專利名稱：含有不銹鋼纖維的導(dǎo)電塑料母粒的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬有機(jī)電子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種包含有不銹鋼纖維的導(dǎo)電塑料母 粒的制造方法。
背景技術(shù)：
導(dǎo)電塑料是一種新型抗靜電和抗電磁波干擾的功能塑料，是采用高新技術(shù)成功研 制的市場急需的新型有機(jī)電子材料。導(dǎo)電塑料是由導(dǎo)電介質(zhì)與塑料混合制成的復(fù)合材料， 導(dǎo)電介質(zhì)的種類和分散均勻性是影響導(dǎo)電塑料性能的重要因素。目前通常選用的導(dǎo)電介質(zhì) 有導(dǎo)電粉末(如炭黑、金屬粉等)和導(dǎo)電纖維(如不銹鋼纖維、碳纖維和鍍鎳碳纖維等)。導(dǎo)電粉末在基體中相互接觸形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，因此一般需要比較大的添加量，一方 面增加成本，另一方面可能對基體的性能造成影響。導(dǎo)電纖維具有一定的長徑比，在基體中 均勻分散后容易形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，因此只要添加較少的量就可以達(dá)到很好的導(dǎo)電性能，但是 導(dǎo)電纖維容易相互粘結(jié)成團(tuán)，在后續(xù)塑料成型過程中容易斷裂，因此如何解決分散均勻和 保持較高的長徑比就成為導(dǎo)電纖維作為導(dǎo)電介質(zhì)的關(guān)鍵技術(shù)。以不銹鋼纖維為導(dǎo)電介質(zhì)制備的導(dǎo)電塑料具有防靜電、防電磁輻射、防雷達(dá)偵測 及防信息泄漏等多種功能，同時(shí)又具有穩(wěn)定性高、實(shí)用性強(qiáng)的特性，在軍用領(lǐng)域首先得到了 快速發(fā)展。民用領(lǐng)域如銀行、電信、大型計(jì)算機(jī)機(jī)房、微波站、電子工廠均采用導(dǎo)電塑料以減 少電磁輻射危害。具體而言，含不銹鋼纖維的導(dǎo)電塑料母粒可廣泛應(yīng)用于以下方面1)在電子、電器生產(chǎn)過程中使用的防靜電周轉(zhuǎn)箱、IC及IXD托盤、IC封裝、晶片載 體、薄膜袋等；2)防爆產(chǎn)品的外殼及結(jié)構(gòu)件，如煤礦、油船、油田、粉塵及可燃?xì)怏w等場合中使 用的電器產(chǎn)品外殼及結(jié)構(gòu)件；3)中、高壓電纜中使用的半導(dǎo)電屏蔽材料；4)電訊、電腦、自動化系統(tǒng)、工業(yè)用電子產(chǎn)品、消費(fèi)用電子產(chǎn)品等領(lǐng)域中的電器產(chǎn) 品屏蔽外殼；5)在燃料過濾器中可以防止汽油經(jīng)過過濾器時(shí)產(chǎn)生靜電；6)便攜測量工具外殼。檢索國內(nèi)外相關(guān)專利，主要有以下幾個(gè)國內(nèi)專利《新型電磁屏蔽塑料母粒和復(fù)合 塑料的制備方法》(公開號CN101085842)、國內(nèi)專利《含金屬纖維的顆粒狀復(fù)合材料及其 制造方法》(公開號CN1415649)、國內(nèi)專利《一種導(dǎo)電塑料及其加工方法、加工裝置》(專利 號ZL 200510086201. 9)，其他專利的信息在以上三個(gè)專利中都有介紹，這里不再做對比分 析。其中，公開號CN1415649的工藝方法仍存在著以下幾個(gè)問題1)只是簡單描述了一種加工思路，眾所周知，有機(jī)物的種類繁多，同樣起表面改性作用的有成千上萬種，因此 專利CNl 415649的實(shí)際指導(dǎo)意義非常有限；2)沒有解決材料表面的親水性的問題，導(dǎo)致纖 維不易分散到塑料基體中去，成品的電磁屏蔽效果較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種包含有不銹鋼纖維的塑料母粒的制造方法。