CN111363337B - 一种电磁屏蔽pc/abs合金材料 - Google Patents

一种电磁屏蔽pc/abs合金材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电磁屏蔽PC/ABS合金材料，包括以下重量份的原料：PC树脂55~70份、ABS树脂18~40份、秸秆生物炭材料5~15份、相容增韧剂6~10份、抗氧剂0.2~0.8份、润滑剂0.3~1.0份。与现有技术相比，本发明制备了秸秆生物炭材料，具有特殊的三维多孔结构，多重极化和散射，界面极化以及阻抗匹配性，能够实现对电磁波的高效吸收。将该秸秆生物炭材料应用于PC/ABS合金材料，将PC/ABS合金材料应用于家用电器领域能够有效减少电磁辐射，减少电磁污染，确保人体健康。

Description

一种电磁屏蔽PC/ABS合金材料
技术领域
本发明属于合金塑料领域，具体涉及一种电磁屏蔽PC/ABS合金材料。
背景技术
在科技发展过程中着生活水平的不断提高电磁波的应用范围也得到了不断地拓展，电磁波无处不在。随电子、品在日常生活中得到了广泛应用，促使人们生活更加便捷，有效改善了生活质量电气产。此外因电子、电气及通信设备开始向密集化、化方向不断发展，致使有限空间中的电磁环境急剧恶化，并且还出现系列社会问题高频，对生态环境造成了恶劣的影响，诸如电磁干扰等电磁辐射的存在往往会对人类健康构成极大威肋。
人体对环境中的电磁辐射强度有着一定的要求，当环境中电磁辐射强度超出限度值的情况下，则人体健康将会受到威胁。电磁辐射对人体的危害包括有：（1）热效应。由于人体中水分占比超过了70%，在电磁辐射作用之下，水分子将会不断吸收能量，水分子之间摩擦加剧，体温将会逐步升高，人体机能将会受到影响；（2）非热效应。即当环境中磁场强度尚且不能引发组织温度发生变化的情况下，人体内仍旧会产生系列生理效应；（3）累积效应。在上述两种作用产生之后，人体尚未完成自我修复，电磁波辐射仍在继续，为此，伤害将会累积，转变为永久性病态，构成生命威肋。为此，如果人们长期受到电磁波辐射，不管频率大小，均有可能引发病变，为此，必须要引起关注。有研究机构就家电电磁辐射予以检测，发现电脑、微波炉、电冰箱、吸尘器、剃须刀、洗衣机等家电就存在一定程度的电磁辐射。目前，家电领域常采用PC/ABS合金材料。PC/ABS合金材料是由聚碳酸酯（Polycarbonate）和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）合并而成的热可塑性塑胶，结合了两种材料的优异特性，ABS材料的成型性和PC的机械性、冲击强度和耐温、抗紫外线（UV）等性质。因此，为保证人类健康、维护生态环境，必须要针对电磁波进行有效屏蔽，研究电磁屏蔽PC/ABS合金材料的研制十分重要。
电磁屏蔽机理分为反射损耗、吸收损耗和多次反射损耗。其中，反射屏蔽是利用屏蔽体将电磁波反射回去，从而避免电磁波对被保护区域的影响。该屏蔽方法只能阻隔电磁波，对电磁波的能量损耗较小。吸收损耗则是允许电磁波进入屏蔽材料内部，大部分电磁波能量被损耗。
现有技术的电磁屏蔽材料主要分为4类：
（1）金属良导体类电磁屏蔽材料：金属和金属氧化物由于磁损耗大，因此具有很强的电磁屏蔽性能，而它们的密度高并且易于氧化，不能满足当前“轻量化”的要求。同时，优异的电导率会导致涡流损耗，这可能不利于微波吸收。
（2）磁介质类电磁屏蔽材料：磁性材料是一种具有双损耗机制（介电损耗和磁损耗）的电磁屏蔽材料。近年来，磁性材料已越来越多地用于电磁屏蔽领域。但是，会有Snoek定律的限制，这会在电磁波的作用下对屏蔽产生不利影响。
（3）导电聚合物类电磁屏蔽材料：聚合物材料制备复杂，并且单一材料没有显示出优异的屏蔽性能。
（4）碳材料（碳纳米管，碳纤维和石墨烯）：碳材料重量轻，导电性好，易于获得，因此在电磁屏蔽领域得到了广泛的应用。
现有技术中报告的碳材料主要分为三类，分别是碳纳米管、碳纤维、石墨烯。碳纳米管、碳纤维、石墨烯有着相同的屏蔽机理-反射，即将电磁波反射回去，但反射出去的电磁波仍然可能引起第二次电磁污染。有研究表明反射系数高的原因主要是由于阻抗不匹配（即阻抗匹配差）；因此，在此基础上改善阻抗匹配有利于提高吸收系数。因此，本发明从改善炭材料阻抗匹配的角度出发，对碳材料进行研究，开发出能够应用于PC/ABS合金材料的碳材料，来有效改善PC/ABS合金材料的电磁屏蔽性能。
发明内容
