CN109354756A - 一种可陶瓷化电磁屏蔽高分子复合材料及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可陶瓷化电磁屏蔽高分子复合材料及其应用，该复合材料是将聚烯烃类树脂或热塑性聚氨酯弹性体、成瓷填料、助熔剂、导电填料和加工助剂经熔融共混挤出而成。该复合材料不仅熔融指数大为提高，具有更好的加工性能，其力学性能也有了较大的提高，同时该材料可在高温下转变为坚硬的自支撑多孔陶瓷，这种自支撑陶瓷体既可有效的阻碍热量和物质的传递，也将保留住良好导电网络，赋予材料良好的导电性能和电磁屏蔽性能，因而可用于制备抗电磁干扰电子设备、飞行器的外壳材料。

Description

一种可陶瓷化电磁屏蔽高分子复合材料及应用
技术领域
本发明属于抗电磁辐射材料及其应用技术领域，具体涉及一种可陶瓷化电磁屏蔽高分子复合材料及应用，即在可陶瓷化的高分子复合材料里添加导电填料来赋予其在室温和经过高温处理后具有的优异电磁屏蔽性能，保证飞行器在起飞和高空高速高温的飞行条件下均能保持优异的抗电磁波辐射的功能。
背景技术
高分子复合材料具有质轻易加工的特性，不仅其导电性能差，其热稳定性也较差。导电性能差虽然可通过在其中添加特定适量的导电填料来提高其导电性能，进而拥有一定的电磁屏蔽性能，但热稳定性差，尤其是当使用的环境温度超过400℃时复合材料会产生分解，如当该材料用于飞行器上，飞行器高速飞行时，流经飞行器表面的气流由于摩擦等原因受到阻滞，动能转变为热能，温度急剧升高，产生气动加热现象。气动加热又与飞行高度有关，飞行高度越低，空气密度越大，气动加热越严重。例如在30公里高空，当飞行马赫数为3时，温度可达300℃左右，飞行速度增加到马赫数5时，温度高达900℃。航天飞机重返大气层时表面温度可升到1200℃以上。除气动加热外，还有其他热源，如发动机的释热、太阳辐射、核爆炸时的高温辐射等，都将构成高温热环境，使之产生分解。这不仅给高分子复合材料用于高温热环境的飞行器设计，特别是结构强度和抗电磁辐射带来严重的问题，也对如何使飞行器在起飞和高速运行过程中能否保持良好的隐身和保护显得至关重要。
据了解，现有的研究，基本都是立足于单一性的性能提高。
如为了提高结构强度，大多是在硅橡胶或者聚烯烃中先添加低软化点的玻璃粉和高软化点或高熔点的硅酸盐矿物填料，再添加适量阻燃剂或者其他添加剂来获得一种可陶瓷化高分子复合材料。这些方法虽然可以形成陶瓷化复合材料，但是具有加工手段繁琐(如硅橡胶需要交联)，陶瓷弯曲强度较差(陶瓷化过程的温度较高，只能形成松散多孔的结构，影响其弯曲强度)，复合材料力学性能恶化明显(添加的可陶瓷化无机填料种类多、份数高，并且在聚合物基材中具有明显团聚现象)，成本高等缺点。CN103923465A公开了一种由硅橡胶、白炭黑、瓷化粉、熔融助剂等在10～15MPa，100～200℃下热压成型，通过150～220℃的热空气进行二段硫化得到陶瓷化硅橡胶复合材料的方法。该方法的缺点是工艺复杂，成本高，成瓷效果较差。CN101404189B采用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA，线性低密度聚乙烯LLDPE与成瓷填料，阻燃剂等共混挤出制备耐火电缆料。在750℃及更高的温度下，该电缆料虽然能够在一定时间内陶瓷化，瓷化物也可使线路在750～950℃下正常运行超过90分钟，但所形成的陶瓷强度差，陶瓷化温度高，电缆料力学性能差。ZL201510113925.1公开了一种可陶瓷化阻燃的高分子复合材料，该复合材料中包括聚烯烃类树脂或者热塑性聚氨酯弹性体，成瓷填料，无卤阻燃剂，阻燃协效剂，增塑剂，所述成瓷填料为低熔点玻璃粉和硅酸盐矿物填料。该复合材料可以在600-1000℃范围内形成致密的陶瓷化产物，形成的陶瓷化产物具有很高的强度，但遗憾的是其不仅工艺复杂，还必须要添加交联剂才能达到良好的力学性能。
又如为了赋予聚合物材料的电磁屏蔽性能，CN102532893A、CN102634016A和CN102634016A分别研究了掺杂镧、掺杂钕和掺杂镧钕的吸波材料，所获得材料的吸波性能良好，在传感技术、非线性光学材料、分子电器件、电磁屏蔽和雷达吸收等方面具有广阔的应用前景，满足了吸波材料“薄、轻、宽、强”的要求。CN101875758A公开了一种聚酯/纳米膨胀石墨/碳纤维高强导电复合材料及其制备方法，所制得的复合材料中碳纤维和膨胀石墨含量较少，体系的体积电导率可达10-2S/m，体系的力学性能优异，拉伸强度可以达到66.48MPa，弯曲强度达到153.81MPa，冲击强度为19.23kJ/m2。除此以外，碳纳米管在电磁屏蔽材料方面也有广泛的研究。CN101864015A就研究了一种以离子液体为溶剂制备聚丙烯腈/碳纳米管复合材料的方法，该方法所得到的聚丙烯腈/碳纳米管复合材料，其电导率可达10-8～10-2S/cm。而CN102199871A研究的是一种三元同轴复合导电纤维及其制备方法，该方法制备的导电复合纤维的导电效果好、弹性高、手感柔软。CN102345196A则研究的是一种碳长丝包芯纱的电磁屏蔽编织物，所得到的编织物具有不同的电磁屏蔽性或不同区域电磁屏蔽性和集碳长丝包芯纱弯曲排列与伸直排列电磁屏蔽优点。
