为:PVC树脂粉50份,农林三剩物粉30份,石墨烯屏蔽粉10份,环保稳定剂4,加工助剂1.5份,润滑剂2.0份,增韧剂2.0份,偶联剂0.5%。
进一步地,所述电磁屏蔽木塑复合材料按质量比组成为:PVC树脂粉45份,农林三剩物粉28份,石墨烯屏蔽粉20份,环保稳定剂2份,加工助剂1.0份,润滑剂1.0份,增韧剂2.0份,偶联剂1%。
进一步地,所述电磁屏蔽木塑复合材料按质量比组成为:PVC树脂粉45份,农林三剩物粉30份,石墨烯屏蔽粉15份,环保稳定剂3份,加工助剂1份,润滑剂1份,增韧剂3.0份,偶联剂2%。
进一步地,所述电磁屏蔽木塑复合材料按质量比组成为:PVC树脂粉50份,农林三剩物粉23.5份,石墨烯屏蔽粉20份,环保稳定剂2份,加工助剂1.0份,润滑剂1.0份,增韧剂1.0份,偶联剂1.5%。
进一步地,所述电磁屏蔽木塑复合材料还包括电磁引导剂,所述电磁引导剂包括短切碳纤维/纳米碳管、硼酸锌、过氧化苯甲酸叔丁苯固定剂和抗静电剂,所述电磁引导剂按质量比:短切碳纤维/纳米碳管5~10份、硼酸锌1~2份、过氧化苯甲酸叔丁苯固定剂1.5~2份、抗静电剂0.5~2份,其中短切炭纤维/纳米碳管为60~70%的短切碳纤维和30~40%的纳米碳管,且所述短切炭纤维/纳米碳管的平均长度2~3mm,管径0.1~0.3mm。
进一步地,所述农林三剩物粉包括但不限于秸秆粉、木材碎屑、竹粉或棉花果壳粉,且所述农林三剩物粉的粒径在80~150μm,所述石墨烯的粒度为30~200μm,厚度为5~50nm,碳含量大于或等于95%,其中偶联剂包括但不限于钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂或铝酸酯偶联剂的一种或多种。
一种电磁屏蔽木塑复合材料的制备方法,其特征在于:包括如下步骤
S100、预制农林三剩粉和电磁引导剂;
S200、将农林三剩粉和偶联剂混合改性;
S300、改性后的农林三剩粉与PVC树脂粉、石墨烯粉、电磁引导剂及环保稳定剂、加工助剂、润滑剂、增韧剂高速混合冷却,得到混合粉料;
S400、混合粉料进行离心后加入挤出机,并通过压延成型、牵引和切割工序。
进一步地,在S100中,农林三剩粉在110℃下烘干,并使含水量小于3%,在S200中,将S100中的农林三剩粉在120℃下高速搅拌混合,高速混合剂转速为1500r/min,加入偶联剂继续搅拌10min,在S300中,将改性农林三剩物粉与PVC树脂粉、石墨烯粉、电磁引导剂以及环保稳定剂、加工助剂、润滑剂、增韧剂在130℃高速混合30min后再冷却至60℃放入料筒得到混合粉料。
进一步地,混合粉料在离心机中进行三段式的差速离心,并在第一段进行震动高速离心式1~2min,并在2~3min的第二和第三段离心时降低离心速度,同时关闭震动。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
(1)本发明采用木塑复合材料为载体,加入适量的电池屏蔽石墨烯粉以及电磁引导剂、克服石墨烯在木塑材料中的分散不均匀,同时通过电磁引导剂进行电磁的木塑材料内部传导隔离,从而得到屏蔽效果良好的木塑复合材料;
(2)本发明的本发明制得的电磁屏蔽木塑复合材料成本低廉、工艺相对简单,且电磁引导剂便于或者,以及在木塑材料中的电磁传导定形,具有密度低、重量轻、超宽频范围内效果高的特点,非常适合于民用的一种屏蔽材料,提供木塑复合材料较好的力学性能。
附图说明
图1为本发明的制备流程框图。
图2为本发明的电磁屏蔽木塑复合材料的物理力学性能测试结果图。
图3为本发明的添加电磁引导剂的电磁屏蔽木塑复合材料的物理力学性能测试结果图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,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。
