專利名稱：一種銅纖維改性導(dǎo)電工程塑料的制備工藝的制作方法
一種銅纖維改性導(dǎo)電工程塑料的制備工藝
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子工程材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種銅纖維改性導(dǎo)電工程塑料的制備 工藝。
背景技術(shù)：
目前，電氣設(shè)備和電子儀器的外殼主要使用塑料制造。這些儀器工作時，常常產(chǎn)生 高頻電磁場干擾外界，另一方面外界的電磁干擾也會干擾到儀器的正常使用，因此，電磁相 容和電磁干擾的屏蔽工作顯得非常重要。近年來，為了防止電磁波對電子儀器的干擾，聚合 物/金屬纖維導(dǎo)電復(fù)合材料的研究和應(yīng)用發(fā)展迅速，其中銅纖維、不銹鋼纖維、鍍鎳碳纖維 等金屬纖維應(yīng)用最為廣泛。除了纖維本身的電導(dǎo)率及含量外，影響聚合物/金屬纖維復(fù)合 材料導(dǎo)電性能的最主要因素是金屬纖維的長度。有研究表明，長度越長，體系的滲流閾值越 小，導(dǎo)電性能也就越好，另外短的纖維在注塑成型過程中也會損傷很大，所以，用較長的金 屬纖維能夠提高復(fù)合材料的電磁波屏蔽性能。但是較長的金屬纖維在高剪切速度和高基體 粘度的情況下，在分散混煉階段容易發(fā)生纏結(jié)和斷裂，長度迅速減小。所以選擇加工工藝對于提高復(fù)合材料的電磁波屏蔽性能具有重要的意義。現(xiàn)有的 加工工藝包括溶劑法和機(jī)械混煉法，溶劑法可使纖維基本上保持原來的長度，而機(jī)械混煉 法使纖維的長度迅速減小，但是溶劑法比較復(fù)雜，不適合于工業(yè)化生產(chǎn)，機(jī)械混煉法方法簡 單，成本低廉，工藝成熟，適合于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)?，F(xiàn)有的機(jī)械混煉法生產(chǎn)復(fù)合材料的步驟大致如下將塑料基料與一定長度的短 銅纖維在混煉機(jī)上熔融混煉一定的時間，然后通過塑料擠出機(jī)形成復(fù)合塑料粒子。但是由 于此種方法需要將基料與短銅纖維熔融混煉，不適合于連續(xù)不間斷的生產(chǎn)，生產(chǎn)效率較低。 銅纖維表面性能與聚合物基體不同，投遞加入的短銅纖維在較短的混煉時間內(nèi)很難分散均 勻，而混煉時間過長又會導(dǎo)致銅纖維大量斷裂。并且短銅纖維在混煉過程中，變得雜亂無 章，不必要的增加了銅纖維的用量。此外，較大量的銅纖維在混煉機(jī)上混煉，長期必然對機(jī) 器葉片造成磨損，影響機(jī)器使用壽命，增大生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明正是為了解決上述的技術(shù)問題提出了一種高效的銅纖維改性導(dǎo)電工程塑 料的制備工藝，而且采用此方法可以有效的減少銅纖維的使用量，使得生產(chǎn)成本低廉。本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下本發(fā)明提供一種銅纖維改性導(dǎo)電工程塑料的制備工藝，該制備工藝包括如下步 驟將基料置于20 40轉(zhuǎn)/分鐘、溫度為220°C 300°C的螺桿擠出機(jī)中熔融；在螺桿擠出機(jī)的喂料口以10 40米/分鐘的牽引速度連續(xù)加入100 1000根， 單根直徑為5 30 μ m的長銅纖維束；將螺桿擠出機(jī)的擠出物切粒、干燥即可得復(fù)合塑料粒子。