总之，在现有技术中,虽然在可陶瓷化复合材料和电磁屏蔽聚合物材料方面都有一些单一性能方面的研究，但存在应用范围窄，成本高，形成的陶瓷强度差，成瓷要求的温度高和高温电磁屏蔽效率不高等缺点，而将两者结合起来制备的可陶瓷化电磁屏蔽材料则几乎没有报道。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种可陶瓷化电磁屏蔽高分子复合材料。
本发明的另一目的是提供上述可陶瓷化电磁屏蔽高分子复合材料的应用。
本发明提供的一种可陶瓷化电磁屏蔽高分子复合材料，该复合材料按重量份计,包括如下组分经熔融共混挤出而成：
以上复合材料中所述的聚烯烃类树脂或热塑性聚氨酯弹性体为聚氧化乙烯、线性低密度聚乙烯、聚苯乙烯、乙烯-辛烯共聚树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂和热塑性聚氨酯弹性体中的至少一种。
以上复合材料中所述的成瓷填料为硅酸盐矿物填料中的至少一种，优选其中的云母、海泡石、透辉石、埃洛石、叶腊石、蒙脱土和有机改性蒙脱土。
以上复合材料中所述的助熔剂为低熔点玻璃粉、三氧化二硼、磷酸铝、磷酸锌、氧化镍、氧化锌、氧化钼、聚磷酸铵、哌嗪改性聚磷酸铵、乙二胺改性聚磷酸铵、二乙烯三胺改性聚磷酸铵、羟乙基乙二胺改性聚磷酸铵和硼酸锌中的至少一种。
以上复合材料中所述的导电填料为氧化石墨，氧化石墨烯，石墨烯，碳纳米和碳纤维的至少一种。
以上复合材料中所述的聚烯烃类树脂或热塑性聚氨酯弹性体优选40-55份；所述的成瓷填料优选20-23份；所述的助熔剂优选20-23份。
以上复合材料中所述的加工助剂为增塑剂，抗氧剂和交联剂，其中增塑剂为邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、邻苯二甲酸二仲辛酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二甲酯和邻苯二甲酸二乙酯中的任一种；所述抗氧剂为抗氧剂四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、抗氧剂β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、抗氧剂N,N'-二(β-萘基)对苯二胺和抗氧剂4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)中的任一种；交联剂为过氧化二异丙苯。它们分别的加入量都是常规加入量，这是本领域技术人员能够根据常识确定的。
本发明提供的上述可陶瓷化电磁屏蔽高分子复合材料的应用是作为抗电磁干扰电子设备、飞行器的外壳材料。
本发明的有益效果如下:
1.由于在本发明提供的可陶瓷化电磁屏蔽高分子复合材料中，一方面因含有的高熔点(>1000℃)的硅酸盐矿物填料，可在有机物基材热氧分解后仍然保持原有物性，另一方面因同时含有的磷酸盐或者其他金属盐助熔剂，可在700～1000℃发生化学反应而形成玻璃液相，因而这些玻璃相就可以作为粘结剂将其他高熔点硅酸盐矿物无机填料粘连，并经共晶反应形成致密的陶瓷结构，从而解决了单独添加硅酸盐矿物填料无法形成连续致密的陶瓷化产物的问题。
2.由于在本发明提供的可陶瓷化电磁屏蔽高分子复合材料中，聚合物基材添加份数有所提高和高熔点硅酸盐矿物无机填料有所降低的基础上，所添加的无机填料能够更均匀的分散于聚合物基材中，因而不仅可使复合材料熔融指数大为提高，具有更好的加工性能，且力学性能，特别是在材料的抗撕裂方面有了较大的提高。
3.由于本发明提供的可陶瓷化电磁屏蔽高分子复合材料中，所选择添加的导电填料可以形成良好的导电网络，赋予材料良好的导电性能和电磁屏蔽性能，其中电磁屏蔽系数可达到36dB,可屏蔽掉99％以上的电磁辐射(屏蔽效率>20dB)，加之在使用过程中经过高温(700～1000℃)聚合物材料与硅酸盐矿物填料可转变为坚硬的自支撑多孔陶瓷，这种自支撑陶瓷体既可有效的阻碍热量和物质的传递，也将保留住原有导电网络，因而不仅能够保证飞行器在起飞时优异的电磁屏蔽性能，还能在高空高速高温的飞行条件下保持优异的抗电磁波辐射的功能，解决了大多数聚合物基和金属基电磁屏蔽材料在高温下会受到不同程度的热氧破坏而使得其抗电磁辐射性能急剧下降的问题。
附图说明
图1为本发明不同的实施例和相应的对比例的复合材料的电磁屏蔽性能测试曲线图。从图可见，对比例1和对比例2的电磁屏蔽效率较差，这是由于导电填料在基体材料中容易团聚，分散性较差，无法形成连续的导电网络。而实施例6，15，28，33和37，当导电填料加入到不同的聚烯烃基体材料之后，因在其中具备了良好的分散，容易形成连续的导电网络，且在阈值的范围之内，因而表现出优异的电磁屏蔽性能，其中实施例37的电磁屏蔽效率最高，可达到36dB，可以屏蔽掉99％以上的电磁辐射(屏蔽效率>20dB)。
