一種導電復合材料的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及導電塑料領域，尤其涉及一種導電復合材料的制備方法。
【背景技術】
[0002]導電復合材料目前主要是指復合型導電高分子材料，具體是將聚合物與各種導電物質通過一定的復合方式構成。長期以來，高分子材料通常是作為絕緣材料在電氣工業、安裝工程、通訊工程等方面廣泛使用。普通高分子材料在加工和使用過程中，靜電現象十分嚴重，在某些情況下，不但會影響材料的使用性能，甚至還會造成危害，如降低感光膠片的使用性能；塑料包裝材料的靜電吸塵，降低了商品價值；易燃、易爆環境使用的各種塑料制品和電子產品，由于靜電引起的火花爆炸及燃燒。所有這些都應該采用導電復合材料，以提高材料的靜電能力。
[0003]復合型導電高分子材料是將聚合物與各種導電性物質通過一定的復合方法構成，它包括導電塑料、導電橡膠、導電涂料、導電纖維和導電膠粘劑等。由于電子、通訊、信息技術的迅速發展，無限電射頻干擾(信號干擾)不可避免，對屏蔽和隱身材料提出了更高的要求。鐵氧體具有吸收電磁波的特性，但其加工工藝限制了它的應用，如果把鐵氧體粉末與樹脂復合物則可用熱壓方法制成各種形狀的屏蔽零件或用涂敷的方法制成表面吸收涂層以滿足需要。復合導電塑料還大量用作高壓電纜的內、外部的半導體層，以及低壓電纜的外部半導體層。導電橡膠氣密性好，經常用于密封材料。另外，導電橡膠在電子和電真空技術中經常用到，它可以克服由于錫焊造成的缺點，具有一定的強度和導電性。
[0004]表面導電膜形成法，可以用導電涂料蒸鍍金屬或金屬氧化物膜，也可以采用金屬熱噴涂、濕法鍍層等形成表面導電膜。例如，聚酯薄膜上蒸鍍金、鉑或氧化銦等制成透明的導電性薄膜。導電填料分散法:是目前生產導電高分子材料的主要方法，可用于制造各種導電高分子材料。導電材料過去常用碳黑，現在多采用碳纖維、石墨纖維、金屬粉、金屬纖維及碎片、鍍金屬的玻璃纖維及其他各種新型導電材料。導電材料層積復合法:是將碳纖維氈、金屬絲、片、帶等導電層與塑料基體層疊壓在一起制成的導電塑料。采用的金屬絲、片、帶主要有鋼、鋁、銅和不銹鋼。復合導電塑料采用的基體樹脂范圍相當廣泛，常用的有:ABS、PE、EVA、PA、PC、PP、PET、POM,以及改性的 PPO、PBT、PVC，摻和物 PC/ABS 等。
[0005]HDPE是一種結晶度高、非極性的熱塑性樹脂。高密度聚乙烯為無毒、無味、無臭的白色顆粒，熔點約為130°C，相對密度為0.941?0.960。它具有良好的耐熱性和耐寒性，化學穩定性好，還具有較高的剛性和韌性，機械強度好。介電性能，耐環境應力開裂性亦較好。熔化溫度120?160°C。對于分子較大的材料，建議熔化溫度范圍在200?250°C之間。高密度聚乙烯是種白色粉末顆粒狀產品，無毒、無味，密度在0.940?0.976g/cm3范圍內；結晶度為80%?90%，軟化點為125?135°C，使用溫度可達100°C;硬度、拉伸強度和蠕變性優于低密度聚乙烯；耐磨性、電絕緣性、韌性及耐寒性均較好，但與低密度絕緣性比較略差些；化學穩定性好，在室溫條件下，不溶于任何有機溶劑，耐酸、堿和各種鹽類的腐蝕；薄膜對水蒸氣和空氣的滲透性小、吸水性低；耐老化性能差，耐環境開裂性不如低密度聚乙烯，特別是熱氧化作用會使其性能下降，所以，樹脂需加入抗氧劑和紫外線吸收劑等來提高改善這方面的不足。高密度聚乙烯薄膜在受力情況下的熱變形溫度較低，這一點應用時要注
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[0006]隨著社會城市化、科技化的發展，隨著人性化理念的普及，及新型和諧社會的構成，設計一種電磁屏蔽效能高、拉伸強度高、斷裂伸長率高、沖擊強度高和體積電阻率低的HDPE導電復合材料是很重要的。

【發明內容】

[0007]本發明提供一種導電復合材料的制備方法，解決現有HDPE導電復合材料中的電磁屏蔽效能、拉伸強度、斷裂伸長率、沖擊強度低和體積電阻率高等技術問題。
