專利名稱：一種具有電磁屏蔽性能的聚乳酸復(fù)合固體樹脂及其生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有電磁屏蔽性能的聚乳酸復(fù)合固體樹脂及其生產(chǎn)工藝，屬于功能材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
基于石油化工的塑料、纖維、涂料與油墨等合成材料的問世及其迅速發(fā)展極大地改善了人類的生活，然而合成材料巨大的生產(chǎn)和消費(fèi)消費(fèi)也產(chǎn)生了兩個(gè)重大課題:有限的石油資源被大量消耗和排放物導(dǎo)致的環(huán)境污染。近年來，生物降解高分子材料的生產(chǎn)和需求發(fā)展很快，在塑料、纖維、涂料與油墨三大領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。生物降解高分子材料根據(jù)來源可以分為化學(xué)合成型、天然高分子型、微生物合成型?；瘜W(xué)合成型生物降解高分子材料可以分為脂肪族聚酯、脂肪族-芳香族聚酯共聚物以及其他高分子，包括聚乳酸PLA、聚己內(nèi)酯PCL、聚丁二酸丁二醇酯PBS、聚琥珀酸碳酸丁二醇酯PBSC、聚乙烯醇PVA、聚碳酸酯PPC等。天然高分子型材料包括淀粉、纖維素、植物纖維、木質(zhì)素、甲殼素等天然高分子及其衍生物制成的材料。微生物合成型材料包括聚羥基烷酸酯類聚合物PHAs，聚羥基丁酸酯PHB等。在上述生物降解高分子材料中，聚乳酸PLA是唯一以生物資源為原料的化學(xué)合成型生物高分子材料。
聚乳酸的物理機(jī)械性能接近于通用聚苯乙烯GPPS、聚丙烯PP和聚對苯二甲酸乙二酯PET，具有良好的加工性能，能用普通設(shè)備進(jìn)行擠出、注射、拉伸、紡絲，具有良好的印刷性能和二次加工性能。由于以上的特性，聚乳酸被廣泛應(yīng)用于食品包裝、一次性餐具、涂料油墨黏膠劑、電子電器外殼、工程塑料、汽車箱蓋、農(nóng)業(yè)薄膜、文件夾、廣告、購物袋等日用品O
聚乳酸塑料在電子產(chǎn)品領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。對于電子產(chǎn)品，電磁輻射污染已經(jīng)成為人們非常關(guān)注的環(huán)境因素。電子產(chǎn)品工作時(shí)所發(fā)射的電磁波會(huì)引起互相干擾、泄露信息以及對一定距離的人員造成電磁輻射污染。電子產(chǎn)品的外殼一般采用高分子材料代替金屬制作，不能起到電磁屏蔽的作用。為高分子材料提供高性能的電磁屏蔽技術(shù)方案已成為很多企業(yè)研究的重點(diǎn)?，F(xiàn)有的電磁屏蔽方案主要包括:1)使用貴金屬或銀作為導(dǎo)電基料的導(dǎo)電涂料或者添加功能粉體，其不足之處是所用的貴金屬較多，生產(chǎn)成本較高。2)使用導(dǎo)電型高分子作為基料的導(dǎo)電涂料或者功能性材料，缺點(diǎn)是電導(dǎo)率較低，而且生產(chǎn)成本較聞。發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)中電磁屏蔽產(chǎn)品所用導(dǎo)電基料貴金屬較多、生產(chǎn)成本較高，同時(shí)材料相容性較差等技術(shù)難題，本發(fā)明提供了一種具有電磁屏蔽性能的聚乳酸復(fù)合固體樹脂的功能性解決方案。通過下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)，
一種具有電磁屏蔽性能的聚乳酸復(fù)合固體樹脂，組分包括聚乳酸樹脂、界面相容齊U、增塑劑和電磁屏蔽粉體。其中，聚乳酸樹脂質(zhì)量含量為20.0% -80.0%，界面相容劑質(zhì)量含量為0.1% -10.0%，增塑劑質(zhì)量含量為2.0% -20.0%,電磁屏蔽粉體的質(zhì)量含量為