鉴于上述现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种电磁屏蔽PC/ABS合金材料，有效解决家用电器外壳的电磁屏蔽性能。
为实现上述目的，本发明提供了一种电磁屏蔽PC/ABS合金材料，包括以下原料：PC树脂、ABS树脂、秸秆生物炭材料、相容增韧剂、抗氧剂、润滑剂。
现有技术中，碳纳米管、石墨烯等炭材料，重量轻，导电性好，易于获得，因此在电磁屏蔽领域得到了广泛的应用。但是，优异的导电性将导致阻抗失配和涡流损耗。使得电磁波不能进入吸收材料的内部。因此，其电磁屏蔽机理主要是反射电磁波而不是被吸收；将电磁波反射回去，反射出去的电磁波仍然可能引起第二次电磁污染。
本发明的秸秆生物炭材料具有特定比表面积和大量微孔。大量的多孔结构将有利于秸秆生物炭材料中微波的多次反射和散射，能够有效吸收电磁波。将本发明的秸秆生物炭材料加入到本发明的PC/ABS合金材料中能够有效实现对电磁波的屏蔽。
本发明还提供了一种技术方案，一种电磁屏蔽PC/ABS合金材料，包括以下原料：PC树脂55~70份、ABS树脂18~40份、秸秆生物炭材料5~15份、相容增韧剂6~10份、抗氧剂0.2~0.8份、润滑剂0.3~1.0份。
优选的，所述相容增韧剂为硅丙烯酸酯类增韧剂、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物类增韧剂、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物增韧剂中的一种。
PC/ABS合金材料需要具备一定的电磁屏蔽特性，必须在PC/ABS复合材料中添加一定量的电磁屏蔽材料。这些电磁屏蔽材料容易破坏PC/ABS合金材料原有的部分相容结构，导致冲击强度大幅下降，材料呈现脆性断裂。本发明选用合适的相容增韧剂配合本发明的秸秆生物炭材料能够有效改善PC/ABS合金材料的力学性能。
优选的，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂BHT中的一种。
优选的，所述润滑剂为固体石蜡、脂肪酸酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌、季戊四醇硬脂酸酯中的一种或两种以上的混合。
优选的，所述秸秆生物炭材料的制备方法，包括如下步骤：
S1 将小麦秸秆洗净、干燥、粉碎，无氧条件下高温煅烧，冷却后得到黑色粉末；将黑色粉末加入到氢氟酸中搅拌混合均匀，过滤、洗涤至中性得到滤渣；
S2 将步骤S1滤渣加入到碱液中搅拌混合均匀，过滤、干燥，得到碱处理后的滤渣；
S3 将步骤S2得到的滤渣在无氧条件下高温活化，过滤后得到的滤渣用盐酸洗涤，接着水洗涤至中性，干燥后即得秸秆生物炭材料。
优选的，所述步骤S1的无氧条件下高温煅烧为：在氩气氛围下以10~20℃/min的速率升温至300~500℃，并于300~500℃煅烧0.5~2 h。
优选的，所述步骤S3的无氧条件下高温活化为：在氩气氛围下以10~20℃/min的速率升温至600~900℃，并于600~900℃下保持1~3 h。
优选的，所述碱液为10~15 mol/L的KOH水溶液或10~15 mol/L的NaOH水溶液。
进一步优选的，所述秸秆生物炭材料的制备方法为：将小麦秸秆洗净、干燥、粉碎，在氩气氛围下以10~20℃/min的速率升温至300~500℃，并于300~500℃煅烧0.5~2 h，冷却至室温，得到黑色粉末；按质量比1：（8~15）将黑色粉末加入到氢氟酸中搅拌混合1~3 h，用孔径3~4 μm的砂芯漏斗过滤，得到的滤渣用去离子水洗涤至洗出液的pH为7；接着按质量比1：（8~15）将洗涤后的滤渣加入到10~15 mol/L的KOH水溶液中搅拌混合8~20小时，用孔径3~4 μm的砂芯漏斗过滤，得到的滤渣在60℃下干燥12 h；接着将滤渣在氩气氛围下以10~20℃/min的速率升温至600~900℃，并于600~900℃下活化1~3 h，用孔径3~4 μm的砂芯漏斗过滤，得到的滤渣用0.5~2 mol/L的盐酸洗涤1~3次，接着用去离子水洗涤至洗出液的pH为7，得到的滤渣在50~70℃下干燥8~20 h，即得。
更优选的，所述秸秆生物炭材料为改性秸秆生物炭材料，其制备方法包括如下步骤：