[0008]本發明采用以下技術方案:
[0009]—種導電復合材料的制備方法，其特征在于步驟為:
[0010]第一步:按照質量份數比稱取各種原料，100份；三氧化二鋁25-45份；聚苯胺30-50份；膨脹石墨4-8份；ΡΕ蠟2-4份；碳化硅1-20份；聚乙烯醇6-14份；磺酸30-50份；聚苯胺40-80份；Ρ0Ε10-30份；鐵粉8_12份；鋅粉15-35份；UHMWPE5-25份；抗氧劑50-70份；偶聯劑0.1-2份；高密度聚乙烯20-60份；
[0011]第二步:先將膨脹石墨預熱到70-90°C，用偶聯劑進行表面處理30-50min ;
[0012]第三步:加入聚乙烯醇、PE蠟、Ρ0Ε和高密度聚乙烯，在60-100°C下攪拌40-60min，再加入鐵粉、鋅粉和UHMWPE，在80-100°C、轉速在800-1000r/min條件下，攪拌20_40min ；
[0013]第四步:加入剩余原料，混合80-120min，然后投入擠出機，擠出溫度90-100 °C、150-180 °C、210-240 °C、190-210 °C，螺桿轉速 20_40r/min。
[0014]作為本發明的一種優選技術方案:所述磺酸采用十二烷基苯磺酸或三羧基苯磺酸。
[0015]作為本發明的一種優選技術方案:所述抗氧劑采用抗氧劑1010或抗氧劑168。
[0016]作為本發明的一種優選技術方案:所述偶聯劑采用NDZ-401鈦酸酯偶聯劑或異丁基二乙氧基娃燒偶聯劑。
[0017]本發明使用的所有原料均為共知的已有，使用方法和功能均為已有技術。
[0018]有益效果:
[0019]本發明所述一種導電復合材料的制備方法采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果:1、大大提高了 HDPE的電磁屏蔽效能，電磁屏蔽效能25-65db ;2、電導率103-102S/cm，比純HDPE的電導率10 1(]高；3、體積電阻率3-7Ω.αιι，導電性能優異，拉伸強度30-50MPa ;4、原料易得，斷裂伸長率280-320%，沖擊強度15_35kJ/m2，會得到廣泛使用，并不斷替代現有材料。
【具體實施方式】
[0020]以下通過實施例更加詳細地闡述本發明的內容。
[0021]實施例1
[0022]第一步:按照質量份數比稱取:HDPE100份；三氧化二鋁25份；聚苯胺30份；膨脹石墨4份；PE蠟2份；碳化硅1份；聚乙烯醇6份；三羧基苯磺酸30份；聚苯胺40份；P0E10份；鐵粉8份；鋅粉15份；UHMWPE5份；抗氧劑1010為50份；NDZ_401鈦酸酯偶聯劑0.1份；高密度聚乙烯20份。
[0023]第二步:先將膨脹石墨預熱到70°C，用偶聯劑進行表面處理30min ;
[0024]第三步:加入聚乙烯醇、PE蠟、Ρ0Ε和高密度聚乙烯，在60°C下攪拌40min，再加入鐵粉、鋅粉和UHMWPE，在80°C、轉速在800r/min條件下，攪拌20min ；
[0025]第四步:加入剩余原料，混合80min，然后投入擠出機，擠出溫度90 °C、150 °C、210°C、190 °C，螺桿轉速 20r/min。
[0026]三氧化二鋁、膨脹石墨與HDPE搭配使用，大大提高了 HDPE的電磁屏蔽效能，電磁屏蔽效能25db ;通過鐵粉、鋅粉和HDPE協同作用，電導率10 3S/cm,比純HDPE的電導率10 10高；碳化硅、UHMWPE, PE蠟及其他組分件的協同作用，體積電阻率7 Ω.cm，導電性能優異，拉伸強度30MPa ;原料易得，斷裂伸長率280%，沖擊強度15kJ/m2。
[0027]實施例2
[0028]第一步:按照質量份數比稱取:HDPE100份；三氧化二鋁45份；聚苯胺50份；膨脹石墨8份；PE蠟4份；碳化硅20份；聚乙烯醇14份；三羧基苯磺酸50份；聚苯胺80份；P0E30份；鐵粉12份；鋅粉35份；UHMWPE25份；抗氧劑1010為70份；NDZ_401鈦酸酯偶聯劑2份；高密度聚乙烯60份。
[0029]第二步:先將膨脹石墨預熱到90°C