图2为本发明将实施例28所制备的陶瓷化电磁屏蔽复合材料在于700～1000℃烧制形成陶瓷的数码照片，其中a1-a3、b1-b3、c1-c3和d1-d3分别为该材料在700、800、900和1000℃下烧结后，在不同放大倍数下的陶瓷微观形貌照片。从照片中显示的微观形貌可知，在700℃下形成的陶瓷孔洞较大较多，致密性不高，绝缘的陶瓷层占据主要地位；随着温度从700℃提高到800，900和1000℃，陶瓷化程度逐步提高，孔洞数量逐渐减少，形状逐渐缩小，其致密化程度也急剧增加，同时聚合物基材的残炭也逐渐热氧降解，相应的碳纤维网络逐渐凸显出来，如红色椭圆所标注凸显出来的碳纤维。
图3为本发明实施例13、28、34、40所制备的陶瓷化电磁屏蔽复合材料在700～1000℃烧制后电磁屏蔽性能测试曲线图。从图中可知，在700℃下形成的陶瓷的致密性差，表现为导电率不高，因而所制备的陶瓷的电磁屏蔽性能相对较差，随着温度的不断提高，基材残炭不断热氧降解，孔洞逐渐减少，形状逐渐缩小，其致密化程度也急剧增加，碳纤维导电网络逐渐完善，相应的电磁屏蔽性能也逐渐提高，甚至最高达到35dB，可以屏蔽掉99％以上的电磁辐射(屏蔽效率>20dB)。
具体实施方式
下面给出实施例以对本发明作进一步说明。有必要在此指出的是以下实施例不能理解为对本发明保护范围的限制，如果本领域的技术熟练人员根据上述本发明内容对本发明作出一些非本质的改进和调整，仍属于本发明保护范围。
另外，值得说明的是：
(1)以下部分实施例和对比例中所用物料的份数均为质量份。
(2)以下部分实施例和对比例中所得材料的熔融指数是按照GB/T3682-2000、ASTMD1238-98标准，采用XNR-400AM熔融指数仪测定。
(3)以下部分实施例和对比例中所得材料的力学性能是按照GB/T 1040.3-2006标准，采用CMT2000拉伸仪器进行测试的，其拉伸速率为20mm/min；相应的陶瓷弯曲强度是采用CMT2000拉伸仪器，参照GB 6569-2006中的三点弯曲强度测试表征进行测试，其速率为0.5mm/min。
(4)以下部分实施例和对比例中所得材料的导电率是采用2400电流表采用标准四探针法(导电率>10-8S/cm)和ZC-36型高阻计(导电率<10-8S/cm)进行测量。
(5)以下部分实施例和对比例中所得材料的电磁屏蔽性能测试结果是由PNA-N5244A型矢量网络分析仪按照同轴线缆的方法进行测量，其测试的频率为8.2～12.4GHz，厚度为3.5mm。
实施例1
先将乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂45份、埃洛石粉10份、有机改性蒙脱土10份、低软化点玻璃粉15份、氧化锌5份、导电填料氧化石墨15份、抗氧剂四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯1份和增塑剂邻苯二甲酸二环己酯1份预混，然后放入螺杆挤出机在熔融温度170℃熔融挤出造粒即可。
所得材料的熔融指数为7.46±0.68g/10min。
实施例2
先将乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂45份、透辉石粉15份、有机改性蒙脱土5份、低软化点玻璃粉15份、硼酸锌5份、导电填料碳纳米管10份、抗氧剂四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯1份和增塑剂邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯2份预混，然后放入螺杆挤出机在熔融温度170℃熔融挤出造粒即可。
所得材料的熔融指数为9.82±0.54g/10min。
实施例3
先将乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂45份、透辉石粉5份、有机改性蒙脱土15份、低软化点玻璃粉15份、氧化钼5份、导电填料氧化石墨烯5份、抗氧剂N,N'-二(β-萘基)对苯二胺2份和增塑剂邻苯二甲酸二异丁酯3份预混，然后放入螺杆挤出机在熔融温度170℃熔融挤出造粒即可。
所得材料的熔融指数为10.92±0.61g/10min。
实施例4
先将乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂40份、云母粉17份、有机改性蒙脱土5份、低软化点玻璃粉18份、硼酸锌5份、导电填料氧化石墨烯5份、抗氧剂4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)2份和增塑剂邻苯二甲酸二乙酯2份预混，然后放入螺杆挤出机在熔融温度170℃熔融挤出造粒即可。
所得材料的熔融指数为11.53±0.93g/10min。
实施例5
