一种残膜回收机防缠绕挑膜装置的制 一种秧草收获机用电力驱动行走机构

一种低熔点PBT电磁屏蔽复合材料及其制备方法与流程

2021-11-09 23:08:00 来源:中国专利 TAG:
一种低熔点pbt电磁屏蔽复合材料及其制备方法
技术领域
1.本发明属于功能复合材料技术领域,具体涉及一种低熔点pbt电磁屏蔽复合材料及其制备方法。


背景技术:

2.随着现代电子技术的飞速发展,电磁辐射也无处不在,电磁辐射已经成为了继空气污染、水污染、固体废弃物污染和噪音污染后人类的第五大公害。电磁辐射所产生的环境污染会给我们的生活带来诸多危害,一方面电磁辐射会对各种电子设备、信息系统造成电磁干扰,造成数据传输错误,引发各种事故。更为严重的是,人体长期暴露于电磁辐射之下,可能使细胞膜和蛋白质结构发生改变,破坏人体的生物结构和神经系统。因此,如何采取一种简单可行的办法减少电磁辐射的危害已经越来越引起人们的重视了。
3.一般是利用某些材料或结构对电磁波的反射和吸收作用,从而实现对电磁辐射进行有效的防护,反射性电磁屏蔽材料通常采用具有高导电性的金属、合金,但其成本较高、比重大、难于制成复杂形状等缺点,且单纯采用高导电性金属最为屏蔽材料,其屏蔽作用主要是根据入射电磁波与介质材料阻抗不匹配而产生反射来实现的,其反射的电磁波并没有消失或产生强烈的衰减,从而形成二次电磁污染,不利于电磁污染的彻底防治。而常用吸收型电磁屏蔽材料因具有较高的磁损耗正切值,依靠磁滞损耗、筹壁共振、后效损耗等磁极化机制衰减、吸收电磁波;或者因具有较高的电损耗正切值,依靠介质的电子极化或界面极化衰减、吸收电磁波,但此类屏蔽材料存在屏蔽效能低,宽频吸收困难等问题。
4.电磁屏蔽复合材料的研制和开发越来越引起人们的关注,新型屏蔽材料层出不穷,但目前的电磁屏蔽复合材料的屏蔽效能较低,不能从根本上消除电磁波。
5.传统的电磁屏蔽复合材料采用聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等作为基体树脂,中国专利202010706003.2公开了高强电磁屏蔽及导热pbt/pet纳米复合材料及制备方法,复合材料包含以下组分:聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、增韧剂、石墨烯

fe3o4复合填料、填料表面处理剂、抗氧剂, pbt/pet纳米复合材料通过介电损耗与磁损耗协同作用,具有优异的电磁屏蔽效能,且屏蔽机制以吸收电磁波为主。但其所制备的复合材料存在以下弊端:(1)所制备的复合材料熔点高(一般为225~235℃)、流动性差,而对于有二次注塑或者包胶成型的pbt零件,在较高的注塑温度下,pbt容易碳化,限制了其应用范围;(2)在制备过程中未考虑到原料之间的相容性,进而会影响所制备的材料性能参数。


技术实现要素:

