技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明提供了一種導(dǎo)電塑料，特別是涉及一種高強(qiáng)度的導(dǎo)電塑料，屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
塑料生產(chǎn)和使用過程上易產(chǎn)生靜電，靜電會引起各種危害。而且，隨著各種通訊、電器的使用，產(chǎn)生了新的“環(huán)境污染”，例如：電磁波干擾、射頻干擾等。因此有必要開發(fā)導(dǎo)電塑料來解決上述問題。
導(dǎo)電塑料是將樹脂和導(dǎo)電物質(zhì)混合，以塑料的加工方式進(jìn)行加工的功能型高分子材料，主要應(yīng)用于電子、集成電路包裝、電磁波屏蔽等領(lǐng)域。按照電性能分類，可分為：絕緣體、防靜電體、導(dǎo)電體、高導(dǎo)體。通常電阻值在1010Ω·cm以上的稱為絕緣體；電阻值在104～109Ω·cm范圍內(nèi)的稱作半導(dǎo)體或防靜電體；電阻值在104Ω·cm以下的稱為導(dǎo)電體；電阻值在100Ω·cm以下甚至更低的稱為高導(dǎo)體。
按導(dǎo)電塑料的制作方法分類，可分為結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電塑料和復(fù)合型導(dǎo)電塑料。結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電塑料是高聚物本身或經(jīng)摻雜之后具有導(dǎo)電性的材料，而填充型導(dǎo)電塑料是本身不具有導(dǎo)電性，但通過加入導(dǎo)電性填充物獲得導(dǎo)電性的材料，它是由電絕緣性能較好的合成樹脂、塑料和具有優(yōu)良導(dǎo)電性能的填料及其它添加劑通過混煉造粒，并采用注射、壓塑或擠出成型等方法制得。導(dǎo)電填料一般選用纖維狀與片狀導(dǎo)電材料，包括金屬纖維、金屬片材、導(dǎo)電碳纖維、導(dǎo)電石墨、導(dǎo)電炭黑、碳納米管、金屬合金填料等，導(dǎo)電炭黑和碳纖維是應(yīng)用最廣的兩種導(dǎo)電填料。
復(fù)合型導(dǎo)電塑料根據(jù)制備方法的不同，又可以分成以下三種：1.表面處理法。是指在塑料表面進(jìn)行導(dǎo)電處理以達(dá)到較高的導(dǎo)電率，包括金屬熱噴涂法、干法鍍層法、濕法鍍層法和導(dǎo)電涂層法，經(jīng)表面處理后的塑料可以使電荷快速泄漏，防止電磁波和射頻干擾。2.填料分散復(fù)合法。是指在塑料內(nèi)混入導(dǎo)電填料而制成導(dǎo)電塑料。分散相的形態(tài)主要有：a.“海島”結(jié)構(gòu)，以顆粒狀分散；b.分散相纖維化，以大量微細(xì)纖維形式分散；c.分散相層化，以片狀或細(xì)筋狀的層狀形式分散。3.導(dǎo)電填料層積復(fù)合法。是將金屬網(wǎng)、板、絲氈等作為中間層，兩側(cè)再層壓上塑料或利用雙層平行擠出方法制成一層為導(dǎo)電樹脂，另一層為普通樹脂的雙層制品，用途電磁干擾/射頻干擾屏蔽，控制和減小無線電噪音、電氣噪音或無線電干擾。
目前，主要采用的復(fù)合型導(dǎo)電塑料，但是，由于在樹脂材料中加入了導(dǎo)電材料，會影響到塑料的機(jī)械性能，提高導(dǎo)電材料的機(jī)械性能成了目前的研究熱點。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種具有良好機(jī)械性能、力學(xué)性能導(dǎo)電塑料，采用的技術(shù)方案是：
一種高強(qiáng)度的導(dǎo)電塑料，包括有按重量份計的如下組分：聚苯乙烯70～90份、聚氯乙烯10～20份、聚氯乙烯蠟10～15份、酚醛樹脂5～10份、三正丁基胺5～10份、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯5～10份、丁二烯-丙烯腈共聚物10～15份、丙二酸二乙酯3～6份、甲基丙烯酸甲酯2～3份、填料5～10份、銀包銅粉10～12份、鋁粉5～10份、石墨10～15份、穩(wěn)定劑5～10份、硅烷偶聯(lián)劑2～4份。
石墨的平均粒徑最好不大于0.5μm；
銀包銅粉的粒徑最好不大于0.5μm；
穩(wěn)定劑可以采用鋇鋅復(fù)合穩(wěn)定劑，例如：MarkAP-529等。
填料可以是碳酸鈣、滑石粉或者硫酸鈣。
硅烷偶聯(lián)劑可以是KH560、KH570中的一種。
上述的導(dǎo)電塑料可以通過如下步驟進(jìn)行制備：
S1：將聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚氯乙烯蠟、酚醛樹脂、三正丁基胺、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、丁二烯-丙烯腈共聚物、丙二酸二乙酯、甲基丙烯酸甲酯、填料、銀包銅粉、鋁粉、石墨放在高混機(jī)中混合均勻，再加入穩(wěn)定劑、硅烷偶聯(lián)劑混合均勻；
S2：將步驟S1中混合好的物料，倒入到雙螺桿擠出機(jī)中，控制擠出參數(shù)是：一區(qū)，160～170℃、二區(qū)，190～200℃、三區(qū)，180～190℃、四區(qū)，190～200℃、五區(qū)，180～190℃、螺桿轉(zhuǎn)速，擠出后通過水槽拉條；
S3：將拉條經(jīng)過冷卻后，通過切料切成顆粒。
有益效果