先将乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂40份、云母粉17份、有机改性蒙脱土5份、低软化点玻璃粉20份、硼酸锌3份、导电填料碳纤维7份、抗氧剂4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)2份和增塑剂邻苯二甲酸二乙酯3份预混，然后放入螺杆挤出机在熔融温度170℃熔融挤出造粒即可。
所得材料的熔融指数为12.52±0.68g/10min，拉伸强度为6.4±0.4MPa，断裂伸长率为681.8±37.3％，弹性模量为52.7±4.3。
实施例6
先将乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂35份、云母粉17份、有机改性蒙脱土5份、低软化点玻璃粉15份、硼酸锌8份、导电填料碳纳米管10份、抗氧剂四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯1份和增塑剂邻苯二甲酸二仲辛酯1份预混，然后放入螺杆挤出机在熔融温度170℃熔融挤出造粒即可。
所得材料的导电率为2.38×10-3S/cm。
实施例7
先将乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂35份、透辉石粉17份、有机改性蒙脱土5份、低软化点玻璃粉15份、硼酸锌5份、导电填料碳纳米管15份、抗氧剂β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯2份和增塑剂邻苯二甲酸二异丁酯2份预混，然后放入螺杆挤出机在熔融温度170℃熔融挤出造粒即可。
实施例8
先将乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂35份、海泡石粉17份、有机改性蒙脱土5份、低软化点玻璃粉17份、氧化镍5份、导电填料碳纳米管20份、抗氧剂β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯2份和增塑剂邻苯二甲酸二异丁酯2份预混，然后放入螺杆挤出机在熔融温度170℃熔融挤出造粒即可。
所得材料的熔融指数为12.52±0.68g/10min，拉伸强度为7.0±1.5MPa，断裂伸长率为715.3±99.9％，弹性模量为57.7±1.8，导电率为4.44×10-4S/cm；在不同温度下形成的陶瓷弯曲强度分别为：700℃11.8±1.5MPa，800℃11.8±1.5MPa，900℃25.3±4.6MPa，1000℃25.2±3.8MPa。
实施例9
先将乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂40份、海泡石粉20份、低软化点玻璃粉20份、氧化镍3份、导电填料碳纤维5份、抗氧剂4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)1份和增塑剂邻苯二甲酸二乙酯1份预混，然后放入螺杆挤出机在熔融温度170℃熔融挤出造粒即可。
所得材料的熔融指数为12.46±0.72g/10min，导电率为2.86×10-3S/cm。
实施例10
先将乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂37份、海泡石粉15份、有机改性蒙脱土5份、低软化点玻璃粉15份、氧化锌5份、导电填料碳纤维10份、抗氧剂四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯3份和增塑剂邻苯二甲酸二环己酯1份预混，然后放入螺杆挤出机在熔融温度170℃熔融挤出造粒即可。
实施例11
先将乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂35份、云母粉20份、有机改性蒙脱土3份、低软化点玻璃粉15份、导电填料碳纤维15份、抗氧剂四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯1份和增塑剂邻苯二甲酸二环己酯3份预混，然后放入螺杆挤出机在熔融温度170℃熔融挤出造粒即可。
实施例12
先将乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂35份、海泡石粉15份、低软化点玻璃粉15份、氧化镍5份、导电填料碳纤维20份、抗氧剂4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)2份和增塑剂邻苯二甲酸二乙酯2份预混，然后放入螺杆挤出机在熔融温度170℃熔融挤出造粒即可。
所得材料的熔融指数为10.61±0.52g/10min。
实施例13
先将乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂55份、云母粉10份、有机改性蒙脱土5份、低软化点玻璃粉10份、硼酸锌5份、导电填料氧化石墨烯5份、抗氧剂四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯2份和增塑剂邻苯二甲酸二环己酯2份预混，然后放入螺杆挤出机在熔融温度170℃熔融挤出造粒即可。