該種塑料母粒中的不銹鋼纖維完全被高分子材料所包裹并相互隔離。以本發(fā)明的塑料母粒為原料， 在導(dǎo)電塑料制件成型時(shí)，不銹鋼纖維能抵抗塑料加工時(shí)的高剪切力，且易在塑料制件中均 勻分散、充分搭接，形成三維狀的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。應(yīng)用本發(fā)明的導(dǎo)電塑料母粒，可在不銹鋼纖維 含量低的情況下達(dá)到理想的抗靜電和電磁屏蔽效果。本發(fā)明的工藝公開了一種包含有不銹鋼纖維的導(dǎo)電塑料母粒的制造方法，通過對 不銹鋼纖維進(jìn)行預(yù)先處理和包覆，使得不銹鋼纖維可以均勻分散到塑料基體中并保持較高 的長徑比。本發(fā)明的上述目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明工藝包括以下制備步驟1)將一束連續(xù)不銹鋼纖維浸入表面改性劑溶液中進(jìn)行耦合改性處理，使其具有親 油性改性表面；在保證整束不銹鋼纖維蓬松、充分浸潤的前提下，盡量拉直不銹鋼纖維束； 烘干；2)將經(jīng)1)步處理過的不銹鋼纖維導(dǎo)入含第一高分子材料中包覆，使該第一高分 子材料在該束不銹鋼纖維中的每一根纖維表面形成包覆層；3)由切粒機(jī)將形成包覆層的該束不銹鋼纖維切斷成近似圓柱體；所述的表面改性劑溶液選自磺基丁二酸二十三烷基鈉鹽乙醇溶液、磺基丁二酸 二辛基鈉鹽乙醇溶液、烷基胺胍聚氧代乙醇溶液、磷酸半酯乙氧基化醇二鈉水溶液、3-氨丙 基三乙氧基硅烷水溶液、雙(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯乙丙醇溶液、十二烷基二甲 基胺乙內(nèi)酯水溶液、二甲基乙酸胺水溶液中的一種。發(fā)明人認(rèn)為表面改性劑理想狀態(tài)下應(yīng)在不銹鋼纖維表面形成均勻的單分子層，正 是通過發(fā)明人多年堅(jiān)持不懈的努力及相關(guān)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的累積，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)選自以上表面改性 劑溶液中的一種作表面耦合處理則可基本達(dá)到此種效果。本發(fā)明進(jìn)一步的處理工藝為1)將一束連續(xù)不銹鋼纖維浸入表面改性劑溶液中進(jìn)行耦合改性處理，使其具有親 油性改性表面；在保證整束不銹鋼纖維蓬松、充分浸潤的前提下，盡量拉直不銹鋼纖維束； 烘干；2)將經(jīng)1)步處理過的不銹鋼纖維導(dǎo)入含第一高分子材料中包覆，使該第一高分 子材料在該束不銹鋼纖維中的每一根纖維表面形成包覆層；3)將已包覆第一高分子材料的不銹鋼纖維導(dǎo)入第二高分子材料中進(jìn)行包覆，使該 第二高分子材料在該束不銹鋼纖維整體外表面形成包覆層(部分母粒產(chǎn)品可以省略此步 驟)ο4)由切粒機(jī)將該束不銹鋼纖維切斷成2 12mm長度的近似圓柱體。采用本發(fā)明所述的加工方法，除了可以精確控制塑料母粒中不銹鋼纖維的含量 夕卜，制備得到的母粒具有外觀整齊的特點(diǎn)，從而能保證后續(xù)塑料加工過程的順利進(jìn)行，所制 成的導(dǎo)電塑料具有優(yōu)異的抗靜電和電磁屏蔽性能，并且本發(fā)明的加工方法工藝簡單，可靠 性高，可滿足工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)的要求。
按照以上方法便可以得到含有不銹鋼纖維的導(dǎo)電塑料母粒，包含一束不銹鋼纖維，每根不銹鋼纖維基本平行排列。每一根不銹鋼纖維經(jīng)過表面耦合改性處理，具有親油性 表面，并且該親油性表面與用以包覆的第一高分子材料相溶，每一根纖維表面包覆第一高 分子材料并被第一高分子材料緊緊粘在一起。第二高分子材料在整束不銹鋼纖維外表面形