6.本发明的目的是提供一种低熔点pbt电磁屏蔽复合材料,同时具有低熔点、优异电磁屏蔽和雷达波吸收特性。
7.本发明解决上述问题所采用的技术方案为:一种低熔点pbt电磁屏蔽复合材料,包括以下原料:pbt基料母粒,石墨烯材料,无机纳米材料,lcp纤维,亚麻纤维,碳纤维;所述
pbt基料母粒为pbt与聚丁二醇ptmg、己二酸aa中至少一种的接枝共聚物。
8.优选的,所述pbt基料母粒具体为:pbt与聚丁二醇、己二酸中至少一种的接枝共聚后依次经熔体过滤器过滤、切粒机切粒后制得。
9.优选的,所述石墨烯材料为石墨烯或氧化石墨烯。
10.优选的,所述无机纳米材料为纳米碳酸钙、滑石粉、二氧化硅、二氧化钛、海泡石族原矿中至少一种。
11.优选的,所述碳纤维为添加有聚醚酮pek的碳纤维。
12.更优选的,所述聚醚酮pek的添加量为碳纤维质量的1~3%。
13.优选的,所述无机纳米材料、lcp纤维、亚麻纤维、碳纤维的质量比为1~2:1~2:1~2:2~4。
14.本发明的另一目的是提供一种低熔点pbt电磁屏蔽复合材料的制备方法,包括以下步骤:(1)按比例称量各原料成分;(2)按重量份将pbt基料母粒、石墨烯材料、分散剂加入到高速搅拌机中,在40~60℃下搅拌60~120min;(3)向步骤(2)中的加入复配相容剂、无机纳米材料、lcp纤维、亚麻纤维、碳纤维,在40~60℃下继续搅拌60~120min;(4)将步骤(3)中的混合物加入双螺杆挤出机,控制螺杆转速为100~250r/min,温度为180~260℃,熔融挤出造粒,得到改性pbt材料;其中复配相容剂为二元醇、二元酸中的一种与相容剂的复配物。
15.优选的,所述pbt基料母粒、石墨烯材料、分散剂、复配相容剂、无机纳米材料、lcp纤维、亚麻纤维、碳纤维的重量份数依次为50~70份、3~5份、1~3份、3~5份、3~6份、3~6份、3~6份、6~12份。
16.优选的,所述分散剂为双酰胺类分散剂,所述相容剂为马来酸酐苯乙烯共聚物、马来酸酐或硅烷偶联剂。
17.与现有技术相比,本发明的优点在于:(1)本发明将pbt与聚丁二醇或己二酸进行接枝共聚大大降低了pbt的熔点,改善其流动性,同时通过相容剂和分散剂对原料之间的相容性进行改性,特别是采用二元醇、二元酸中的一种与相容剂的复配物,大大增加了相容性。
18.(2)本发明将无机纳米材料、lcp纤维、亚麻纤维、碳纤维作为填充材料,使得最终的改性pbt材料实现分层式吸收雷达波,而碳纤维中添加有聚醚酮,可大幅提升雷达吸收效果,且将石墨烯均匀填充在材料中,其改性pbt材料具有优异的雷达波吸收特性,吸波性能高,适用于吸波材料、抗静电材料和电磁屏蔽等领域。
具体实施方式
19.以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
20.实施例1一种低熔点pbt电磁屏蔽复合材料,以重量份计,包括以下原料:pbt基料母粒60份,石墨烯4份,纳米碳酸钙4份,lcp纤维4份,亚麻纤维4份,添加有聚醚酮的碳纤维(聚醚酮
的添加量为碳纤维质量的1%)8份,分散剂乙烯基双硬脂酰胺2份,复配相容剂4份;所述pbt基料母粒具体为:pbt与己二酸接枝共聚后依次经熔体过滤器过滤、切粒机切粒后制得。
21.一种低熔点pbt电磁屏蔽复合材料的制备方法,包括以下步骤:(1)按比例称量各原料成分;(2)按重量份将pbt基料母粒、石墨烯、乙烯基双硬脂酰胺加入到高速搅拌机中,在50℃下搅拌100min;(3)向步骤(2)中的加入复配相容剂、无机纳米材料、lcp纤维、亚麻纤维、碳纤维,在60℃下继续搅拌100min;(4)将步骤(3)中的混合物加入双螺杆挤出机,控制螺杆转速为150r/min,温度为230℃,熔融挤出造粒,得到改性pbt材料。
22.其中复配相容剂为二元醇与相容剂马来酸酐苯乙烯共聚物的复配物,二元醇与相容剂的质量比为1:3。
23.实施例2一种低熔点pbt电磁屏蔽复合材料,包括以下原料:pbt基料母粒55份,石墨烯3.5份,纳米碳酸钙3份,lcp纤维3份,亚麻纤维3份,添加有聚醚酮的碳纤维(聚醚酮的添加量为碳纤维质量的2%)6份,分散剂乙烯基双硬脂酰胺1.5份,复配相容剂3份;所述pbt基料母粒具体为:pbt与聚丁二醇接枝共聚后依次经熔体过滤器过滤、切粒机切粒后制得。
24.一种低熔点pbt电磁屏蔽复合材料的制备方法,包括以下步骤:(1)按比例称量各原料成分;(2)按重量份将pbt基料母粒、石墨烯材料、乙烯基双硬脂酰胺加入到高速搅拌机中,在60℃下搅拌80min;(3)向步骤(2)中的加入复配相容剂、无机纳米材料、lcp纤维、亚麻纤维、碳纤维,在60℃下继续搅拌80min;(4)将步骤(3)中的混合物加入双螺杆挤出机,控制螺杆转速为200r/min,温度为230℃,熔融挤出造粒,得到改性pbt材料。
