專(zhuān)利名稱(chēng)：一種屏蔽寬頻電磁波的聚乙烯復(fù)合膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚乙烯樹(shù)脂薄膜，進(jìn)一步地說(shuō)，是涉及能屏蔽寬頻電磁波的聚乙烯薄膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
在電子、電氣、通訊及信息產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的社會(huì)，電磁波干擾、電磁波信息泄密及電磁波環(huán)境污染等已經(jīng)成為日益嚴(yán)重的社會(huì)問(wèn)題。電磁波是一種電磁能量的傳遞過(guò)程，是一種橫波，其傳播形式與光相類(lèi)似。根據(jù)schelkunoff電磁屏蔽理論，電磁波能量的屏蔽衰減有反射損耗、吸收損耗和內(nèi)部反射損耗三種形式，在通常情況下，主要受到反射損耗和吸收損耗的影響。電磁防護(hù)材料就是利用對(duì)電磁波的反射和吸收來(lái)達(dá)到屏蔽電磁波的效果。導(dǎo)電性材料的波阻抗和空氣介質(zhì)的波阻抗相差較大，主要通過(guò)反射損耗來(lái)屏蔽電磁波，而磁性材料主要通過(guò)對(duì)電磁波的吸收損耗來(lái)屏蔽。兩種屏蔽方法復(fù)合使用，可以互相彌補(bǔ)屏蔽缺陷，顯著提高包裝材料的電磁屏蔽性能。
電磁波防護(hù)材料種類(lèi)較多，主要有填充型復(fù)合材料和表面涂覆(涂料和電鍍)材料兩大類(lèi)。填充型復(fù)合材料具有防護(hù)性能穩(wěn)定、成本低、加工工藝簡(jiǎn)便，適合大批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，但其受制備工藝的影響，當(dāng)添加量過(guò)大時(shí)，基體和添加劑間的相容性差，影響材料的力學(xué)性能，這種現(xiàn)象在薄膜材料中最為普遍；表面涂覆材料的屏蔽效果好，應(yīng)用范圍廣，但其表層涂覆材料易氧化、脫落，從而造成屏蔽效果不穩(wěn)定。因此需要研發(fā)一種具有表面鍍層的填充型復(fù)合膜，表面鍍層可反射較高頻的電磁波，而填充型的膜中可添加磁性添加劑，使其能吸收未能被鍍層反射掉的低頻電磁波，從而拓寬薄膜的電磁屏蔽范圍。
聚乙烯塑料是目前最常用的包裝材料，它是世界五大通用塑料之一，具有質(zhì)輕、無(wú)毒，加工成型方便，價(jià)格低廉，耐化學(xué)腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，尤其是其柔韌性和流延性好，較適宜吹膜，被廣泛應(yīng)用在電器、化工、軍事，食品包裝等領(lǐng)域。但聚乙烯電絕緣性好，本身不具備屏蔽電磁波的功能，無(wú)法直接進(jìn)行防電磁包裝，需要對(duì)其進(jìn)行一定的電磁改性。
在填充型電磁屏蔽聚乙烯復(fù)合材料方面，目前國(guó)內(nèi)外主要使用的添加劑有納米碳黑、納米碳管、導(dǎo)電性的金屬纖維和金屬粉、導(dǎo)電玻璃微珠等。如日本日立化成工業(yè)公司用黃銅纖維填充AAS基體制得的材料在100-1000MHz時(shí)的屏蔽效能在30dB以上；北京化工大學(xué)高分子材料共混改性研究室研制的碳纖維/PVC糊復(fù)合材料對(duì)1000MHz的電磁波屏蔽效果為35dB。
不銹鋼纖維是較常用于防電磁領(lǐng)域的材料，但其質(zhì)地柔軟，纖維和有機(jī)樹(shù)脂的相容性很差，不易添加到樹(shù)脂基體中，因此，一般的添加量均不大，最大在8％左右。北京理工大學(xué)爆炸科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室研制的LDPE/不銹鋼纖維電磁屏蔽材料的屏蔽效能為22dB，不銹鋼纖維的最大添加量為10％左右，在最大添加量時(shí)，材料的力學(xué)拉伸性能為9MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為50％。即不銹鋼纖維的加入對(duì)力學(xué)性能影響很大。從而對(duì)軟包裝材料的力學(xué)性能、電磁和導(dǎo)電性能均有決定性影響。
常用的鍍層材料為導(dǎo)電性好，不易氧化的金屬材料，主要有鋁粉、鎳粉、銅粉等。其中鋁粉具有導(dǎo)電性好，不易氧化，鍍膜溫度低等優(yōu)點(diǎn)，是鍍膜中常用的材料。航天材料及工藝研究所的汪榮華等比較了不同鍍層的屏蔽效果，其中1.3μm的真空鍍鋁層在30-1000MHz的屏蔽效能達(dá)到30dB。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)聚乙烯無(wú)法屏蔽電磁波的缺點(diǎn)，采用磁性的電磁波屏蔽添加劑添加到聚乙烯樹(shù)脂中，制成基體膜，使其吸收低頻段的電磁波；并在基體膜表面鍍一層金屬層，使其能反射較高頻段的電磁波。從而通過(guò)采用鍍膜和填充型屏蔽膜相結(jié)合的方法，在填充型聚乙烯屏蔽膜外面鍍一層金屬層，使其即能屏蔽高低頻段的寬頻段電磁波，從而又具有包裝阻隔、抗靜電功能。