成一個(gè)包覆層。所述的不銹鋼纖維為高強(qiáng)、高韌的不銹鋼纖維，纖維束的等效直徑不大于3mm。所述不銹鋼纖維的直徑為3 lOOum，長徑比為100 2000。所述導(dǎo)電塑料母粒中不銹鋼纖維的比例10 95% (v% )。發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)選自以下濃度的表面改性劑溶液可以達(dá)到更好的處理狀態(tài)即磺基 丁二酸二十三烷基鈉鹽乙醇溶液，濃度 20% (質(zhì)量百分比，即Wt%)，以下同；磺基丁 二酸二辛基鈉鹽乙醇溶液，濃度2% 20% (Wt%)；烷基胺胍聚氧代乙醇溶液，濃度 5% (Wt%)；磷酸半酯乙氧基化醇二鈉水溶液，濃度 5% (Wt%) ；3-氨丙基三乙氧基 硅烷水溶液，濃度2% 10% (Wt%)；雙(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯乙丙醇溶液， 濃度2% 10% (fft% )；十二烷基二甲基胺乙內(nèi)酯水溶液，濃度2% 10% (Wt% ) ；二甲 基乙酸胺水溶液，濃度 10% (Wt% )；所述的第一高分子材料與塑料器件的基體高分子材料相溶，分子量在500 20000之間。將第一高分子材料配成溶液對處理過的不銹鋼纖維進(jìn)行包覆，所述的第一高分 子材料溶液可以選自聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段型聚醚(乙醇溶液)，分子量在1500 5000 之間，濃度4% 50% (Wt% )；多元醇酯(如GlycolabeK180，GlycolabeKvl等環(huán)己酮溶 液)，濃度3% 50% (Wt% )；聚酯(如丙氧基雙酚A富馬酸樹脂的甲氧基丁酯溶液)，濃 度2% 40% (fft% )；溶劑型環(huán)氧樹脂，濃度3% 40% (fft% )0所述的第二高分子材料與塑料器件的基體高分子材料相同或部分相同，部分相同 時(shí)應(yīng)相溶，如PC, ΡΕ, PP, ABS, PET等。所述的第一高分子材料、第二高分子材料可以是多種高分子材料的組合。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下特點(diǎn)1)詳細(xì)介紹了一種不銹鋼纖維導(dǎo)電塑料母粒的制造方法，單獨(dú)使用此母粒生產(chǎn)的 導(dǎo)電塑料在不銹鋼纖維含量低的情況下，即可達(dá)到理想的抗靜電和電磁屏蔽效果不銹鋼 纖維含量達(dá)到0.6% (v%)，導(dǎo)電塑料具有抗靜電效果；不銹鋼纖維含量達(dá)到0.8% (v%), 導(dǎo)電塑料具有電磁屏蔽效果。2)根據(jù)本發(fā)明專利制造的導(dǎo)電塑料母?？梢园凑諏?dǎo)電塑料性能要求同塑料按任 意比例混合制造導(dǎo)電塑料粒子，生產(chǎn)廠家可以使用普通擠塑機(jī)將導(dǎo)電塑料粒子擠壓成型后 得到具有導(dǎo)電功能的塑料器件，或者將導(dǎo)電塑料母粒按照導(dǎo)電塑料性能要求同塑料按任意 比例混合直接通過普通擠塑機(jī)擠壓成塑料器件。這與其他專利相比，導(dǎo)電塑料工藝流程短， 加工設(shè)備簡單，適應(yīng)性強(qiáng)，特別適合大規(guī)模生產(chǎn)、使用。3)導(dǎo)電塑料母粒生產(chǎn)制造過程中對不銹鋼纖維幾乎沒有損傷，后續(xù)導(dǎo)電塑料的加 工過程中不銹鋼纖維也只經(jīng)過一次或兩次剪切過程，而且因?yàn)楸景l(fā)明獨(dú)特的導(dǎo)電塑料母粒 制造工藝，不銹鋼纖維非常容易均勻分散到塑料基體中，因此不銹鋼纖維在整個(gè)生產(chǎn)加工 過程中所受到的損傷非常小，成品器件中纖維的長徑比較高。相同含量下，成品器件具有較 好的防靜電和電磁屏蔽性能。