如图1所示,本发明提供了一种电磁屏蔽木塑复合材料及其制备方法,电磁屏蔽木塑复合材料按质量比组成为:PVC树脂粉30~50份,农林三剩物粉15~30份,石墨烯屏蔽粉10~20份,环保稳定剂2~6份,加工助剂1~3份,润滑剂1~3份,增韧剂1~5份,偶联剂0.5~3%。
电磁屏蔽木塑复合材料按质量比组成为:PVC树脂粉50份,农林三剩物粉30份,石墨烯屏蔽粉10份,环保稳定剂4,加工助剂1.5份,润滑剂2.0份,增韧剂2.0份,偶联剂0.5%。
电磁屏蔽木塑复合材料按质量比组成为:PVC树脂粉45份,农林三剩物粉28份,石墨烯屏蔽粉20份,环保稳定剂2份,加工助剂1.0份,润滑剂1.0份,增韧剂2.0份,偶联剂1%。
电磁屏蔽木塑复合材料按质量比组成为:PVC树脂粉45份,农林三剩物粉30份,石墨烯屏蔽粉15份,环保稳定剂3份,加工助剂1份,润滑剂1份,增韧剂3.0份,偶联剂2%。
电磁屏蔽木塑复合材料按质量比组成为:PVC树脂粉50份,农林三剩物粉23.5份,石墨烯屏蔽粉20份,环保稳定剂2份,加工助剂1.0份,润滑剂1.0份,增韧剂1.0份,偶联剂1.5%。
电磁屏蔽木塑复合材料还包括电磁引导剂,电磁引导剂包括短切碳纤维/纳米碳管、硼酸锌、过氧化苯甲酸叔丁苯固定剂和抗静电剂,电磁引导剂按质量比:短切碳纤维/纳米碳管5~10份、硼酸锌1~2份、过氧化苯甲酸叔丁苯固定剂1.5~2份、抗静电剂0.5~2份,其中短切炭纤维/纳米碳管为60~70%的短切碳纤维和30~40%的纳米碳管,且短切炭纤维/纳米碳管的平均长度2~3mm,管径0.1~0.3mm。
本发明中的电磁引导剂中的短切碳纤维/纳米碳管在混合挤压成型的过程中,实现木塑复合材料的内部石墨烯屏蔽粉和短切碳纤维/纳米碳管,电磁信号在通过木塑复合材料的传导时,被石墨烯屏蔽粉和短切碳纤维/纳米碳管形成的类网状结构电传导,使得电磁波到达木塑复合材料时,电磁接触面上阻抗不连续,并被内部的石墨烯屏蔽粉和短切碳纤维/纳米碳管类网状结构电传导吸收而衰减,从而起到良好的电磁隔离。
农林三剩物粉包括但不限于秸秆粉、木材碎屑、竹粉或棉花果壳粉,且农林三剩物粉的粒径在80~150μm,石墨烯的粒度为30~200μm,厚度为5~50nm,碳含量大于或等于95%,其中偶联剂包括但不限于钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂或铝酸酯偶联剂的一种或多种。
一种电磁屏蔽木塑复合材料的制备方法,其特征在于:包括如下步骤
S100、预制农林三剩粉和电磁引导剂;
S200、将农林三剩粉和偶联剂混合改性;
S300、改性后的农林三剩粉与PVC树脂粉、石墨烯粉、电磁引导剂及环保稳定剂、加工助剂、润滑剂、增韧剂高速混合冷却,得到混合粉料;
S400、混合粉料进行离心后加入挤出机,并通过压延成型、牵引和切割工序。
在S100中,农林三剩粉在110℃下烘干,并使含水量小于3%,在S200中,将S100中的农林三剩粉在120℃下高速搅拌混合,高速混合剂转速为1500r/min,加入偶联剂继续搅拌10min,在S300中,将改性农林三剩物粉与PVC树脂粉、石墨烯粉、电磁引导剂以及环保稳定剂、加工助剂、润滑剂、增韧剂在130℃高速混合30min后再冷却至60℃放入料筒得到混合粉料。
混合粉料在离心机中进行三段式的差速离心,并在第一段进行震动高速离心式1~2min,并在2~3min的第二和第三段离心时降低离心速度,同时关闭震动,通过差速离心,使得短切碳纤维/纳米碳管呈外辐射状分布,从而有效的连接木塑复合材料的两个表面,并通过硼酸锌和过氧化苯甲酸叔丁苯固定剂实现木塑复合材料和短切碳纤维/纳米碳管表面的相容性。
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。
Claims (9)