S1 将小麦秸秆洗净、干燥、粉碎，在氩气氛围下以10~20℃/min的速率升温至300~500℃，并于300~500℃煅烧0.5~2 h，冷却至室温，得到黑色粉末；按质量比1：（8~15）将黑色粉末加入到氢氟酸中搅拌混合1~3 h，用孔径3~4 μm的砂芯漏斗过滤，得到的滤渣用去离子水洗涤至洗出液的pH为7；接着按质量比1：（8~15）将洗涤后的滤渣加入到10~15 mol/L的KOH水溶液中搅拌混合8~20小时，用孔径3~4 μm的砂芯漏斗过滤，得到的滤渣在60℃下干燥12 h；接着将滤渣在氩气氛围下以10~20℃/min的速率升温至600~900℃，并于600~900℃下保持1~3 h，用孔径3~4 μm的砂芯漏斗过滤，得到的滤渣用0.5~2 mol/L的盐酸洗涤1~3次，接着用去离子水洗涤至洗出液的pH为7，得到的滤渣在50~70℃下干燥8~20 h，即得三维多孔秸秆生物炭材料；
S2 将10 mg 三维多孔秸秆生物炭材料、0.001~0.003 mol三乙酰丙酮铁、0.001~0.003 mol钛酸四丁酯、5~15 mL油酸和5~15 mL烯丙胺混合，在氮气氛围、110~120℃、400~800 rpm下搅拌1~3 h；接着将溶液加热至210~230℃，在氮气氛围、210~230℃、400~800 rpm下搅拌20~40 min；接着将溶液加热至280~320℃，在氮气氛围、280~320℃、400~800 rpm下搅拌20~40 min；溶液冷却至室温后，用孔径3~4μm的砂芯漏斗过滤，得到的滤渣用己烷洗涤1~3次，接着用异丙醇洗涤1~3次；最后得到滤渣在氮气氛围、550~650℃下煅烧0.5~2 h，即得所述改性秸秆生物炭材料。
本发明通过将铁纳米颗粒、二氧化钛纳米颗粒对秸秆生物炭材料复合改性，通过磁偶极的共振和偏移来进一步实现秸秆生物炭材料对外来电磁波的涡流损耗、磁滞损耗，来提升PC/ABS合金塑料的电磁屏蔽效果。相比采用单一秸秆生物炭材料作为电磁屏蔽材料，用金属系屏蔽材料与秸秆生物炭材料复合，共同协同作用，给材料提供1+1＞2的综合性能。
本发明还公开了上述电磁屏蔽PC/ABS合金材料的制备方法：将PC树脂在110~130℃下干燥2~5 h，将ABS树脂在70~90℃下干燥3~5 h，按重量份称取各原料混合均匀，在230~250℃条件下在双螺杆挤出机中挤出造粒，并于90~110℃下干燥5~12 h后即得所述电磁屏蔽PC/ABS合金材料。
本发明的有益效果：
本发明采用秸秆生物炭材料具有较大的比表面积和大量微孔，有利于秸秆生物炭材料中微波的多次反射和散射，能够有效吸收电磁波。相比碳纳米管、石墨烯对电磁波的反射屏蔽，本发明的秸秆生物炭材料的阻抗匹配，对电磁波的吸收系数更好；制备得到的PC/ABS合金材料的电磁屏蔽性能更好，应用家电领域的外壳用材料能够有效减少电磁污染，同时也能够避免电器间的电磁波的相互干扰。
具体实施方式
本发明实施例中各物质的具体参数如下：
所述PC树脂，牌号：1300-15，熔体质量流动速率（MFR，300℃，1.2 kg）为10 g/10min，LG公司。
所述ABS树脂，牌号：PA-746，熔体质量流动速率（220℃×10kg，ASTM D-1238）为34g/10 min，台湾奇美。
碳纳米管，阵列型，牌号：LUCAN BT1003M，平均直径12 nm，长度10~70 μm，比表面积185 m2/g，LG化学。
三乙酰丙酮铁，CAS号：14024-18-1。
对照例1
一种电磁屏蔽PC/ABS合金材料，由以下重量份的原料组成：PC树脂58.3份、ABS树脂25份、碳纳米管8份、相容增韧剂8份、抗氧剂0.3份、润滑剂0.4份。将PC树脂在125℃下干燥3.5 h，将ABS树脂在80℃下干燥4 h，将PC树脂58.3份、ABS树脂25份、碳纳米管8份、相容增韧剂8份、抗氧剂0.3份、润滑剂0.4份混合，在240℃条件下在双螺杆挤出机中挤出造粒，并于100℃下干燥8 h后即得所述电磁屏蔽PC/ABS合金材料。
所述相容增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物类增韧剂，牌号：EXL－2620，陶氏化学。
所述抗氧剂为抗氧剂1010，全称四（3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸）季戊四醇酯，CAS号：6683-19-8。
所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯，CAS号：115-83-3。
实施例1