該導(dǎo)電塑料體積電阻率在0.21Ω·cm以下，其縱向拉伸強(qiáng)度和橫向拉伸強(qiáng)度都在50MPa左右，對于電磁屏蔽的性能也可以達(dá)到50dB以上。
具體實施方式
實施例1
稱取如下按重量份計的原料：聚苯乙烯80份、聚氯乙烯15份、聚氯乙烯蠟12份、酚醛樹脂7份、三正丁基胺7份、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯7份、丁二烯-丙烯腈共聚物1215份、丙二酸二乙酯5份、甲基丙烯酸甲酯2份、填料7份、銀包銅粉11份、鋁粉6份、石墨12份、穩(wěn)定劑8份、硅烷偶聯(lián)劑3份。
石墨的平均粒徑0.4μm；銀包銅粉的粒徑0.4μm；穩(wěn)定劑是鋇鋅復(fù)合穩(wěn)定劑MarkAP-529；填料是碳酸鈣，硅烷偶聯(lián)劑是KH560。
制備方法是：
S1：將聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚氯乙烯蠟、酚醛樹脂、三正丁基胺、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、丁二烯-丙烯腈共聚物、丙二酸二乙酯、甲基丙烯酸甲酯、填料、銀包銅粉、鋁粉、石墨放在高混機(jī)中混合均勻，再加入穩(wěn)定劑、硅烷偶聯(lián)劑混合均勻；
S2：將步驟S1中混合好的物料，倒入到雙螺桿擠出機(jī)中，控制擠出參數(shù)是：一區(qū)，160℃、二區(qū)，190℃、三區(qū)，180℃、四區(qū)，190℃、五區(qū)，180℃、螺桿轉(zhuǎn)速，擠出后通過水槽拉條；
S3：將拉條經(jīng)過冷卻后，通過切料切成顆粒。
實施例2
稱取如下按重量份計的原料：聚苯乙烯90份、聚氯乙烯20份、聚氯乙烯蠟15份、酚醛樹脂10份、三正丁基胺10份、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯10份、丁二烯-丙烯腈共聚物15份、丙二酸二乙酯6份、甲基丙烯酸甲酯3份、填料10份、銀包銅粉12份、鋁粉10份、石墨15份、穩(wěn)定劑10份、硅烷偶聯(lián)劑4份。
石墨的平均粒徑0.3μm；銀包銅粉的粒徑0.5μm；穩(wěn)定劑采用鋇鋅復(fù)合穩(wěn)定劑MarkAP-529，填料是滑石粉，硅烷偶聯(lián)劑是KH570。
制備方法是：
S1：將聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚氯乙烯蠟、酚醛樹脂、三正丁基胺、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、丁二烯-丙烯腈共聚物、丙二酸二乙酯、甲基丙烯酸甲酯、填料、銀包銅粉、鋁粉、石墨放在高混機(jī)中混合均勻，再加入穩(wěn)定劑、硅烷偶聯(lián)劑混合均勻；
S2：將步驟S1中混合好的物料，倒入到雙螺桿擠出機(jī)中，控制擠出參數(shù)是：一區(qū)，170℃、二區(qū)，200℃、三區(qū)，190℃、四區(qū)，200℃、五區(qū)，190℃、螺桿轉(zhuǎn)速，擠出后通過水槽拉條；
S3：將拉條經(jīng)過冷卻后，通過切料切成顆粒。
實施例3
稱取如下按重量份計的原料：聚苯乙烯70份、聚氯乙烯10份、聚氯乙烯蠟10份、酚醛樹脂5份、三正丁基胺5份、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯5份、丁二烯-丙烯腈共聚物10份、丙二酸二乙酯3份、甲基丙烯酸甲酯2份、填料5份、銀包銅粉10份、鋁粉5份、石墨10份、穩(wěn)定劑5份、硅烷偶聯(lián)劑2份。
石墨的平均粒徑0.5μm；銀包銅粉的粒徑0.3μm；穩(wěn)定劑采用鋇鋅復(fù)合穩(wěn)定劑MarkAP-529；填料是硫酸鈣；硅烷偶聯(lián)劑是KH570。
制備方法是：
S1：將聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚氯乙烯蠟、酚醛樹脂、三正丁基胺、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、丁二烯-丙烯腈共聚物、丙二酸二乙酯、甲基丙烯酸甲酯、填料、銀包銅粉、鋁粉、石墨放在高混機(jī)中混合均勻，再加入穩(wěn)定劑、硅烷偶聯(lián)劑混合均勻；
S2：將步驟S1中混合好的物料，倒入到雙螺桿擠出機(jī)中，控制擠出參數(shù)是：一區(qū)，165℃、二區(qū)，195℃、三區(qū)，185℃、四區(qū)，195℃、五區(qū)，185℃、螺桿轉(zhuǎn)速，擠出后通過水槽拉條；
S3：將拉條經(jīng)過冷卻后，通過切料切成顆粒。
性能試驗
將上述實施例所得的導(dǎo)電塑料通常常規(guī)的吹塑成型后制成試樣，進(jìn)行性能試驗。以市面常見的炭黑填充塑料作用對照。結(jié)果表表2所示。
表2實施例1～實施例3以及對照例的性能測試數(shù)據(jù)
試驗方法實施例1實施例2實施例3對照例體積電阻率(Ω·cm)JJG-19930.210.200.210.26拉伸強(qiáng)度(縱向)MPaGB/T1040.3-200650.651.150.142.6拉伸強(qiáng)度(橫向)MPaGB/T1040.3-200649.652.149.637.2電磁屏蔽效能dB10～800MHz50535443
從表中可以看出，其體積電阻率在0.21Ω·cm以下，其縱向拉伸強(qiáng)度和橫向拉伸強(qiáng)度都在50MPa左右，對于電磁屏蔽的性能也可以達(dá)到50dB以上。