4)利用本發(fā)明提供的導(dǎo)電塑料母粒同塑料混合后制造的塑料器件中，不銹鋼纖維 與塑料基體充分混合，即不銹鋼纖維均勻分散在塑料基體的任何部位，因此塑料器件的導(dǎo) 電功能與塑料器件具有相同的壽命，并且性能穩(wěn)定。


圖1為本發(fā)明所述實(shí)施例一的導(dǎo)電塑料母粒內(nèi)部結(jié)構(gòu)掃描電鏡圖；圖2A和2B為本發(fā)明所述含不銹鋼纖維的導(dǎo)電塑料母粒外觀示意圖和橫切面示意 圖；圖3為本發(fā)明所述含不銹鋼纖維的導(dǎo)電塑料母粒的加工方法流程圖。
具體實(shí)施例方式以下通過具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)地說明。本發(fā)明提供了一種包含有不銹鋼纖維的導(dǎo)電塑料母粒的制造方法。該種塑料母粒 中的不銹鋼纖維由高分子材料隔離，并且完全被高分子材料包裹。圖2A和圖2B為本發(fā)明 所述含不銹鋼纖維的塑料母粒20的結(jié)構(gòu)示意圖，其特征在于包含一束不銹鋼纖維21，每根 不銹鋼纖維基本平行排列，每一根不銹鋼纖維經(jīng)過表面耦合改性處理，具有親油性表面22， 并且該親油性表面與用以包覆的第一高分子材料23相溶。每一根纖維表面包覆第一高分 子材料并被第一高分子材料緊緊粘在一起。第二高分子材料24在整束不銹鋼纖維外表面 形成一個(gè)包覆層。所述的不銹鋼纖維為高強(qiáng)、高韌的不銹鋼纖維，纖維束的等效直徑不大于3mm。所述不銹鋼纖維的直徑為3 lOOum，長徑比為100 2000。所述導(dǎo)電塑料母粒中不銹鋼纖維的比例10 95% (v% )。所述表面改性劑理想狀態(tài)下應(yīng)在不銹鋼纖維表面形成均勻的單分子層，本發(fā)明所 指的表面改性劑溶液選自以下中一種，則可基本達(dá)到此種效果即磺基丁二酸二十三烷基 鈉鹽乙醇溶液，濃度 20% (fft%)；磺基丁二酸二辛基鈉鹽乙醇溶液，濃度2% 20% (Wt% )；烷基胺胍聚氧代乙醇溶液，濃度小于 5%;磷酸半酯乙氧基化醇二鈉水溶液， 濃度小于 5% ；3-氨丙基三乙氧基硅烷水溶液，濃度2% 10% ；雙(二辛氧基焦磷 酸酯基)乙撐鈦酸酯乙丙醇溶液，濃度2% 10% ；十二烷基二甲基胺乙內(nèi)酯水溶液，濃度 2% 10% ；二甲基乙酸胺水溶液，濃度 10% ；所述的第一高分子材料應(yīng)與塑料器件的基體高分子材料相溶，分子量可在500 20000之間。如聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段型聚醚(乙醇溶液)，分子量1500 5000之間， 濃度小于50% (fft% )；多元醇酯(如GlycolabeK180，GlycolabeKvl等環(huán)己酮溶液)，濃度 小于50% (fft%)；聚酯(如丙氧基雙酚A富馬酸樹脂的甲氧基丁酯溶液)，濃度小于40% (Wt%)；溶劑型環(huán)氧樹脂，濃度小于40% (Wt%)。第一高分子材料應(yīng)易于與表面改性劑結(jié) 合，第一高分子材料的某個(gè)基團(tuán)可以與改性劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或物理結(jié)合，如交聯(lián)。所述的第二高分子材料與塑料器件的基體高分子材料相同或部分相同，部分相同 時(shí)應(yīng)相溶，如PC, PE，PP，ABS, PET等。所述的第一高分子材料、第二高分子材料可以是多種高分子材料的組合。如圖2A和圖2B所示，根據(jù)本發(fā)明制造的塑料母粒20為外觀呈近似圓柱的顆粒狀的高分子復(fù)合材料。該塑料母粒中的不銹鋼纖維束從該圓柱顆粒中的一端延伸至另一端。根據(jù)本發(fā)明制造的含不銹鋼纖維的塑料母粒作為導(dǎo)電塑料制件的用料，可以采用 注射成型、擠出成型或是壓鑄成型等加工方式。