所述基料為塑料或者塑料和助劑的混合物，所述塑料和助劑的混合物包括重量百 分比為80% 99. 5%的塑料和重量百分比為0. 5% 20%的助劑。所述螺桿擠出機(jī)的擠出速度為1 5米/分鐘，擠出物的直徑為1 3mm。所述長銅纖維束中的每一根銅纖維的表面均包覆有高分子材料。所述高分子材料為塑料。所述包裹偶聯(lián)劑的長銅纖維束的制備工藝包括如下步驟將銅絲置于拉絲機(jī)中拉絲形成直徑為5 30 μ m的銅纖維；將熔化或溶解的塑料涂刷在銅纖維的表面形成包覆有塑料的長銅纖維；將包覆有塑料的長銅纖維集成束形成長銅纖維束。所述高分子材料為塑料和偶聯(lián)劑的混合物，所述塑料和偶聯(lián)劑所占重量百分比分 別為98% 99. 5%和0. 5% 2%。所述包覆混合物的長銅纖維束的制備工藝包括將銅纖維置于拉絲機(jī)中拉絲形成直徑為5 30 μ m的銅纖維；將塑料和偶聯(lián)劑的混合物置于熔池中熔融，形成熔融態(tài)的混合物；將銅纖維通過裝有熔融態(tài)混合物的熔池，形成包覆有高分子材料的長銅纖維；將包覆有高分子材料的長銅纖維集成束形成長銅纖維束。所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑。所述塑料基料為PA、PC或PET。本發(fā)明的有益的技術(shù)效果在于通過將采用長銅纖維連續(xù)加入到螺桿擠出機(jī)，不僅提高了生產(chǎn)效率，而且生產(chǎn)出 來的復(fù)合導(dǎo)電工程塑料相同的導(dǎo)電能力，使用的銅纖維的量要少，節(jié)約了原料成本。通過預(yù)先將銅纖維表面包裹一層高分子材料，使得長銅纖維與熔融態(tài)的塑料基料 分散性較好，節(jié)省了分散的時間，不僅能夠提高工作效率，而且能夠減小長銅纖維的斷裂， 同時也減少了銅纖維與螺桿擠出機(jī)摩擦的時間，降低了機(jī)器的損耗率。
具體實施方式
本發(fā)明涉及一種銅纖維改性導(dǎo)電工程塑料的制備工藝。本發(fā)明采用的制備工藝能 夠有效的減少銅纖維的使用量，使得生產(chǎn)成本低廉。而且本發(fā)明的制備工藝還能夠提供生 產(chǎn)效率，提高產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述和說明實施例1按重量份計，將80份干燥的PC和20份助劑投入20轉(zhuǎn)/分鐘、溫度為220°C的雙 螺桿擠出機(jī)中熔融，同時在雙螺桿擠出機(jī)的喂料口以10米/分鐘的牽引速度連續(xù)加入1000 根、單根直徑為5μπι的長銅纖維束；設(shè)置雙螺桿擠出機(jī)的擠出速度為1米/分鐘，擠出物的 直徑為1mm，將雙螺桿擠出機(jī)的擠出物切粒、干燥即可得復(fù)合塑料粒子。所述長銅纖維束的制備方法如下將銅絲置于拉絲機(jī)中拉絲形成直徑為5 μ m的銅纖維，將1000根銅纖維集成束，形 成長銅纖維束。實施例2
按重量份計，將99. 5份干燥的PA和0. 5份助劑投入40轉(zhuǎn)/分鐘，溫度為300°C 的單螺桿擠出機(jī)中熔融，同時在單螺桿擠出機(jī)的喂料口以40米/分鐘的速度連續(xù)加入100 根、單根直徑為30 μ m并且表面包覆有塑料的長銅纖維束，設(shè)置單螺桿擠出機(jī)的擠出速度 為5米/分鐘，擠出物的直徑為3mm，將單螺桿擠出機(jī)的擠出物切粒、干燥即可得復(fù)合塑料粒子。所述包覆有塑料的長銅纖維束的制備方法如下將銅絲置于拉絲機(jī)中拉絲形成直徑為30 μ m的銅纖維，將熔化或溶解的塑料涂刷 在銅纖維的表面形成包覆有塑料的長銅纖維，將100根包覆有塑料的長銅纖維集成束形成 長銅纖維束。實施例3按重量份計，將90份的干燥的PET和10份助劑在高速混合機(jī)中混合均勻后，投入 30轉(zhuǎn)/分鐘，溫度為225°C的雙螺桿擠出機(jī)中形成熔融態(tài)的混合物，同時在雙螺桿擠出機(jī)的 喂料口以30米/分鐘的速度連續(xù)加入300根、單根直徑為15 μ m并且表面包覆有混合高分 子材料的長銅纖維束，設(shè)置雙螺桿擠出機(jī)的擠出速度為3米/分鐘，擠出物的直徑為2mm，將 雙螺桿擠出機(jī)的擠出物切粒、干燥即可得復(fù)合塑料粒子。