25.其中复配相容剂为二元酸与相容剂马来酸酐苯乙烯共聚物的复配物,二元酸与相容剂的质量比为1:3。
26.实施例3一种低熔点pbt电磁屏蔽复合材料,包括以下原料:pbt基料母粒68份,石墨烯3.5份,二氧化硅5份,lcp纤维5份,亚麻纤维5份,添加有聚醚酮的碳纤维(聚醚酮的添加量为碳纤维质量的1%)10份,分散剂乙烯基双硬脂酰胺2.5份,复配相容剂4.5份;所述pbt基料母粒具体为:pbt与己二酸接枝共聚后依次经熔体过滤器过滤、切粒机切粒后制得。
27.一种低熔点pbt电磁屏蔽复合材料的制备方法,包括以下步骤:(1)按比例称量各原料成分;(2)按重量份将pbt基料母粒、石墨烯、乙烯基双硬脂酰胺加入到高速搅拌机中,在40℃下搅拌120min;(3)向步骤(2)中的加入复配相容剂、无机纳米材料、lcp纤维、亚麻纤维、碳纤维,在50℃下继续搅拌110min;(4)将步骤(3)中的混合物加入双螺杆挤出机,控制螺杆转速为200r/min,温度为
240℃,熔融挤出造粒,得到改性pbt材料。
28.其中复配相容剂为二元醇与相容剂马来酸酐苯乙烯共聚物的复配物,二元醇与相容剂的质量比为1:3。
29.实施例1、实施例2、实施例3的所制备的改性pbt材料的熔点分别为124℃、125℃、124℃。
30.对比例1与实施例1的区别仅在于:未加入添加有聚醚酮的碳纤维。
31.对比例2与实施例1的区别仅在于:未加入聚醚酮。
32.对比例3与实施例1的区别仅在于:未加入纳米碳酸钙。
33.对比例4与实施例1的区别仅在于:未加入亚麻纤维。
34.对比例5与实施例1的区别仅在于:未加入lcp纤维。
35.对比例6与实施例1的区别仅在于:未加入二元醇。
36.对比例7与实施例1的区别仅在于:未加入己二酸,即pbt未进行接枝共聚。
37.对比例7的改性pbt材料的熔点为225℃。
38.将实施例1~3与对比例1~6所得的pbt改性材料进行电磁屏蔽及雷达波吸收性能测试,将测试样品制成150mm
×
150mm、厚度3mm的试样,采用自由空间法测试,根据下式(a)~(f)得到电磁波屏蔽性和电磁波吸收性,测试结果如下表所示:电磁波屏蔽性(db)=20log[s
21
]
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(a)s
21
=透射电场强度/入射电场强度
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(b)s
11
=反射电场强度/入射电场强度
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(c)透射率(%)= s
212
×
100
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(d)反射率(%)= s
112
×
100
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(e)吸收率(%)=100

透射率

反射率
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(f)
屏蔽性(db)实施例1实施例2实施例3对比例1对比例2对比例3对比例4对比例5对比例670ghz

40db

45db

43db

10db

23db

15db

25db

18db

33db77ghz

42db

45db

43db

10db

24db

15db

25db

18db

33db79ghz

42db

45db

44db

11db

24db

16db

27db

20db

34db85ghz

45db

46db

46db

11db

26db

17db

28db

24db

35db吸收性(%)实施例1实施例2实施例3对比例1对比例2对比例3对比例4对比例5对比例670ghz60cb0713Ewghz61cc1824Eyghz61dc 1825F�ghz63ef!2@36F%
由上表可见,实施例1~3制备得改性pbt材料在70~85ghz均表现明显的电磁波屏蔽
性和雷达波吸收性,相比较于实施例1,没有加入二元醇所制备的改性pbt材料的电磁波屏蔽性和雷达波吸收性均较差,说明未加入二元醇降低了相容性,进而影响最终产品的雷达吸波性。
[0039]
除上述实施例外,本发明还包括有其他实施方式,凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案,均应落入本发明权利要求的保护范围之内。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

发表评论 共有条评论
用户名: 密码:
验证码: 匿名发表

相关文献