实施例14
先将乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂55份、透辉石粉5份、有机改性蒙脱土10份、低软化点玻璃粉15份、氧化锌5份、导电填料氧化石墨烯5份、抗氧剂β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯2份和增塑剂邻苯二甲酸二异丁酯2份预混，然后放入螺杆挤出机在熔融温度170℃熔融挤出造粒即可。
所得材料的熔融指数为10.80±1.10g/10min。
实施例15
先将乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂55份、云母粉17份、有机改性蒙脱土5份、三聚氰胺聚磷酸盐10份、硼酸锌5份、导电填料氧化石墨5份、抗氧剂四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯3份和增塑剂邻苯二甲酸二环己酯1份预混，然后放入螺杆挤出机在熔融温度170℃熔融挤出造粒即可。
所得材料的导电率为2.17×10-1S/cm。
实施例16
先将乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂50份、透辉石粉15份、有机改性蒙脱土7份、聚磷酸铵10份、硼酸锌5份、导电填料氧化石墨10份、抗氧剂β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯2份和增塑剂邻苯二甲酸二异丁酯2份预混，然后放入螺杆挤出机在熔融温度170℃熔融挤出造粒即可。
实施例17
先将乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂45份、海泡石粉13份、有机改性蒙脱土10份、聚磷酸铵10份、三氧化二硼5份、导电填料氧化石墨15份、抗氧剂β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯2份和增塑剂邻苯二甲酸二异丁酯2份预混，然后放入螺杆挤出机在熔融温度170℃熔融挤出造粒即可。
所得材料的熔融指数为6.21±0.51g/10min，拉伸强度为8.9±1.0MPa，断裂伸长率为817.3±106.4％，弹性模量为53.8±2.1；在不同温度下形成的陶瓷弯曲强度分别为：700℃13.6±1.8MPa，800℃19.9±1.9MPa，900℃20.7±1.6MPa，1000℃5.5±1.0MPa。
实施例18
先将乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂55份、叶腊石粉15份、有机改性蒙脱土5份、磷酸铝20份、导电填料碳纤维5份、抗氧剂四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯1份和增塑剂邻苯二甲酸二环己酯1份预混，然后放入螺杆挤出机在熔融温度170℃熔融挤出造粒即可。
所得材料的熔融指数为8.54±0.32g/10min，导电率为1.56×10-1S/cm。
实施例19
先将乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂55份、云母粉10份、有机改性蒙脱土5份、磷酸铝10份、磷酸锌5份、导电填料碳纤维10份、抗氧剂N,N'-二(β-萘基)对苯二胺1份和增塑剂邻苯二甲酸二环己酯1份预混，然后放入螺杆挤出机在熔融温度170℃熔融挤出造粒即可。
所得材料的熔融指数为10.12±0.74g/10min。
实施例20
先将乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂45份、埃洛石粉15份、有机改性蒙脱土5份、哌嗪改性聚磷酸铵10份、硼酸锌5份、导电填料碳纤维10份、抗氧剂β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯1份和增塑剂邻苯二甲酸二异丁酯2份预混，然后放入螺杆挤出机在熔融温度170℃熔融挤出造粒即可。
实施例21
先将乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂45份、海泡石粉10份、有机改性蒙脱土10份、二乙烯三胺改性聚磷酸铵10份、氧化锌10份、导电填料氧化石墨烯5份、抗氧剂β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯3份和增塑剂邻苯二甲酸二异丁酯1份预混，然后放入螺杆挤出机在熔融温度170℃熔融挤出造粒即可。
实施例22