一种电磁屏蔽PC/ABS合金材料，由以下重量份的原料组成：PC树脂58.3份、ABS树脂25份、秸秆生物炭材料8份、相容增韧剂8份、抗氧剂0.3份、润滑剂0.4份。将PC树脂在125℃下干燥3.5 h，将ABS树脂在80℃下干燥4 h，将PC树脂58.3份、ABS树脂25份、改性秸秆生物炭材料8份、相容增韧剂8份、抗氧剂0.3份、润滑剂0.4份混合，在240℃条件下在双螺杆挤出机中挤出造粒，并于100℃下干燥8 h后即得所述电磁屏蔽PC/ABS合金材料。
所述相容增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物类增韧剂，牌号：EXL-2620，陶氏化学。
所述抗氧剂为抗氧剂1010，全称四（3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸）季戊四醇酯，CAS号：6683-19-8。
所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯，CAS号：115-83-3。
所述秸秆生物炭材料的制备方法为：用去离子水将小麦秸秆清洗干净，在60℃下干燥18 h，将干燥后的小麦秸秆用粉碎机粉碎至1~2cm的小片，然后放入管式炉中在氩氛围围下以20℃/min的速率升温至400℃，并于400℃煅烧1 h，然后冷却至室温，得到黑色粉末；按质量比1：10将黑色粉末加入到氢氟酸中搅拌混合2 h，用孔径3~4 μm的砂芯漏斗过滤，得到的滤渣用去离子水洗涤至洗出液的pH为7；接着按质量比1：10将滤渣加入到12 mol/L的KOH水溶液中搅拌混合12小时，用孔径3~4μm的砂芯漏斗过滤，得到的滤渣在60℃下干燥12h；接着将滤渣放入管式炉中并在氩气氛围下以20℃/min的速率升温至900℃，并于900℃保持2 h，用孔径3~4μm的砂芯漏斗过滤，得到的滤渣用1 mol/L的盐酸洗涤3次，接着用去离子水洗涤至洗出液的pH为7，得到的滤渣在60℃下干燥12 h，即得秸秆生物炭材料。
实施例2
一种电磁屏蔽PC/ABS合金材料，由以下重量份的原料组成：PC树脂58.3份、ABS树脂25份、改性秸秆生物炭材料8份、相容增韧剂8份、抗氧剂0.3份、润滑剂0.4份。将PC树脂在125℃下干燥3.5 h，将ABS树脂在80℃下干燥4 h，将PC树脂58.3份、ABS树脂25份、改性秸秆生物炭材料8份、相容增韧剂8份、抗氧剂0.3份、润滑剂0.4份混合，在240℃条件下在双螺杆挤出机中挤出造粒，并于100℃下干燥8 h后即得所述电磁屏蔽PC/ABS合金材料。
所述相容增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物类增韧剂，牌号：EXL－2620，陶氏化学。
所述抗氧剂为抗氧剂1010，全称四（3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸）季戊四醇酯，CAS号：6683-19-8。
所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯，CAS号：115-83-3。
所述改性秸秆生物炭材料的制备方法如下：
S1 用去离子水将小麦秸秆清洗干净，在60℃下干燥18 h，将干燥后的小麦秸秆用粉碎机粉碎至1~2cm的小片，然后放入管式炉中在氩氛围围下以20℃/min的速率升温至400℃，并于400℃煅烧1 h，然后冷却至室温，得到黑色粉末；按质量比1：10将黑色粉末加入到氢氟酸中搅拌混合2 h，用孔径3~4 μm的砂芯漏斗过滤，得到的滤渣用去离子水洗涤至洗出液的pH为7；接着按质量比1：10将滤渣加入到12 mol/L的KOH水溶液中搅拌混合12小时，用孔径3~4μm的砂芯漏斗过滤，得到的滤渣在60℃下干燥12 h；接着将滤渣放入管式炉中并在氩气氛围下以20℃/min的速率升温至900℃，并于900℃保持2 h，用孔径3~4μm的砂芯漏斗过滤，得到的滤渣用1 mol/L的盐酸洗涤3次，接着用去离子水洗涤至洗出液的pH为7，得到的滤渣在60℃下干燥12 h，即得三维多孔秸秆生物炭材料；
S2 将10 mg 三维多孔秸秆生物炭材料、0.693 g钛酸四丁酯、10 mL油酸、10 mL烯丙胺中在氮气氛围、120℃、600 rpm下搅拌2 h；接着将溶液加热至220℃，在氮气氛围、220℃、400 rpm下搅拌30 min；接着将溶液加热至300℃，在氮气氛围、300℃、400 rpm下搅拌30min；溶液冷却至室温后，用孔径3~4μm的砂芯漏斗过滤，得到的滤渣用己烷洗涤3次，接着用异丙醇洗涤3次；最后得到滤渣在氮气氛围、600℃下煅烧1 h，即得所述改性秸秆生物炭材料。