3.0% -50.0%。所述的界面相容劑為環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、醇酸樹脂、聚氨酯樹脂，以及聚乳酸丙烯酸衍生物、聚乳酸馬來酸酐衍生物、聚氧乙烯醚類表面活性劑、磷酸酯類表面活性劑、苯乙烯丙烯酸共聚物及其衍生物、苯乙烯馬來酸酐共聚物及其衍生物、烷基多糖類表面活性劑、纖維素及其衍生物、木質(zhì)素磺酸鹽衍生物、絲膠類蛋白質(zhì)中的任意一種或者組合物。所述的增塑劑為本領(lǐng)域常用的各種增塑劑。所述的電磁屏蔽粉體為表面沉積有貴重導(dǎo)電金屬的無機(jī)填料復(fù)合粉體。復(fù)合粉體的顆粒大小為100nm-6000nm。貴重導(dǎo)電金屬為鎳、鋁、鋅、欽、錳、鉻、銀、銅、鈀中的一種或幾種的混合物。無機(jī)填料為碳酸鈣、氧化鈣、磷酸鈣、硅酸鈣、蒙脫土、羥基磷灰石、電氣石、硅酸鎂鋁、云母、滑石粉、硫酸鋇等無機(jī)粉體 中的任意一種。所述的聚乳酸復(fù)合固體樹脂經(jīng)過下列的生產(chǎn)工藝制備:I)將聚乳酸樹脂溶解在二氯甲烷等溶劑中，加入界面相容劑充分?jǐn)嚢柚敝寥芙猓?)在上述的高分子溶液中緩慢加入電磁屏蔽粉體材料，高速攪拌，使粉體材料充分分散在高分子溶液中；3)采用減壓蒸餾的方法初步去除上述混合物中的溶劑，用萃取劑萃取兩次后，再次采用減壓蒸餾去除殘余溶劑，直至無法檢測到溶劑為止，得到固體粉末狀混合物；4)將上述得到的固體粉末狀混合物加入到聚乳酸樹脂中，添加一定量的增塑劑，采用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融造粒，得到具有電磁屏蔽性能的聚乳酸固體樹脂。本發(fā)明提供的具有電磁屏蔽性能的聚乳酸固體樹脂，能夠應(yīng)用于聚乳酸基油墨、塑料和纖維的加工制造，提供良好的電磁屏蔽性能。本發(fā)明所采用的載體為聚乳酸樹脂，與應(yīng)用材料不存在相容性的問題，電磁屏蔽功能性材料能夠在聚乳酸油墨、塑料與纖維中實(shí)現(xiàn)良好的分散狀態(tài)，對最終產(chǎn)品的力學(xué)性能無負(fù)面影響。本發(fā)明采用的電磁屏蔽功能性材料為表面沉積有貴重導(dǎo)電金屬的無機(jī)填料復(fù)合粉體，極大地降低了貴重金屬的用量和成本。本發(fā)明的功能性固體樹脂可以根據(jù)不同的環(huán)境需要和使用現(xiàn)場要求確定用量，適用范圍大，靈活性大，使用方便。比電子產(chǎn)品通過電鍍、濺鍍來屏蔽的效果要好，防屏蔽能力更強(qiáng)，生產(chǎn)環(huán)境符合ROHS標(biāo)準(zhǔn)，可用于電腦、手機(jī)、GPS、電子醫(yī)療設(shè)備、電子儀表、電子、電工通訊產(chǎn)品的外殼。本發(fā)明所述的具有電磁屏蔽性能的聚乳酸復(fù)合固體樹脂具有以下優(yōu)點(diǎn):(I)電磁屏蔽性能優(yōu)異，而且耐酸堿、耐氧化的性能優(yōu)異；(2)電磁屏蔽復(fù)合粉體成本低，市場供應(yīng)充足；(3)固體樹脂可以在熔融加工中直接添加，工藝簡單，無需特殊加工和特殊環(huán)境；(4)電磁屏蔽復(fù)合粉體在聚乳酸油墨、塑料和纖維中均勻分布，對材料性能無不利影響。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
實(shí)施例1
I)將聚乳酸樹脂IOOkg溶解在500kg 二氯甲烷溶劑中，加入聚乳酸丙烯酸接枝共聚物IOkg充分?jǐn)嚢柚敝寥芙猓?br> 2)在上述的高分子溶液中緩慢加入電磁屏蔽粉體材料90kg，高速攪拌，使粉體材料充分分散在高分子溶液中；k