所述混合高分子材料為PET塑料和鈦酸酯偶聯(lián)劑的混合物，按照重量百分比計， 其含量分別為98%和2%，所述包覆有混合高分子材料的長銅纖維束的制備方法如下將銅絲置于拉絲機(jī)中拉絲形成直徑為15 μ m的銅纖維，按重量百分比計，將98% 的PET塑料和2%的偶聯(lián)劑的混合物置于熔池中熔融，形成熔融態(tài)的混合物；將銅纖維通過 裝有熔融態(tài)混合物的熔池，形成包覆有高分子材料的長銅纖維，將300根包覆有高分子材 料的長銅纖維集成束形成長銅纖維束。實施例4按重量份計，將98份干燥的PC和2份助劑在高速混合機(jī)中混合均勻后，投入20 轉(zhuǎn)/分鐘，溫度為285°C的單螺桿擠出機(jī)中形成熔融態(tài)的混合物，同時在單螺桿擠出機(jī)的喂 料口以20米/分鐘的速度連續(xù)加入600根、單根直徑為20 μ m并且表面包覆有混合高分子 材料的長銅纖維束，設(shè)置單螺桿擠出機(jī)的擠出速度為4米/分鐘，擠出物的直徑為1. 5mm，將 單螺桿擠出機(jī)的擠出物切粒、干燥即可得復(fù)合塑料粒子。所述混合高分子材料為PC塑料和硅烷偶聯(lián)劑的混合物，按照重量百分比計，其含 量分別為99. 5%和0. 5%，所述包覆有混合高分子材料的長銅纖維束的制備方法如下將銅纖維置于拉絲機(jī)中拉絲形成直徑為20 μ m的銅纖維。按重量百分比計，將 99. 5%的PC塑料和0. 5%的偶聯(lián)劑的混合物置于熔池中熔融，形成熔融態(tài)的混合物，然后 將銅纖維通過裝有熔融態(tài)混合物的熔池，形成包覆有高分子材料的長銅纖維。將600根包 覆有高分子材料的長銅纖維集成束形成長銅纖維束。本發(fā)明通過將采用長銅纖維連續(xù)加入到螺桿擠出機(jī)，不僅提高了生產(chǎn)效率，而且 生產(chǎn)出來的復(fù)合導(dǎo)電工程塑料相同的導(dǎo)電能力，使用的銅纖維的量要少，節(jié)約了原料成本。 通過預(yù)先將銅纖維表面包裹一層高分子材料，使得長銅纖維與熔融態(tài)的塑料基料分散性較 好，節(jié)省了分散的時間，不僅能夠提高工作效率，而且能夠減小長銅纖維的斷裂，同時也減 少了銅纖維與螺桿擠出機(jī)摩擦的時間，降低了機(jī)器的損耗率。需要說明的是，普通的技術(shù)人員針對上述的實施例還可以很簡單的想到其他的實施例，并且通過簡單的多次實驗，就能夠得到一些改進(jìn)。但是無論怎么改進(jìn)，只要這些技術(shù) 方案在本發(fā)明的構(gòu)思范圍內(nèi)，應(yīng)等同于本專利的技術(shù)方案，屬于本專利的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種銅纖維改性導(dǎo)電工程塑料的制備工藝，該制備工藝包括如下步驟將基料置于20～40轉(zhuǎn)/分鐘、溫度為220℃～300℃的螺桿擠出機(jī)中熔融；在螺桿擠出機(jī)的喂料口以10～40米/分鐘的牽引速度連續(xù)加入100～1000根，單根直徑為5～30μm的長銅纖維束；將螺桿擠出機(jī)的擠出物切粒、干燥即可得復(fù)合塑料粒子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述銅纖維改性導(dǎo)電工程塑料的制備工藝，其特征在于，所述基 料為塑料或者塑料和助劑的混合物，所述塑料和助劑的混合物包括重量百分比為80% 99. 5%的塑料和重量百分比為0. 