实施例3
一种电磁屏蔽PC/ABS合金材料，由以下重量份的原料组成：PC树脂58.3份、ABS树脂25份、改性秸秆生物炭材料8份、相容增韧剂8份、抗氧剂0.3份、润滑剂0.4份。将PC树脂在125℃下干燥3.5 h，将ABS树脂在80℃下干燥4 h，将PC树脂58.3份、ABS树脂25份、改性秸秆生物炭材料8份、相容增韧剂8份、抗氧剂0.3份、润滑剂0.4份混合，在240℃条件下在双螺杆挤出机中挤出造粒，并于100℃下干燥8 h后即得所述电磁屏蔽PC/ABS合金材料。
所述相容增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物类增韧剂，牌号：EXL-2620，陶氏化学。
所述抗氧剂为抗氧剂1010，全称四（3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸）季戊四醇酯，CAS号：6683-19-8。
所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯，CAS号：115-83-3。
所述改性秸秆生物炭材料的制备方法如下：
S1 用去离子水将小麦秸秆清洗干净，在60℃下干燥18 h，将干燥后的小麦秸秆用粉碎机粉碎至1~2cm的小片，然后放入管式炉中在氩氛围围下以20℃/min的速率升温至400℃，并于400℃煅烧1 h，然后冷却至室温，得到黑色粉末；按质量比1：10将黑色粉末加入到氢氟酸中搅拌混合2 h，用孔径3~4 μm的砂芯漏斗过滤，得到的滤渣用去离子水洗涤至洗出液的pH为7；接着按质量比1：10将滤渣加入到12 mol/L的KOH水溶液中搅拌混合12小时，用孔径3~4μm的砂芯漏斗过滤，得到的滤渣在60℃下干燥12 h；接着将滤渣放入管式炉中并在氩气氛围下以20℃/min的速率升温至900℃，并于900℃保持2 h，用孔径3~4μm的砂芯漏斗过滤，得到的滤渣用1 mol/L的盐酸洗涤3次，接着用去离子水洗涤至洗出液的pH为7，得到的滤渣在60℃下干燥12 h，即得三维多孔秸秆生物炭材料；
S2 将10 mg 三维多孔秸秆生物炭材料、0.396 g三乙酰丙酮铁、10 mL油酸、10 mL烯丙胺中在氮气氛围、120℃、600 rpm下搅拌2 h；接着将溶液加热至220℃，在氮气氛围、220℃、400 rpm下搅拌30 min；接着将溶液加热至300℃，在氮气氛围、300℃、400 rpm下搅拌30 min；溶液冷却至室温后，用孔径3~4μm的砂芯漏斗过滤，得到的滤渣用己烷洗涤3次，接着用异丙醇洗涤3次；最后得到滤渣在氮气氛围、600℃下煅烧1 h，即得所述改性秸秆生物炭材料。
实施例4
一种电磁屏蔽PC/ABS合金材料，由以下重量份的原料组成：PC树脂58.3份、ABS树脂25份、改性秸秆生物炭材料8份、相容增韧剂8份、抗氧剂0.3份、润滑剂0.4份。将PC树脂在125℃下干燥3.5 h，将ABS树脂在80℃下干燥4 h，将PC树脂58.3份、ABS树脂25份、改性秸秆生物炭材料8份、相容增韧剂8份、抗氧剂0.3份、润滑剂0.4份混合，在240℃条件下在双螺杆挤出机中挤出造粒，并于100℃下干燥8 h后即得所述电磁屏蔽PC/ABS合金材料。
所述相容增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物类增韧剂，牌号：EXL-2620，陶氏化学。
所述抗氧剂为抗氧剂1010，全称四（3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸）季戊四醇酯，CAS号：6683-19-8。
所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯，CAS号：115-83-3。
所述改性秸秆生物炭材料的制备方法如下：