先将乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂45份、透辉石粉15份、有机改性蒙脱土5份、羟乙基乙二胺改性聚磷酸铵5份、三氧化二硼15份、导电填料氧化石墨烯5份、抗氧剂β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯3份和增塑剂邻苯二甲酸二乙酯2份预混，然后放入螺杆挤出机在熔融温度170℃熔融挤出造粒即可。
所得材料的熔融指数为6.72±0.39g/10min。
实施例23
先将乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂40份、云母粉15份、有机改性蒙脱土5份、羟乙基乙二胺改性聚磷酸铵10份、三氧化二硼13份、导电填料碳纤维10份、抗氧剂N,N'-二(β-萘基)对苯二胺2份和增塑剂邻苯二甲酸二乙酯2份预混，然后放入螺杆挤出机在熔融温度170℃熔融挤出造粒即可。
实施例24
先将乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂40份、海泡石粉20份、有机改性蒙脱土3份、磷酸铝5份、磷酸锌5份、三氧化二硼10份、导电填料碳纤维15份、抗氧剂N,N'-二(β-萘基)对苯二胺2份和增塑剂邻苯二甲酸二乙酯2份预混，然后放入螺杆挤出机在熔融温度170℃熔融挤出造粒即可。
实施例25
先将乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂40份、叶腊石粉12份、有机改性蒙脱土10份、磷酸铝10份、磷酸锌5份、三氧化二硼5份、导电填料氧化石墨20份、抗氧剂N,N'-二(β-萘基)对苯二胺2份和增塑剂邻苯二甲酸二环己酯3份预混，然后放入螺杆挤出机在熔融温度170℃熔融挤出造粒即可。
所得材料的熔融指数为10.57±0.89g/10min，拉伸强度为6.8±0.9MPa，断裂伸长率为903.7±97.6％，弹性模量为52.6±1.4。
实施例26
先将乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂40份、透辉石粉15份、有机改性蒙脱土5份、磷酸铝5份、磷酸锌5份、硼酸锌13份、导电填料碳纳米管5份、抗氧剂N,N'-二(β-萘基)对苯二胺2份和增塑剂邻苯二甲酸二环己酯3份预混，然后放入螺杆挤出机在熔融温度170℃熔融挤出造粒即可。
实施例27
先将乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂40份、云母粉18份、有机改性蒙脱土5份、磷酸铝10份、磷酸锌5份、硼酸锌8份、导电填料碳纳米管10份、抗氧剂N,N'-二(β-萘基)对苯二胺2份和增塑剂邻苯二甲酸二丁酯2份预混，然后放入螺杆挤出机在熔融温度170℃熔融挤出造粒即可。
所得材料的熔融指数为8.96±0.65g/10min，导电率为4.76×10-2S/cm。
实施例28
先将热塑性聚氨酯弹性体55份、云母粉17份、有机改性蒙脱土5份、二乙烯三胺改性聚磷酸铵12份、硼酸锌10份、导电填料石墨烯5份、抗氧剂β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯2份和增塑剂邻苯二甲酸二异丁酯2份预混，然后放入螺杆挤出机在熔融温度170℃熔融挤出造粒即可。
所得材料的熔融指数为9.76±0.53g/10min，拉伸强度为7.9±1.3MPa，断裂伸长率为875.6±96.3％，弹性模量为54.6±3.4，导电率为7.04×10-2S/cm；在不同温度下形成的陶瓷弯曲强度分别为：700℃3.8±2.1MPa，800℃7.3±1.3MPa，900℃11.0±2.2MPa，1000℃9.0±1.3MPa。
实施例29
先将热塑性聚氨酯弹性体45份、透辉石粉18份、有机改性蒙脱土5份、低熔点玻璃粉15份、硼酸锌5份、导电填料碳纤维15份、抗氧剂N,N'-二(β-萘基)对苯二胺1份和增塑剂邻苯二甲酸二乙酯1份预混，然后放入螺杆挤出机在熔融温度170℃熔融挤出造粒即可。
所得材料的熔融指数为10.38±0.35g/10min。
实施例30
先将热塑性聚氨酯弹性体35份、海泡石粉10份、有机改性蒙脱土10份、低熔点玻璃粉10份、磷酸铝5份、硼酸锌5份、导电填料氧化石墨20份、抗氧剂N,N'-二(β-萘基)对苯二胺2份和增塑剂苯二甲酸二(2-乙基己)酯3份预混，然后放入螺杆挤出机在熔融温度170℃熔融挤出造粒即可。
所得材料的熔融指数为7.68±0.38g/10min。
实施例31
先将线性低密度聚乙烯55份、云母粉17份、有机改性蒙脱土5份、羟乙基乙二胺改性聚磷酸铵10份、硼酸锌10份、导电填料氧化石墨烯10份、抗氧剂β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯2份和增塑剂邻苯二甲酸二异丁酯2份预混，然后放入螺杆挤出机在熔融温度170℃熔融挤出造粒即可。
实施例32
先将线性低密度聚乙烯45份、海泡石粉15份、有机改性蒙脱土5份、低熔点玻璃粉10份、二乙烯三胺改性聚磷酸铵5份、硼酸锌5份、导电填料氧化石墨烯10份、抗氧剂N,N'-二(β-萘基)对苯二胺2份和增塑剂邻苯二甲酸二乙酯2份预混，然后放入螺杆挤出机在熔融温度170℃熔融挤出造粒即可。