實(shí)施例一在本實(shí)施例一中，所述含不銹鋼纖維的塑料母粒中的不銹鋼纖維的直徑為12 ym， 長度為6mm，不銹鋼纖維所占體積比為25%。具體的生產(chǎn)過程為1)將一束連續(xù)不銹鋼纖維浸入濃度為3% (Wt% )的磺基丁二酸二十三烷基鈉鹽 乙醇溶液進(jìn)行耦合改性處理，使其具有親油性改性表面。在保證整束不銹鋼纖維蓬松、充分 浸潤的前提下，盡量拉直不銹鋼纖維束。烘干經(jīng)處理過的不銹鋼纖維束。2)將1)步中不銹鋼纖維導(dǎo)入濃度為35% (fft% )的聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段型 聚醚乙醇溶液(分子量約2600)進(jìn)行包覆，使該聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段型聚醚在該束不 銹鋼纖維中的每一根纖維表面形成包覆層，烘干；該包覆層在成品母粒中所占比例為10% (fft% )。3)將包覆聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段型聚醚的不銹鋼纖維導(dǎo)入PC材料中進(jìn)行包覆， 使該第二高分子材料在該束不銹鋼纖維整體外表面形成包覆層，該包覆層在成品母粒中所 占比例為15% (fft% )04)由切粒機(jī)將該束不銹鋼纖維切斷成長6mm的小圓柱體。本實(shí)施例的塑料母粒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)掃描電鏡如圖1所示，由圖中可見，纖維呈基本 平行排列，每根不銹鋼纖維都被高分子材料所包覆，纖維間被該高分子材料所隔離。以PC 為主原料，以本實(shí)施例的塑料母粒作為添加料，采用單螺桿注塑機(jī)直接注射成型PC導(dǎo)電塑 料測試樣板，進(jìn)行電磁屏蔽效能測試，測試結(jié)果見表1。測試樣板尺寸為150mmX150mm，厚 度 3mm。表1 電磁屏蔽效能測試結(jié)果(實(shí)施例一) 從表1可以看出，用本實(shí)施例的塑料母粒制成的導(dǎo)電塑料具有非常好的電磁屏蔽 效果。實(shí)施例二與實(shí)施例一相比，實(shí)施例二中含不銹鋼纖維的塑料母粒中的不銹鋼纖維的直徑同 樣為12 y m，長度同樣為6mm，不同的是塑料母粒中的不銹鋼纖維含量為30v%。具體的生產(chǎn) 過程為1)將一束連續(xù)不銹鋼纖維浸入濃度為3% (Wt% )的3-氨丙基三乙氧基硅烷水溶 液進(jìn)行耦合改性處理，使其具有親油性改性表面。在保證整束不銹鋼纖維蓬松、充分浸潤的 前提下，盡量拉直不銹鋼纖維束。
2)將不銹鋼纖維導(dǎo)入濃度30% (Wt%)丙氧基雙酚A富馬酸樹脂的甲氧基丁酯溶 液進(jìn)行包覆，使該丙氧基雙酚A富馬酸樹脂在該束不銹鋼纖維中的每一根纖維表面形成包 覆層，該包覆層在成品母粒中所占比例為10% (fft% ) 3)將包覆丙氧基雙酚A富馬酸樹脂的不銹鋼纖維導(dǎo)入PC材料中進(jìn)行包覆，使該第 二高分子材料在該束不銹鋼纖維整體外表面形成包覆層，該包覆層在成品母粒中所占比例 為 15% (fft% )。4)由切粒機(jī)將該束不銹鋼纖維切斷成長6mm的小圓柱體。在注射成型之前，預(yù)先將本實(shí)施例的塑料母粒與PC料通過造粒機(jī)混合制成二次 粒料，然后再將該二次粒料用注塑機(jī)注射成型PC測試樣板，進(jìn)行電磁屏蔽效能測試，結(jié)果 見表2。測試條件與實(shí)施例一相同。表2電磁屏蔽效能測試結(jié)果(實(shí)施例二 ) 對比表1與表2，可以看出，在實(shí)施例二中的不銹鋼纖維經(jīng)過兩次加工，承受兩次 高剪切力的作用，雖然受到了一些損傷，仍能在塑料制件中形成良好的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，因此導(dǎo)電 塑料制件依然能獲得較佳的屏蔽效果。