S1 用去离子水将小麦秸秆清洗干净，在60℃下干燥18 h，将干燥后的小麦秸秆用粉碎机粉碎至1~2cm的小片，然后放入管式炉中在氩氛围围下以20℃/min的速率升温至400℃，并于400℃煅烧1 h，然后冷却至室温，得到黑色粉末；按质量比1：10将黑色粉末加入到氢氟酸中搅拌混合2 h，用孔径3~4 μm的砂芯漏斗过滤，得到的滤渣用去离子水洗涤至洗出液的pH为7；接着按质量比1：10将滤渣加入到12 mol/L的KOH水溶液中搅拌混合12小时，用孔径3~4μm的砂芯漏斗过滤，得到的滤渣在60℃下干燥12 h；接着将滤渣放入管式炉中并在氩气氛围下以20℃/min的速率升温至900℃，并于900℃保持2 h，用孔径3~4μm的砂芯漏斗过滤，得到的滤渣用1 mol/L的盐酸洗涤3次，接着用去离子水洗涤至洗出液的pH为7，得到的滤渣在60℃下干燥12 h，即得三维多孔秸秆生物炭材料；
S2 将10 mg 三维多孔秸秆生物炭材料、0.353 g三乙酰丙酮铁、0.340 g钛酸四丁酯、10 mL油酸、10 mL烯丙胺中在氮气氛围、120℃、600 rpm下搅拌2 h；接着将溶液加热至220℃，在氮气氛围、220℃、400 rpm下搅拌30 min；接着将溶液加热至300℃，在氮气氛围、300℃、400 rpm下搅拌30 min；溶液冷却至室温后，用孔径3~4μm的砂芯漏斗过滤，得到的滤渣用己烷洗涤3次，接着用异丙醇洗涤3次；最后得到滤渣在氮气氛围、600℃下煅烧1 h，即得所述改性秸秆生物炭材料。
实施例5
一种电磁屏蔽PC/ABS合金材料，由以下重量份的原料组成：PC树脂52.9份、ABS树脂30份、改性秸秆生物炭材料8份、相容增韧剂8份、抗氧剂0.5份、润滑剂0.6份。将PC树脂在125℃下干燥3.5 h，将ABS树脂在80℃下干燥4 h，将PC树脂52.9份、ABS树脂30份、改性秸秆生物炭材料8份、相容增韧剂8份、抗氧剂0.5份、润滑剂0.6份混合，在230℃条件下在双螺杆挤出机中挤出造粒，并于110℃下干燥8 h后即得所述电磁屏蔽PC/ABS合金材料。
所述相容增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物类增韧剂，牌号：EXL-2620，陶氏化学。
所述抗氧剂为抗氧剂1010，全称四（3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸）季戊四醇酯，CAS号：6683-19-8。
所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯，CAS号：115-83-3。
所述改性秸秆生物炭材料的制备方法如下：
S1 用去离子水将小麦秸秆清洗干净，在60℃下干燥18 h，将干燥后的小麦秸秆用粉碎机粉碎至1~2cm的小片，然后放入管式炉中在氩氛围围下以20℃/min的速率升温至400℃，并于400℃煅烧1 h，然后冷却至室温，得到黑色粉末；按质量比1：10将黑色粉末加入到氢氟酸中搅拌混合2 h，用孔径3~4 μm的砂芯漏斗过滤，得到的滤渣用去离子水洗涤至洗出液的pH为7；接着按质量比1：10将滤渣加入到12 mol/L的KOH水溶液中搅拌混合12小时，用孔径3~4μm的砂芯漏斗过滤，得到的滤渣在60℃下干燥12 h；接着将滤渣放入管式炉中并在氩气氛围下以20℃/min的速率升温至900℃，并于900℃保持2 h，用孔径3~4μm的砂芯漏斗过滤，得到的滤渣用1 mol/L的盐酸洗涤3次，接着用去离子水洗涤至洗出液的pH为7，得到的滤渣在60℃下干燥12 h，即得三维多孔秸秆生物炭材料；
S2 将10 mg 三维多孔秸秆生物炭材料、0.353 g三乙酰丙酮铁、0.340 g钛酸四丁酯、10 mL油酸、10 mL烯丙胺中在氮气氛围、120℃、600 rpm下搅拌2 h；接着将溶液加热至220℃，在氮气氛围、220℃、400 rpm下搅拌30 min；接着将溶液加热至300℃，在氮气氛围、300℃、400 rpm下搅拌30 min；溶液冷却至室温后，用孔径3~4μm的砂芯漏斗过滤，得到的滤渣用己烷洗涤3次，接着用异丙醇洗涤3次；最后得到滤渣在氮气氛围、600℃下煅烧1 h，即得所述改性秸秆生物炭材料。
实施例6
一种电磁屏蔽PC/ABS合金材料，由以下重量份的原料组成：PC树脂54.3份、ABS树脂22份、秸秆生物炭材料15份、相容增韧剂8份、抗氧剂0.2份、润滑剂0.5份。将PC树脂在125℃下干燥3.5 h，将ABS树脂在80℃下干燥4 h，将PC树脂54.3份、ABS树脂22份、改性秸秆生物炭材料15份、相容增韧剂8份、抗氧剂0.2份、润滑剂0.5份混合，在240℃条件下在双螺杆挤出机中挤出造粒，并于100℃下干燥8 h后即得所述电磁屏蔽PC/ABS合金材料。