所得材料的熔融指数为10.04±0.56g/10min。
实施例33
先将线性低密度聚乙烯15份、热塑性聚氨酯弹性体30份、云母粉15份、有机改性蒙脱土5份、低熔点玻璃粉10份、聚磷酸铵8份、硼酸锌5份、导电填料碳纤维15份、抗氧剂β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯2份和增塑剂邻苯二甲酸二乙酯2份预混，然后放入螺杆挤出机在熔融温度170℃熔融挤出造粒即可。
所得材料的熔融指数为13.26±0.77g/10min。
实施例34
先将线性低密度聚乙烯20份、热塑性聚氨酯弹性体25份、透辉石粉10份、有机改性蒙脱土10份、低熔点玻璃粉15份、磷酸铝5份、硼酸锌3份、导电填料碳纳米管10份、抗氧剂β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯1份和增塑剂邻苯二甲酸二乙酯2份预混，然后放入螺杆挤出机在熔融温度170℃熔融挤出造粒即可。
所得材料的熔融指数为13.40±0.92g/10min。
实施例35
先将线性低密度聚乙烯15份、热塑性聚氨酯弹性体30份、云母粉15份、有机改性蒙脱土5份、低熔点玻璃粉10份、聚磷酸铵8份、硼酸锌5份、导电填料氧化石墨烯10份、抗氧剂N,N'-二(β-萘基)对苯二胺2份和增塑剂邻苯二甲酸二乙酯2份预混，然后放入螺杆挤出机在熔融温度170℃熔融挤出造粒即可。
所得材料的熔融指数为11.75±0.68g/10min；在不同温度下形成的陶瓷弯曲强度分别为：700℃20.5±2.2MPa，800℃20.5±2.5MPa，900℃21.1±5.7MPa，1000℃4.8±2.2MPa。
实施例36
先将线性低密度聚乙烯25份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂20份、叶腊石粉15份、有机改性蒙脱土8份、低熔点玻璃粉10份、磷酸锌5份、氧化锌5份、导电填料石墨烯5份、抗氧剂β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯2份和增塑剂邻苯二甲酸二乙酯2份预混，然后放入螺杆挤出机在熔融温度170℃熔融挤出造粒即可。
所得材料的熔融指数为12.52±0.72g/10min。
实施例37
先将线性低密度聚乙烯35份、海泡石粉20份、有机改性蒙脱土3份、低熔点玻璃粉10份、磷酸铝5份、磷酸锌5份、导电填料碳纤维20份、抗氧剂β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯2份和增塑剂邻苯二甲酸二乙酯2份预混，然后放入螺杆挤出机在熔融温度170℃熔融挤出造粒即可。
所得材料的熔融指数为14.21±0.66g/10min，拉伸强度为6.9±0.9MPa，断裂伸长率为678.4±66.1％，弹性模量为59.4±6.6。
实施例38
先将热塑性聚氨酯弹性体17.5份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂17.5份、云母粉17份、有机改性蒙脱土5份、低软化点玻璃粉23份、导电填料氧化石墨15份、抗氧剂N,N'-二(β-萘基)对苯二胺2份和增塑剂邻苯二甲酸二环己酯1份预混，然后放入螺杆挤出机在熔融温度170℃熔融挤出造粒即可。
实施例39
先将热塑性聚氨酯弹性体15份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂20份、埃洛石粉20份、有机改性蒙脱土3份、低软化点玻璃粉23份、导电填料碳纤维15份、抗氧剂β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯2份和增塑剂邻苯二甲酸二异丁酯2份预混，然后放入螺杆挤出机在熔融温度170℃熔融挤出造粒即可。
所得材料的导电率为4.55S/cm。
实施例40
先将热塑性聚氨酯弹性体20份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂15份、透辉石粉10份、有机改性蒙脱土13份、低熔点玻璃粉10份、二乙烯三胺改性聚磷酸铵5份、硼酸锌5份、导电填料碳纳米管10份、抗氧剂β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯1份和增塑剂邻苯二甲酸二环己酯3份预混，然后放入螺杆挤出机在熔融温度170℃熔融挤出造粒即可。
所得材料的熔融指数为13.56±0.82g/10min，导电率为4.68S/cm。
对比例1
先将硅橡胶50份、云母粉17份、有机改性蒙脱土5份、二乙烯三胺改性聚磷酸铵12份、硼酸锌10份、导电填料石墨烯5份、抗氧剂N,N'-二(β-萘基)对苯二胺2份和增塑剂邻苯二甲酸二乙酯2份加入密炼机中在170℃进行共混，再加入交联剂过氧化二异丙苯1份进行交联后取出待用。