實(shí)施例三在本實(shí)施例三中，所述含不銹鋼纖維的塑料母粒中的不銹鋼纖維的直徑為12 ym， 長度為6mm，不銹鋼纖維所占體積比為約92%。具體的生產(chǎn)過程為1)將一束連續(xù)不銹鋼纖維浸入濃度為5% (Wt% )的雙(二辛氧基焦磷酸酯基) 乙撐鈦酸酯乙丙醇溶液進(jìn)行耦合改性處理，使其具有親油性改性表面。在保證整束不銹鋼 纖維蓬松、充分浸潤的前提下，盡量拉直不銹鋼纖維束。烘干經(jīng)處理過的不銹鋼纖維束。2)將1)步中不銹鋼纖維導(dǎo)入濃度為濃度30% (fft% )丙氧基雙酚A富馬酸樹脂 的甲氧基丁酯溶液進(jìn)行包覆，使該丙氧基雙酚A富馬酸樹脂在該束不銹鋼纖維中的每一根 纖維表面形成包覆層，烘干；該包覆層在成品母粒中所占比例為10% (fft%)03)由切粒機(jī)將該束不銹鋼纖維切斷成長6mm的小圓柱體。以本實(shí)施例的塑料母粒作為添加料，采用單螺桿注塑機(jī)直接注射成型PC導(dǎo)電塑 料測試樣板，進(jìn)行電磁屏蔽效能測試，測試結(jié)果見表3。測試樣板尺寸為150mmX150mm，厚 度 3mm。表1 電磁屏蔽效能測試結(jié)果(實(shí)施例三) 從表3可以看出，用本實(shí)施例的塑料母粒因?yàn)闆]有包覆第二高分子材料，與實(shí)施 例一相比，在注射成型時(shí)螺桿剪切力對纖維影響略大，屏蔽性能略低，但仍然有良好的屏蔽 效果。實(shí)施例四與實(shí)施例一相比，實(shí)施例四中含不銹鋼纖維的塑料母粒中的不銹鋼纖維的直徑同 樣為12i!m，長度同樣為6mm，不銹鋼纖維所占體積比為同25%，不同的是成品中的不銹鋼 纖維含量非常低。具體的生產(chǎn)過程為1)將一束連續(xù)不銹鋼纖維浸入濃度為3% (fft% )的十二烷基二甲基胺乙內(nèi)酯水 溶液進(jìn)行耦合改性處理，使其具有親油性改性表面。在保證整束不銹鋼纖維蓬松、充分浸潤 的前提下，盡量拉直不銹鋼纖維束。烘干經(jīng)處理過的不銹鋼纖維束。2)將1)步中不銹鋼纖維導(dǎo)入濃度為35% (fft% )的聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段型 聚醚乙醇溶液(分子量約2600)進(jìn)行包覆，使該聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段型聚醚在該束不 銹鋼纖維中的每一根纖維表面形成包覆層，烘干；該包覆層在成品母粒中所占比例為10% (fft% )。3)將包覆聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段型聚醚的不銹鋼纖維導(dǎo)入PC材料中進(jìn)行包覆， 使該第二高分子材料在該束不銹鋼纖維整體外表面形成包覆層，該包覆層在成品母粒中所 占比例為15% (fft% )04)由切粒機(jī)將該束不銹鋼纖維切斷成長6mm的小圓柱體。以PC為主原料，以本實(shí)施例的塑料母粒作為添加料，采用單螺桿注塑機(jī)直接注 射成型PC導(dǎo)電塑料測試樣板，進(jìn)行電磁屏蔽效能測試，測試結(jié)果見表1。測試樣板尺寸為 150mmX 150mm,厚度 3mm。表4 電磁屏蔽效能測試結(jié)果(實(shí)施例四) 從表4可以看出，用本實(shí)施例的塑料母粒制成的導(dǎo)電塑料在不銹鋼纖維含量非常 低的情況下仍然具有較好的電磁屏蔽效果。實(shí)施例五與實(shí)施例四相比，實(shí)施例五中含不銹鋼纖維的塑料母粒中的不銹鋼纖維的直徑同樣為12i!m，長度同樣為6mm，不銹鋼纖維所占體積比為同25%，不同的是成品中的不銹鋼 纖維含量更低，成品可以起到很好的防靜電效果。具體的生產(chǎn)過程為1)將一束連續(xù)不銹鋼纖維浸入濃度為3% (Wt% )的磺基丁二酸二十三烷基鈉鹽 乙醇溶液進(jìn)行耦合改性處理，使其具有親油性改性表面。