1.一种电磁屏蔽木塑复合材料,其特征在于:所述电磁屏蔽木塑复合材料按质量比组成为:PVC树脂粉30~50份,农林三剩物粉15~30份,石墨烯屏蔽粉10~20份,环保稳定剂2~6份,加工助剂1~3份,润滑剂1~3份,增韧剂1~5份,偶联剂0.5~3%;
所述电磁屏蔽木塑复合材料还包括电磁引导剂,所述电磁引导剂包括短切碳纤维/纳米碳管、硼酸锌、过氧化苯甲酸叔丁苯固定剂和抗静电剂,所述电磁引导剂按质量比:短切碳纤维/纳米碳管5~10份、硼酸锌1~2份、过氧化苯甲酸叔丁苯固定剂1.5~2份、抗静电剂0.5~2份,其中短切炭纤维/纳米碳管为60~70%的短切碳纤维和30~40%的纳米碳管,且所述短切炭纤维/纳米碳管的平均长度2~3mm,管径0.1~0.3mm;
并使得短切碳纤维/纳米碳管呈外辐射状分布,连接由上述材料形成的木塑复合材料的两侧表面。
2.根据权利要求1所述的一种电磁屏蔽木塑复合材料,其特征在于:所述电磁屏蔽木塑复合材料按质量比组成为:PVC树脂粉50份,农林三剩物粉30份,石墨烯屏蔽粉10份,环保稳定剂4,加工助剂1.5份,润滑剂2.0份,增韧剂2.0份,偶联剂0.5%。
3.根据权利要求1所述的一种电磁屏蔽木塑复合材料,其特征在于:所述电磁屏蔽木塑复合材料按质量比组成为:PVC树脂粉45份,农林三剩物粉28份,石墨烯屏蔽粉20份,环保稳定剂2份,加工助剂1.0份,润滑剂1.0份,增韧剂2.0份,偶联剂1%。
4.根据权利要求1所述的一种电磁屏蔽木塑复合材料,其特征在于:所述电磁屏蔽木塑复合材料按质量比组成为:PVC树脂粉45份,农林三剩物粉30份,石墨烯屏蔽粉15份,环保稳定剂3份,加工助剂1份,润滑剂1份,增韧剂3.0份,偶联剂2%。
5.根据权利要求1所述的一种电磁屏蔽木塑复合材料,其特征在于:所述电磁屏蔽木塑复合材料按质量比组成为:PVC树脂粉50份,农林三剩物粉23.5份,石墨烯屏蔽粉20份,环保稳定剂2份,加工助剂1.0份,润滑剂1.0份,增韧剂1.0份,偶联剂1.5%。
6.根据权利要求1所述的一种电磁屏蔽木塑复合材料,其特征在于:所述农林三剩物粉包括但不限于秸秆粉、木材碎屑、竹粉或棉花果壳粉,且所述农林三剩物粉的粒径在80~150μm,所述石墨烯的粒度为30~200μm,厚度为5~50nm,碳含量大于或等于95%,其中偶联剂包括但不限于钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂或铝酸酯偶联剂的一种或多种。
7.一种根据权利要求1-6任意一项所述的电磁屏蔽木塑复合材料的制备方法,其特征在于:包括如下步骤
S100、预制农林三剩粉和电磁引导剂;
S200、将农林三剩粉和偶联剂混合改性;
S300、改性后的农林三剩粉与PVC树脂粉、石墨烯粉、电磁引导剂及环保稳定剂、加工助剂、润滑剂、增韧剂高速混合冷却,得到混合粉料;
S400、混合粉料进行离心后加入挤出机,并通过压延成型、牵引和切割工序。
8.根据权利要求7所述的一种电磁屏蔽木塑复合材料的制备方法,其特征在于:在S100中,农林三剩粉在110℃下烘干,并使含水量小于3%,在S200中,将S100中的农林三剩粉在120℃下高速搅拌混合,高速混合剂转速为1500r/min,加入偶联剂继续搅拌10min,在S300中,将改性农林三剩物粉与PVC树脂粉、石墨烯粉、电磁引导剂以及环保稳定剂、加工助剂、润滑剂、增韧剂在130℃高速混合30min后再冷却至60℃放入料筒得到混合粉料。
9.根据权利要求8所述的一种电磁屏蔽木塑复合材料的制备方法,其特征在于:混合粉料在离心机中进行三段式的差速离心,并在第一段进行震动高速离心式1~2min,并在2~3min的第二和第三段离心时降低离心速度,同时关闭震动。
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