3)采用減壓蒸餾的方法初步去除上述混合物中的二氯甲烷，用萃取劑丙酮萃取兩次后，再次采用減壓蒸餾去除殘余溶劑，直至無法檢測到溶劑為止，得到固體粉末狀混合物；
4)將上述得到的固體粉末狀混合物IOOkg加入到80kg聚乳酸樹脂中，添加20kg增塑劑聚乙二醇400，采用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融造粒，得到具有電磁屏蔽性能的聚乳酸復(fù)合固體樹脂200kg。
聚乳酸樹脂質(zhì)量 含量為65.0%，界面相容劑質(zhì)量含量為2.5%，增塑劑質(zhì)量含量為10.0%，電磁屏蔽粉體的質(zhì)量含量為22.5%。
實(shí)施例2
I)將聚乳酸樹脂190kg溶解在500kg 二氯甲烷溶劑中，加入聚乳酸丙烯酸接枝共聚物IOkg充分?jǐn)嚢柚敝寥芙猓?br> 2)在上述的高分子溶液中緩慢加入電磁屏蔽粉體材料100kg，高速攪拌，使粉體材料充分分散在高分子溶液中；
3)采用減壓蒸餾的方法初步去除上述混合物中的二氯甲烷，用萃取劑乙醇萃取兩次后，再次采用減壓蒸餾去除殘余溶劑，直至無法檢測到溶劑為止，得到固體粉末狀混合物；
4)將上述得到的固體粉末狀混合物150kg加入到30kg聚乳酸樹脂中，添加20kg增塑劑聚乙二醇400，采用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融造粒，得到具有電磁屏蔽性能的聚乳酸復(fù)合固體樹脂200kg。
聚乳酸樹脂質(zhì)量含量為62.5%，界面相容劑質(zhì)量含量為2.5%，增塑劑質(zhì)量含量為10.0 %，電磁屏蔽粉體的質(zhì)量含量為25.0 %。
實(shí)施例3
I)將聚乳酸樹脂60kg溶解在500kg 二氯甲烷溶劑中，加入苯乙烯丙烯酸共聚物20kg充分?jǐn)嚢柚敝寥芙猓?br> 2)在上述的高分子溶液中緩慢加入電磁屏蔽粉體材料120kg，高速攪拌，使粉體材料充分分散在高分子溶液中；
3)采用減壓蒸餾的方法初步去除上述混合物中的二氯甲烷，用萃取劑丙酮萃取兩次后，再次采用減壓蒸餾去除殘余溶劑，直至無法檢測到溶劑為止，得到固體粉末狀混合物；
4)將上述得到的固體粉末狀混合物IOOkg加入到80kg聚乳酸樹脂中，添加20kg增塑劑聚乙二醇400，采用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融造粒，得到具有電磁屏蔽性能的聚乳酸復(fù)合固體樹脂200kg。
聚乳酸樹脂質(zhì)量含量為55.0%，界面相容劑質(zhì)量含量為5.0%，增塑劑質(zhì)量含量為10.0 %，電磁屏蔽粉體的質(zhì)量含量為30.0 %。實(shí)施例4I)將聚乳酸樹脂40kg溶解在500kg 二氯甲烷溶劑中，加入苯乙烯丙烯酸共聚物20kg充分?jǐn)嚢柚敝寥芙猓?)在上述的高分子溶液中緩慢加入電磁屏蔽粉體材料140kg，高速攪拌，使粉體材料充分分散在高分子溶液中；3)采用減壓蒸餾的方法初步去除上述混合物中的二氯甲烷，用萃取劑丙酮萃取兩次后，再次采用減壓蒸餾去除殘余溶劑，直至無法檢測到溶劑為止，得到固體粉末狀混合物；4)將上述得到的固體粉末狀混合物IOOkg加入到80kg聚乳酸樹脂中，添加20kg增塑劑聚乙二醇400，采用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融造粒，得到具有電磁屏蔽性能的聚乳酸復(fù)合固體樹脂200kg。聚乳酸樹脂質(zhì)量含量為50.0%，界面相容劑質(zhì)量含量為5.0%，增塑劑質(zhì)量含量為10.0 %，電磁屏蔽 粉體的質(zhì)量含量為35.0 %。實(shí)施例5I)將聚乳酸樹脂40kg溶解在500kg 二氯甲烷溶劑中，加入聚乳酸馬來酸酐接枝共聚物20kg充分?jǐn)嚢柚敝寥芙猓?)