5% 20%的助劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述銅纖維改性導(dǎo)電工程塑料的制備工藝，其特征在于，所述螺 桿擠出機(jī)的擠出速度為1 5米/分鐘，擠出物的直徑為1 3mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅纖維改性導(dǎo)電工程塑料的制備工藝，其特征在于，所述長 銅纖維束中的每一根銅纖維的表面均包覆有高分子材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的銅纖維改性導(dǎo)電工程塑料的制備工藝，其特征在于，所述高 分子材料為塑料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的銅纖維改性導(dǎo)電工程塑料的制備工藝，其特征在于，所述包 裹偶聯(lián)劑的長銅纖維束的制備工藝包括如下步驟將銅絲置于拉絲機(jī)中拉絲形成直徑為5 30 μ m的銅纖維； 將熔化或溶解的塑料涂刷在銅纖維的表面形成包覆有塑料的長銅纖維； 將包覆有塑料的長銅纖維集成束形成長銅纖維束。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的銅纖維改性導(dǎo)電工程塑料的制備工藝，其特征在于，所述 高分子材料為塑料和偶聯(lián)劑的混合物，所述塑料和偶聯(lián)劑所占重量百分比分別為98% 99. 5%和 0. 5% 2%。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的銅纖維改性導(dǎo)電工程塑料的制備工藝，其特征在于，所述包 覆混合物的長銅纖維束的制備工藝包括將銅纖維置于拉絲機(jī)中拉絲形成直徑為5 30 μ m的銅纖維； 將塑料和偶聯(lián)劑的混合物置于熔池中熔融，形成熔融態(tài)的混合物； 將銅纖維通過裝有熔融態(tài)混合物的熔池，形成包覆有高分子材料的長銅纖維； 將包覆有高分子材料的長銅纖維集成束形成長銅纖維束。
9.根據(jù)權(quán)利要求4-8任一所述的銅纖維改性導(dǎo)電工程塑料的制備工藝，其特征在于， 所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求2-8任一所述的銅纖維改性導(dǎo)電工程塑料的制備工藝，其特征在于， 所述塑料基料為PA、PC或PET。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種銅纖維改性導(dǎo)電工程塑料的制備工藝。將基料置于20～40轉(zhuǎn)/分鐘、溫度為220℃～300℃的螺桿擠出機(jī)中熔融；在螺桿擠出機(jī)的喂料口以10～40米/分鐘的牽引速度連續(xù)加入100～1000根、單根直徑為5～30μm且表面包裹有高分子材料的長銅纖維束；設(shè)置螺桿擠出機(jī)的擠出速度為1～5米/分鐘，擠出物的直徑為1～3mm，將螺桿擠出機(jī)的擠出物切粒、干燥即可得復(fù)合塑料粒子。本發(fā)明采用的制備工藝能夠有效的減少銅纖維的使用量，使得生產(chǎn)成本低廉。而且本發(fā)明的制備工藝還能夠提供生產(chǎn)效率，提高產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。
文檔編號C08K7/06GK101974222SQ20101051713
公開日2011年2月16日 申請日期2010年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月21日
發(fā)明者胡軍輝, 賴華林, 鄭碧娟, 陳軍 申請人:深圳市華力興工程塑料有限公司;深圳華中科技大學(xué)研究院