所得材料的熔融指数为2.53±0.5g/10min，拉伸强度为5.9±0.5MPa，断裂伸长率为203.7±47.6％，弹性模量为72.6±3.1，导电率为7.56×10-10S/cm；在不同温度下形成的陶瓷弯曲强度分别为：700℃1.8±0.7MPa，800℃2.6±0.3MPa，900℃4.5±1.2MPa，1000℃5.0±1.7MPa。
对比例2
先将硅橡胶25份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂25份、云母粉17份、有机改性蒙脱土5份、低熔点玻璃粉23份、导电填料石墨烯5份、抗氧剂N,N'-二(β-萘基)对苯二胺2份和增塑剂邻苯二甲酸二乙酯2份加入密炼机中在170℃进行共混，再加入交联剂过氧化二异丙苯1份进行交联后取出待用。
所得材料的熔融指数为3.24±0.3g/10min，拉伸强度为3.8±0.4MPa，断裂伸长率为107.5±35.9％，弹性模量为92.6±2.7，导电率为8.42×10-9S/cm；在不同温度下形成的陶瓷弯曲强度分别为：700℃0MPa，800℃0MPa，900℃0MPa，1000℃3.2±0.5MPa。
对比例3
先将硅橡胶45份、云母粉17份、有机改性蒙脱土5份、聚磷酸铵12份、硼酸锌10份、导电填料碳纤维15份、抗氧剂N,N'-二(β-萘基)对苯二胺2份和增塑剂邻苯二甲酸二乙酯2份加入密炼机中在170℃进行共混，再加入交联剂过氧化二异丙苯1份进行交联后取出待用。
所得材料的熔融指数为2.06±0.2g/10min，拉伸强度为4.2±0.5MPa，断裂伸长率为158.6±57.3％，弹性模量为83.9±4.2，导电率为6.51×10-10S/cm；在不同温度下形成的陶瓷弯曲强度分别为：700℃1.9±0.4MPa，800℃3.7±0.6MPa，900℃2.9±0.5MPa，1000℃4.9±0.6MPa。
对比例4
先将硅橡胶25份、热塑性聚氨酯弹性体25份、云母粉17份、有机改性蒙脱土5份、低熔点玻璃粉23份、导电填料碳纤维15份、抗氧剂N,N'-二(β-萘基)对苯二胺2份和增塑剂邻苯二甲酸二乙酯2份加入密炼机中在170℃进行共混，再加入交联剂过氧化二异丙苯1份进行交联后取出待用。
所得材料的熔融指数为1.74±0.3g/10min，拉伸强度为2.0±0.1MPa，断裂伸长率为100.9±32.6％，弹性模量为97.3±2.4，导电率为5.48×10-11S/cm；在不同温度下形成的陶瓷弯曲强度分别为：700℃0MPa，800℃0MPa，900℃0MPa，1000℃4.5±0.9MPa。

Claims (10)

1.一种可陶瓷化电磁屏蔽高分子复合材料，该复合材料按重量份计,包括如下组分经熔融共混挤出而成：
2.根据权利要求1所述的可陶瓷化电磁屏蔽高分子复合材料，该复合材料中所述的聚烯烃类树脂或热塑性聚氨酯弹性体为聚氧化乙烯、线性低密度聚乙烯、聚苯乙烯、乙烯-辛烯共聚树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂和热塑性聚氨酯弹性体中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的可陶瓷化电磁屏蔽高分子复合材料，该复合材料中所述的成瓷填料为硅酸盐矿物填料中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的可陶瓷化电磁屏蔽高分子复合材料，该复合材料中所述的成瓷填料为云母、海泡石、透辉石、埃洛石、叶腊石、蒙脱土和有机改性蒙脱土。
5.根据权利要求1或2所述的可陶瓷化电磁屏蔽高分子复合材料，该复合材料中所述的助熔剂为低熔点玻璃粉、三氧化二硼、磷酸铝、磷酸锌、氧化镍、氧化锌、氧化钼、聚磷酸铵、哌嗪改性聚磷酸铵、乙二胺改性聚磷酸铵、二乙烯三胺改性聚磷酸铵、羟乙基乙二胺改性聚磷酸铵和硼酸锌中的至少一种。
6.根据权利要求3所述的可陶瓷化电磁屏蔽高分子复合材料，该复合材料中所述的助熔剂为低熔点玻璃粉、三氧化二硼、磷酸铝、磷酸锌、氧化镍、氧化锌、氧化钼、聚磷酸铵、哌嗪改性聚磷酸铵、乙二胺改性聚磷酸铵、二乙烯三胺改性聚磷酸铵、羟乙基乙二胺改性聚磷酸铵和硼酸锌中的至少一种。
7.根据权利要求1或2所述的可陶瓷化电磁屏蔽高分子复合材料，该复合材料中所述的导电填料为氧化石墨、氧化石墨烯、石墨烯、碳纳米管和碳纤维中的至少一种。
8.根据权利要求3所述的可陶瓷化电磁屏蔽高分子复合材料，该复合材料中所述的导电填料为氧化石墨、氧化石墨烯、石墨烯、碳纳米管和碳纤维中的至少一种。
9.根据权利要求6所述的可陶瓷化电磁屏蔽高分子复合材料，该复合材料中所述的导电填料为氧化石墨、氧化石墨烯、石墨烯、碳纳米管和碳纤维中的至少一种。
10.一种权利要求1所述的可陶瓷化电磁屏蔽高分子复合材料的应用是作为抗电磁干扰电子设备、飞行器的外壳材料。
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