在上述的高分子溶液中緩慢加入電磁屏蔽粉體材料140kg，高速攪拌，使粉體材料充分分散在高分子溶液中；3)采用減壓蒸餾的方法初步去除上述混合物中的二氯甲烷，用萃取劑丙酮萃取兩次后，再次采用減壓蒸餾去除殘余溶劑，直至無法檢測到溶劑為止，得到固體粉末狀混合物；4)將上述得到的固體粉末狀混合物150kg加入到50kg聚乳酸樹脂中，添加20kg增塑劑聚乙二醇400，采用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融造粒，得到具有電磁屏蔽性能的聚乳酸復(fù)合固體樹脂200kg。聚乳酸樹脂質(zhì)量含量為40.0%，界面相容劑質(zhì)量含量為7.5%，增塑劑質(zhì)量含量為10.0%，電磁屏蔽粉體的質(zhì)量含量為42.5%。實(shí)施例6I)將聚乳酸樹脂40kg溶解在500kg三氯甲烷溶劑中，加入聚乳酸馬來酸酐接枝共聚物40kg充分?jǐn)嚢柚敝寥芙猓?)在上述的高分子溶液中緩慢加入電磁屏蔽粉體材料120kg，高速攪拌，使粉體材料充分分散在高分子溶液中；3)采用減壓蒸餾的方法初步去除上述混合物中的三氯甲烷，用萃取劑乙醇萃取兩次后，再次采用減壓蒸餾去除殘余溶劑，直至無法檢測到溶劑為止，得到固體粉末狀混合物；4)將上述得到的固體粉末狀混合物150kg加入到20kg聚乳酸樹脂中，添加30kg增塑劑聚乙二醇400，采用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融造粒，得到具有電磁屏蔽性能的聚乳酸復(fù)合固體樹脂200kg。聚乳酸樹脂質(zhì)量含量為25.0%，界面相容劑質(zhì)量含量為15.0%，增塑劑質(zhì)量含量為15.0 %，電磁屏蔽粉體的質(zhì)量含量為45.0 %。
實(shí)施例7
1)將聚乳酸樹脂20kg溶解在500kg 二氯甲烷溶劑中，加入聚乳酸馬來酸酐接枝共聚物40kg充分?jǐn)嚢柚敝寥芙猓?br> 2)在上述的高分子溶液中緩慢加入電磁屏蔽粉體材料150kg，高速攪拌，使粉體材料充分分散在高分子溶液中；
3)采用減壓蒸餾的方法初步去除上述混合物中的二氯甲烷，用萃取劑丙酮萃取兩次后，再次采用減壓蒸餾去除殘余溶劑，直至無法檢測到溶劑為止，得到固體粉末狀混合物；
4)將上述得到的固體粉末狀混合物150kg加入到30kg聚乳酸樹脂中，添加30kg增塑劑聚乙二醇400，采用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融造粒，得到具有電磁屏蔽性能的聚乳酸復(fù)合固體樹脂200kg。
聚乳酸樹脂質(zhì)量含量為22.5%，界面相容劑質(zhì)量含量為15.0%，增塑劑質(zhì)量含量為15.0%，電磁屏蔽粉體的質(zhì)量含量為47.5%。
權(quán)利要求
1.一種具有電磁屏蔽性能的聚乳酸復(fù)合固體樹脂，其特征在于:復(fù)合固體樹脂的組分包括聚乳酸樹脂、界面相容劑、增塑劑和電磁屏蔽粉體。其中，聚乳酸樹脂質(zhì)量含量為20.0 % -80.0 %，界面相容劑質(zhì)量含量為0.1 % -10.0 %，增塑劑質(zhì)量含量為2.0% -20.0 %，電磁屏蔽粉體的質(zhì)量含量為3.0% -50.0 %。