所述相容增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物类增韧剂，牌号：EXL-2620，陶氏化学。
所述抗氧剂为抗氧剂1010，全称四（3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸）季戊四醇酯，CAS号：6683-19-8。
所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯，CAS号：115-83-3。
所述秸秆生物炭材料的制备方法为：用去离子水将小麦秸秆清洗干净，在60℃下干燥18 h，将干燥后的小麦秸秆用粉碎机粉碎至1~2cm的小片，然后放入管式炉中在氩氛围围下以20℃/min的速率升温至400℃，并于400℃煅烧1 h，然后冷却至室温，得到黑色粉末；按质量比1：10将黑色粉末加入到氢氟酸中搅拌混合2 h，用孔径3~4 μm的砂芯漏斗过滤，得到的滤渣用去离子水洗涤至洗出液的pH为7；接着按质量比1：10将滤渣加入到12 mol/L的KOH水溶液中搅拌混合12小时，用孔径3~4μm的砂芯漏斗过滤，得到的滤渣在60℃下干燥12h；接着将滤渣放入管式炉中并在氩气氛围下以20℃/min的速率升温至600℃，并于600℃保持2 h，用孔径3~4μm的砂芯漏斗过滤，得到的滤渣用1 mol/L的盐酸洗涤3次，接着用去离子水洗涤至洗出液的pH为7，得到的滤渣在60℃下干燥12 h，即得秸秆生物炭材料。
测试例1
电磁屏蔽测试
按照同轴法，使用矢量网格分析仪（E8363B 安捷伦科技有限公司）测试实施例1~4与对比例1在40 Hz~110 MHz低频范围内的电磁屏蔽效能（EMI SE）。将实施例1~4及对照例1的PC/ABS合金材料颗粒注塑成型，尺寸为内径3 mm、外径7 mm、厚度2 mm的圆环形试样。
表1 电磁屏蔽测试结果
实施例 电磁屏蔽效能（dB）
对照例1 21
实施例1 49
实施例2 54
实施例3 59
实施例4 65
从表1可以看出，采用本发明的秸秆生物炭材料制备得到的PC/ABS合金材料的电磁屏蔽效能，远优于采用碳纳米管制备得到的PC/ABS合金材料的电磁屏蔽效能。其原因在于：本发明的秸秆生物炭材料具有特殊的三维多孔结构，多重极化和散射，界面极化以及阻抗匹配，能够有效吸收电磁波，允许电磁波进入屏蔽材料内部，大部分电磁波能量被损耗。
测试例2
力学性能测试
基于《GB/T 1040.2-2006 塑料 拉伸性能的测定 第2部分：模塑和挤塑塑料的实验条件》所作规定开展测试工作，从而实现对材料力学性能的了解。测试仪器为5566台式电子万能材料试验机。试样尺寸依规定中的要求注塑成型。
表2 缺口冲击强度测试
实施例 缺口冲击强度（J/m）
实施例1 98
实施例2 109
实施例3 112
实施例4 136
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种电磁屏蔽PC/ABS合金材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：PC树脂55～70份、ABS树脂18～40份、秸秆生物炭材料5～15份、相容增韧剂6～10份、抗氧剂0.2～0.8份、润滑剂0.3～1.0份；
所述秸秆生物炭材料的制备方法为：将小麦秸秆洗净、干燥、粉碎，在氩气氛围下以10～20℃/min的速率升温至300～500℃，并于300～500℃煅烧0.5～2h，冷却至室温，得到黑色粉末；按质量比1：(8～15)将黑色粉末加入到氢氟酸中搅拌混合1～3h，用孔径3～4μm的砂芯漏斗过滤，得到的滤渣用去离子水洗涤至洗出液的pH为7；接着按质量比1：(8～15)将洗涤后的滤渣加入到10～15mol/L的KOH水溶液中搅拌混合8～20小时，用孔径3～4μm的砂芯漏斗过滤，得到的滤渣在60℃下干燥12h；接着将滤渣在氩气氛围下以10～20℃/min的速率升温至600～900℃，并于600～900℃下活化1～3h，用孔径3～4μm的砂芯漏斗过滤，得到的滤渣用0.5～2mol/L的盐酸洗涤1～3次，接着用去离子水洗涤至洗出液的pH为7，得到的滤渣在50～70℃下干燥8～20h，即得。
2.如权利要求1所述的电磁屏蔽PC/ABS合金材料，其特征在于，所述秸秆生物炭材料为改性秸秆生物炭材料，其制备方法包括如下步骤：