在保證整束不銹鋼纖維蓬松、充分 浸潤的前提下，盡量拉直不銹鋼纖維束。烘干經(jīng)處理過的不銹鋼纖維束。2)將1)步中不銹鋼纖維導(dǎo)入濃度為35% (fft% )的聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段型 聚醚乙醇溶液(分子量約2600)進(jìn)行包覆，使該聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段型聚醚在該束不 銹鋼纖維中的每一根纖維表面形成包覆層，烘干；該包覆層在成品母粒中所占比例為10% (fft% )。3)將包覆聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段型聚醚的不銹鋼纖維導(dǎo)入PC材料中進(jìn)行包覆， 使該第二高分子材料在該束不銹鋼纖維整體外表面形成包覆層，該包覆層在成品母粒中所 占比例為15% (fft% )04)由切粒機(jī)將該束不銹鋼纖維切斷成長6mm的小圓柱體。以PC為主原料，以本實(shí)施例的塑料母粒作為添加料，采用單螺桿注塑機(jī)直接注射 成型PVC導(dǎo)電塑料測試樣板，進(jìn)行電磁屏蔽效能測試，測試結(jié)果見表5。測試樣板尺寸為 150mmX 150mm,厚度 3mm。表5 電磁屏蔽效能測試結(jié)果(實(shí)施例五) 從表5可以看出，用本實(shí)施例的塑料母粒制成的導(dǎo)電塑料在不銹鋼纖維含量非常 低的情況下仍然具有較小的體積電阻率，具有良好的防靜電效果。本發(fā)明還提供了對應(yīng)于實(shí)施例一中的塑料母粒的加工方法，如圖3所示，包括以 下步驟1)將一束連續(xù)不銹鋼纖維浸入表面改性劑中進(jìn)行耦合改性處理，使其具有親油性 改性表面。2)將不銹鋼纖維導(dǎo)入第一高分子材料包覆，使該第一高分子材料在該束不銹鋼纖 維中的每一根纖維表面形成包覆層。3)將已包覆第一高分子材料的不銹鋼纖維導(dǎo)入第二高分子材料包覆，使該第二高 分子材料在該束不銹鋼纖維整體外表面形成包覆層(部分母粒產(chǎn)品可以省略此步驟)。4)由切粒機(jī)將該束不銹鋼纖維切斷成一定長度的近似圓柱體。最后所應(yīng)說明的是實(shí)施例一、二、三、四、五僅是本發(fā)明的幾個(gè)較佳實(shí)施例，可以 使本專業(yè)技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。本專業(yè)技術(shù)人員應(yīng) 當(dāng)理解，可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋 在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
一種含有不銹鋼纖維的導(dǎo)電塑料母粒的制備方法，其特征在于，包括以下制備步驟1)將一束連續(xù)不銹鋼纖維浸入表面改性劑溶液中進(jìn)行耦合改性處理，使其具有親油性改性表面；在保證整束不銹鋼纖維蓬松、充分浸潤的前提下，盡量拉直不銹鋼纖維束；烘干；2)將經(jīng)1)步處理過的不銹鋼纖維導(dǎo)入含第一高分子材料中包覆，使該第一高分子材料在該束不銹鋼纖維中的每一根纖維表面形成包覆層；3)由切粒機(jī)將形成包覆層的該束不銹鋼纖維切斷成近似圓柱體；所述的表面改性劑溶液選自磺基丁二酸二十三烷基鈉鹽乙醇溶液、磺基丁二酸二辛基鈉鹽乙醇溶液、烷基胺胍聚氧代乙醇溶液、磷酸半酯乙氧基化醇二鈉水溶液、3-氨丙基三乙氧基硅烷水溶液、雙(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯乙丙醇溶液、十二烷基二甲基胺乙內(nèi)酯水溶液、二甲基乙酸胺水溶液中的一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含有不銹鋼纖維的導(dǎo)電塑料母粒的制備方法，其特征在 