一种hdpe导电复合材料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及导电塑料领域，尤其涉及一种HDPE导电复合材料的制备方法。
【背景技术】
[0002]导电复合材料目前主要是指复合型导电高分子材料，具体是将聚合物与各种导电物质通过一定的复合方式构成。长期以来，高分子材料通常是作为绝缘材料在电气工业、安装工程、通讯工程等方面广泛使用。普通高分子材料在加工和使用过程中，静电现象十分严重，在某些情况下，不但会影响材料的使用性能，甚至还会造成危害，如降低感光胶片的使用性能;塑料包装材料的静电吸尘，降低了商品价值;易燃、易爆环境使用的各种塑料制品和电子产品，由于静电引起的火花爆炸及燃烧。所有这些都应该采用导电复合材料，以提高材料的静电能力。
[0003]复合型导电高分子材料是将聚合物与各种导电性物质通过一定的复合方法构成，它包括导电塑料、导电橡胶、导电涂料、导电纤维和导电胶粘剂等。由于电子、通讯、信息技术的迅速发展，无限电射频干扰(信号干扰)不可避免，对屏蔽和隐身材料提出了更高的要求。铁氧体具有吸收电磁波的特性，但其加工工艺限制了它的应用，如果把铁氧体粉末与树脂复合物则可用热压方法制成各种形状的屏蔽零件或用涂敷的方法制成表面吸收涂层以满足需要。复合导电塑料还大量用作高压电缆的内、外部的半导体层，以及低压电缆的外部半导体层。导电橡胶气密性好，经常用于密封材料。另外，导电橡胶在电子和电真空技术中经常用到，它可以克服由于锡焊造成的缺点，具有一定的强度和导电性。
[0004]表面导电膜形成法，可以用导电涂料蒸镀金属或金属氧化物膜，也可以采用金属热喷涂、湿法镀层等形成表面导电膜。例如，聚酯薄膜上蒸镀金、铂或氧化铟等制成透明的导电性薄膜。导电填料分散法:是目前生产导电高分子材料的主要方法，可用于制造各种导电高分子材料。导电材料过去常用碳黑，现在多采用碳纤维、石墨纤维、金属粉、金属纤维及碎片、镀金属的玻璃纤维及其他各种新型导电材料。导电材料层积复合法:是将碳纤维毡、金属丝、片、带等导电层与塑料基体层叠压在一起制成的导电塑料。采用的金属丝、片、带主要有钢、铝、铜和不锈钢。复合导电塑料采用的基体树脂范围相当广泛，常用的有:ABS、PE、EVA、PA、PC、PP、PET、POM，以及改性的PPO、PBT、PVC，掺和物PC/ABS等。
[0005]HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。高密度聚乙烯为无毒、无味、无臭的白色颗粒，熔点约为130°C，相对密度为0.941?0.960。它具有良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好，还具有较高的刚性和韧性，机械强度好。介电性能，耐环境应力开裂性亦较好。熔化温度120?160°C。对于分子较大的材料，建议熔化温度范围在200?250°C之间。高密度聚乙烯是种白色粉末颗粒状产品，无毒、无味，密度在0.940?0.976 g/cm3范围内；结晶度为80%?90%，软化点为125?135°C，使用温度可达100°C;硬度、拉伸强度和蠕变性优于低密度聚乙烯;耐磨性、电绝缘性、韧性及耐寒性均较好，但与低密度绝缘性比较略差些;化学稳定性好，在室温条件下，不溶于任何有机溶剂，耐酸、碱和各种盐类的腐蚀;薄膜对水蒸气和空气的渗透性小、吸水性低;耐老化性能差，耐环境开裂性不如低密度聚乙烯，特别是热氧化作用会使其性能下降，所以，树脂需加入抗氧剂和紫外线吸收剂等来提高改善这方面的不足。高密度聚乙烯薄膜在受力情况下的热变形温度较低，这一点应用时要注意。
[0006]随着社会城市化、科技化的发展，随着人性化理念的普及，及新型和谐社会的构成，设计一种电磁屏蔽效能高、拉伸强度高、断裂伸长率高、冲击强度高和体积电阻率低的HDPE导电复合材料是很重要的。
【发明内容】
[0007]本发明提供一种HDPE导电复合材料的制备方法，解决现有HDPE导电复合材料中的电磁屏蔽效能、拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度低和体积电阻率高等技术问题。
[0008]本发明采用以下技术方案:一种HDPE导电复合材料的制备方法，具体制备步骤如下:
步骤I):按照质量份数比称取各种原料，HDPE100份;三氧化二铝30-40份;聚苯胺35-45份;膨胀石墨5-7份;PE蜡2.5-3.5份;碳化硅5_15份;聚乙烯醇8_12份;磺酸35-45份;聚苯胺50-70份;P0E15-25份;铁粉9_11份;锌粉20-30份;UHMWPE10-20份;抗氧剂55-65份;偶联剂0.5-1.5份;高密度聚乙烯30-50份；
步骤2):先将膨胀石墨预热到70-90°C，用偶联剂进行表面处理30-50min;
步骤3):加入聚乙烯醇、PE蜡、POE和高密度聚乙烯，在60-100°C下搅拌40-60min，再加入铁粉、锌粉和UHMffPE，在80-100°C、转速在800-1000r/min条件下，搅拌20_40min ；
步骤4):加入剩余原料，混合80-120min，然后投入挤出机，挤出温度90-100°C、150-180°C、210-240°C、190-210°C，螺杆转速20-40r/min。
[0009]作为本发明的一种优选技术方案:步骤I)中所述HDPE导电复合材料组成成份按质量份数配比为:HDPE100份;三氧化二铝35份;聚苯胺40份;膨胀石墨6份;PE蜡3份;碳化硅1份;聚乙烯醇10份;磺酸40份;聚苯胺60份;P0E20份;铁粉10份;锌粉25份;UHMffPE 15份;抗氧剂60份;偶联剂I份;高密度聚乙烯40份。
[0010]作为本发明的一种优选技术方案:所述磺酸采用十二烷基苯磺酸或三羧基苯磺酸。
[0011]作为本发明的一种优选技术方案:所述抗氧剂采用抗氧剂1010或抗氧剂168。
[0012]作为本发明的一种优选技术方案:所述偶联剂采用NDZ-401钛酸酯偶联剂或异丁基二乙氧基娃烧偶联剂。
[0013]本发明使用的所有原料均为共知的已有，使用方法和功能均为已有技术。
[0014]有益效果
本发明所述一种HDPE导电复合材料的制备方法，采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果:1、大大提高了HDPE的电磁屏蔽效能，电磁屏蔽效能45-65db; 2、电导率7X10—3-10—2S/cm，比纯HDPE的电导率10—1(3高;3、体积电阻率3-5.3 Ω.cm，导电性能优异，拉伸强度41-50MPa; 4、原料易得，断裂伸长率300-320%，冲击强度27_35kJ/m2，会得到广泛使用，并不断替代现有材料。
【具体实施方式】
[0015]以下通过实施例更加详细地阐述本发明的内容。
[0016]实施例1
第一步:按照质量份数比称取:HDPE100份;三氧化二铝30份；聚苯胺35份;膨胀石墨5份;PE蜡2.5份;碳化硅5份;聚乙烯醇8份;十二烷基苯磺酸35份;聚苯胺50份;POE15份;铁粉9份;锌粉20份;UHMffPElO份;抗氧剂168为55份;NDZ-401钛酸酯偶联剂0.5份;高密度聚乙烯30份。
[00? 7 ]第二步:先将膨胀石墨预热到70°C，用偶联剂进行表面处理30m