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有電磁屏蔽性能的聚乳酸復(fù)合固體樹脂，其特征在于:所述的界面相容劑為環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、醇酸樹脂、聚氨酯樹脂，以及聚乳酸丙烯酸衍生物、聚乳酸馬來酸酐衍生物、聚氧乙烯醚類表面活性劑、磷酸酯類表面活性劑、苯乙烯丙烯酸共聚物及其衍生物、苯乙烯馬來酸酐共聚物及其衍生物、烷基多糖類表面活性劑、纖維素及其衍生物、木質(zhì)素磺酸鹽衍生物、絲膠類蛋白質(zhì)中的任意一種或者組合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有電磁屏蔽性能的聚乳酸復(fù)合固體樹脂，其特征在于:所述增塑劑為本領(lǐng)域常用的各種增塑劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有電磁屏蔽性能的聚乳酸復(fù)合固體樹脂，其特征在于:所述的電磁屏蔽粉體為表面沉積有貴重導(dǎo)電金屬的無機(jī)填料復(fù)合粉體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的表面沉積有貴重導(dǎo)電金屬的無機(jī)填料復(fù)合粉體，其特征在于:復(fù)合粉體的顆粒大小為100nm-6000nm。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所 述的表面沉積有貴重導(dǎo)電金屬的無機(jī)填料復(fù)合粉體，其特征在于:所述的貴重導(dǎo)電金屬為鎳、鋁、鋅、欽、錳、鉻、銀、銅、鈀中的一種或幾種的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的表面沉積有貴重導(dǎo)電金屬的無機(jī)填料復(fù)合粉體，其特征在于:所述的無機(jī)填料為碳酸鈣、氧化鈣、磷酸鈣、硅酸鈣、蒙脫土、羥基磷灰石、電氣石、硅酸鎂鋁、云母、滑石粉、硫酸鋇等無機(jī)粉體中的任意一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的具有電磁屏蔽性能的聚乳酸復(fù)合固體樹脂，其特征在于:經(jīng)過下列的生產(chǎn)工藝制備， 1)將聚乳酸樹脂溶解在二氯甲烷等溶劑中，加入界面相容劑充分?jǐn)嚢柚敝寥芙猓? 2)在上述的高分子溶液中緩慢加入電磁屏蔽粉體材料，高速攪拌，使粉體材料充分分散在高分子溶液中； 3)采用減壓蒸餾的方法初步去除上述混合物中的溶劑，用萃取劑萃取兩次后，再次采用減壓蒸餾去除殘余溶劑，直至無法檢測到溶劑為止，得到固體粉末狀混合物； 4)將上述得到的固體粉末狀混合物加入到聚乳酸樹脂中，添加一定量的增塑劑，采用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融造粒，得到具有電磁屏蔽性能的聚乳酸固體樹脂。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有電磁屏蔽性能的聚乳酸復(fù)合固體樹脂及其生產(chǎn)工藝，該復(fù)合固體樹脂的組分包括聚乳酸樹脂、界面相容劑、增塑劑和電磁屏蔽粉體。其中，聚乳酸樹脂質(zhì)量含量為20.0％-80.0％，界面相容劑質(zhì)量含量為0.1％-10.0％，增塑劑質(zhì)量含量為2.0％-20.0％，電磁屏蔽粉體的質(zhì)量含量為3.0％-50.0％。添加本發(fā)明所描述的復(fù)合固體樹脂的聚乳酸油墨、塑料和纖維，材料中電磁屏蔽粉體分散均勻，對材料力學(xué)性能無負(fù)面影響，具有良好的靜電屏蔽性能，成本較低，具有廣泛的工業(yè)應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C08K9/10GK103146165SQ201310119969
公開日2013年6月12日 申請日期2013年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月9日
發(fā)明者許丹, 陳建勇, 吳航宗, 于陽陽, 萬蓉蓉 申請人:昆山翔華鯨生物科技有限公司