S1将小麦秸秆洗净、干燥、粉碎，在氩气氛围下以10～20℃/min的速率升温至300～500℃，并于300～500℃煅烧0.5～2h，冷却至室温，得到黑色粉末；按质量比1：(8～15)将黑色粉末加入到氢氟酸中搅拌混合1～3h，用孔径3～4μm的砂芯漏斗过滤，得到的滤渣用去离子水洗涤至洗出液的pH为7；接着按质量比1：(8～15)将洗涤后的滤渣加入到10～15mol/L的KOH水溶液中搅拌混合8～20小时，用孔径3～4μm的砂芯漏斗过滤，得到的滤渣在60℃下干燥12h；接着将滤渣在氩气氛围下以10～20℃/min的速率升温至600～900℃，并于600～900℃下保持1～3h，用孔径3～4μm的砂芯漏斗过滤，得到的滤渣用0.5～2mol/L的盐酸洗涤1～3次，接着用去离子水洗涤至洗出液的pH为7，得到的滤渣在50～70℃下干燥8～20h，即得三维多孔秸秆生物炭材料；
S2将10mg三维多孔秸秆生物炭材料、0.001～0.003mol三乙酰丙酮铁、0.001～0.003mol钛酸四丁酯、5～15mL油酸和5～15mL烯丙胺混合，在氮气氛围、110～120℃、400～800rpm下搅拌1～3h；接着将溶液加热至210～230℃，在氮气氛围、210～230℃、400～800rpm下搅拌20～40min；接着将溶液加热至280～320℃，在氮气氛围、280～320℃、400～800rpm下搅拌20～40min；溶液冷却至室温后，用孔径3～4μm的砂芯漏斗过滤，得到的滤渣用己烷洗涤1～3次，接着用异丙醇洗涤1～3次；最后得到滤渣在氮气氛围、550～650℃下煅烧0.5～2h，即得所述改性秸秆生物炭材料。
3.如权利要求1所述的电磁屏蔽PC/ABS合金材料，其特征在于：所述相容增韧剂为硅丙烯酸酯类增韧剂、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物类增韧剂、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物增韧剂中的一种。
4.如权利要求1所述的电磁屏蔽PC/ABS合金材料，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂BHT中的一种。
5.如权利要求1所述的电磁屏蔽PC/ABS合金材料，其特征在于：所述润滑剂为固体石蜡、脂肪酸酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌、季戊四醇硬脂酸酯中的一种或两种以上的混合。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0387419A2 (en) * 1989-03-16 1990-09-19 Toyo Ink Manufacturing Co., Ltd. Resin composition
CN104419158A (zh) * 2013-08-29 2015-03-18 合肥杰事杰新材料股份有限公司 一种可用于电磁屏蔽的阻燃pc/abs合金材料及其制备方法
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CN108315016A (zh) * 2018-03-10 2018-07-24 湖南科技大学 一种用于重金属修复的多孔磁性腐植酸/生物炭颗粒及其制备方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0387419A2 (en) * 1989-03-16 1990-09-19 Toyo Ink Manufacturing Co., Ltd. Resin composition
CN104419158A (zh) * 2013-08-29 2015-03-18 合肥杰事杰新材料股份有限公司 一种可用于电磁屏蔽的阻燃pc/abs合金材料及其制备方法
CN104528688A (zh) * 2015-01-06 2015-04-22 常州大学 一种以稻壳为原材料制备多孔导电炭的方法
CN108250473A (zh) * 2018-01-19 2018-07-06 济南大学 一种石墨烯改性玉米秸秆芯复合电磁屏蔽薄膜及其制备方法
CN108315016A (zh) * 2018-03-10 2018-07-24 湖南科技大学 一种用于重金属修复的多孔磁性腐植酸/生物炭颗粒及其制备方法

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