于，將被包覆第一高分子材料的不銹鋼纖維導(dǎo)入第二高分子材料中進(jìn)行包覆，使該第二高 分子材料在該束不銹鋼纖維整體外表面形成包覆層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種含有不銹鋼纖維的導(dǎo)電塑料母粒的制備方法，其特 征在于，所 述的磺基丁二酸二十三烷基鈉鹽乙醇溶液，質(zhì)量百分比為濃度 20% ；磺基 丁二酸二辛基鈉鹽乙醇溶液，質(zhì)量百分比濃度2% 20% ；烷基胺胍聚氧代乙醇溶液，質(zhì)量 百分比濃度 5% ；磷酸半酯乙氧基化醇二鈉水溶液，質(zhì)量百分比濃度 5% ;3_氨 丙基三乙氧基硅烷水溶液，質(zhì)量百分比濃度2% 10%;雙(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦 酸酯乙丙醇溶液，質(zhì)量百分比濃度2% 10% ；十二烷基二甲基胺乙內(nèi)酯水溶液，質(zhì)量百分 比濃度2% 10% ；二甲基乙酸胺水溶液，質(zhì)量百分比濃度 10% ；
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種含有不銹鋼纖維的導(dǎo)電塑料母粒的制備方法，其特 征在于，所述的第一高分子材料與塑料器件的基體高分子材料相溶，分子量在500 20000 之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種含有不銹鋼纖維的導(dǎo)電塑料母粒的制備方法，其特 征在于，所述的第一高分子材料為聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段型聚醚、多元醇酯、聚酯或溶劑型 環(huán)氧樹脂。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種含有不銹鋼纖維的導(dǎo)電塑料母粒的制備方法，其特 征在于，將第一高分子材料配成溶液對處理過的不銹鋼纖維進(jìn)行包覆，所述的第一高分子 材料溶液為聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段型聚醚乙醇溶液，聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段型聚醚的分子 量在1500 5000之間，質(zhì)量百分比濃度4% 50% ；或GlycolabeK180的環(huán)己酮溶液或 GlycolabeVl的環(huán)己酮溶液，質(zhì)量百分比濃度3% 50%;或丙氧基雙酚A富馬酸樹脂的甲 氧基丁酯溶液，質(zhì)量百分比濃度2 % 40 % ；溶劑型環(huán)氧樹脂，質(zhì)量百分比濃度3 % 40 %。
全文摘要
本發(fā)明公開了含有不銹鋼纖維的導(dǎo)電塑料母粒的制備方法。該種塑料母粒中的不銹鋼纖維間由高分子材料所隔離，并且完全被高分子材料所包裹。以本發(fā)明的塑料母粒為原料，在與塑料混合進(jìn)行二次造?；?qū)щ娝芰现萍尚蜁r(shí)，不銹鋼纖維能抵抗塑料加工時(shí)的高剪切力，且很容易在塑料制件中均勻分散，充分搭接，形成三維狀的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。應(yīng)用本發(fā)明的導(dǎo)電塑料母粒，可在不銹鋼纖維含量低的情況下，即可達(dá)到理想的抗靜電和電磁屏蔽效果。
文檔編號H01B1/22GK101840745SQ20101014011
公開日2010年9月22日 申請日期2010年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月7日
發(fā)明者吳曉春, 汪洪, 藍(lán)忠 申請人:湖南惠同新材料股份有限公司