本發(fā)明的目的是提供一種屏蔽寬頻電磁波的聚乙烯復(fù)合膜，其可主要應(yīng)用于軍品與電子產(chǎn)品的電磁防護(hù)內(nèi)包裝材料領(lǐng)域。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供所述屏蔽寬頻電磁波的聚乙烯復(fù)合膜的制備方法。
本發(fā)明所述的屏蔽寬頻電磁波的聚乙烯復(fù)合膜，包括基體膜和基體膜表面鍍層，其中基體膜為含有電磁波屏蔽添加劑的聚乙烯樹(shù)脂膜。以所述聚乙烯樹(shù)脂100重量份數(shù)計(jì)，電磁波屏蔽含劑為10～100重量份數(shù)，優(yōu)選為30～70重量份數(shù)。所述電磁波屏蔽添加劑主要為兩種，一種為金屬類(lèi)導(dǎo)電纖維和金屬導(dǎo)電粉的混合物，另一種為金屬類(lèi)導(dǎo)電纖維和碳素類(lèi)纖維的混合物。其中基體膜表面鍍層為金屬鍍層，優(yōu)選為鋁鍍層或鎳鍍層。鍍層平均厚度為1～20μm。鍍層厚度優(yōu)選為5～20μm，更優(yōu)選為10～20μm。
本發(fā)明所述的聚乙烯復(fù)合膜，其中所述的聚乙烯樹(shù)脂為現(xiàn)有技術(shù)種通?？捎糜诖的こ尚椭苽淠ぶ破返木垡蚁?shù)脂。
本發(fā)明所述的聚乙烯復(fù)合膜，當(dāng)其中基體膜所含的電磁波屏蔽添加劑為金屬類(lèi)導(dǎo)電纖維和金屬導(dǎo)電粉時(shí)，金屬類(lèi)導(dǎo)電纖維為多晶鐵纖維和不銹鋼纖維的混合物。金屬類(lèi)導(dǎo)電纖維直徑范圍為1～30μm，優(yōu)選為1～20μm，更優(yōu)選為5～20μm，纖維長(zhǎng)度范圍為0.5～50mm，優(yōu)選為1～30mm，更優(yōu)選為1～20mm。所述金屬導(dǎo)電粉為以下物質(zhì)之一鎳粉、銅粉、鐵粉、鋁粉，優(yōu)選為鎳粉。金屬導(dǎo)電粉的平均粒徑為1～3μm。其中金屬導(dǎo)電粉、多晶鐵纖維及不銹鋼纖維的重量比為1∶1∶1～1∶1∶4。
上述將作為纖維狀填料的金屬類(lèi)纖維與作為球狀填料的金屬導(dǎo)電粉復(fù)合作為電磁屏蔽添加劑，其導(dǎo)電率大于單獨(dú)使用球狀或纖維狀填料時(shí)的導(dǎo)電率。因?yàn)樘盍系男螤顚?duì)導(dǎo)電率有較大影響，一般情況下，各種填料并用時(shí)對(duì)提高導(dǎo)電率有利，兩種填料并用時(shí)，粒子間存在由點(diǎn)到點(diǎn)，由點(diǎn)到線，由線到點(diǎn)，由線到線四種接觸方式，粒子間的接觸面積大，接觸幾率大，形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)相對(duì)密集、完整，導(dǎo)電性能也較高，同時(shí)拓寬電磁波屏蔽范圍，能協(xié)同提高聚乙烯膜的電磁波屏蔽效能。
本發(fā)明所述的聚乙烯復(fù)合膜，當(dāng)其中基體膜所含的電磁波屏蔽添加劑為金屬類(lèi)導(dǎo)電纖維與碳素類(lèi)纖維的混合物時(shí)，所述金屬類(lèi)導(dǎo)電纖維為上述多晶鐵纖維和上述不銹鋼纖維中的任一種或其混合物。
以上所述碳素類(lèi)纖維為以下物質(zhì)之一鍍鎳碳纖維、鍍鎳石墨纖維。碳素類(lèi)纖維的直徑范圍為1～30μm，優(yōu)選為1～20μm，更優(yōu)選為5～20μm，纖維長(zhǎng)度范圍為0.5～50mm，優(yōu)選為1～30mm，更優(yōu)選為1～20mm。
所述電磁波屏蔽添加劑中金屬類(lèi)導(dǎo)電纖維與碳素類(lèi)纖維的重量比為1∶4～4∶1，優(yōu)選為1∶2～2∶1。
上述碳素類(lèi)纖維與基體樹(shù)脂的相容性優(yōu)于金屬類(lèi)導(dǎo)電纖維，它可與基體樹(shù)脂緊密結(jié)合，并在基體樹(shù)脂中均勻分散，因此可以相對(duì)降低電磁屏蔽添加劑的含量；此外加入碳素類(lèi)纖維還可以提高基體的力學(xué)性能，當(dāng)受到外力時(shí)，粒子在基體內(nèi)部產(chǎn)生很多的微變形區(qū)，吸收大量能量，能較好地傳遞所承受的應(yīng)力，又可引發(fā)基體屈服，消耗大量沖擊能，起到增強(qiáng)和增韌的作用；此外碳素類(lèi)纖維還可以改善組合物的抗靜電性，在電磁屏蔽方面與金屬類(lèi)導(dǎo)電纖維起到協(xié)同作用。
本發(fā)明所述的聚乙烯復(fù)合膜，其中所述基體膜中還可以包含有以聚乙烯樹(shù)脂100重量份數(shù)計(jì)，0.5～1重量份數(shù)的抗氧化劑。所述抗氧化劑為酚類(lèi)抗氧劑和/或硫代酯類(lèi)抗氧劑，當(dāng)抗氧化劑為酚類(lèi)抗氧劑和硫代酯類(lèi)抗氧劑的混合物時(shí)，酚類(lèi)抗氧劑與硫代酯類(lèi)抗氧劑的重量比為0.8∶1.2～1.2∶0.8。其中所述酚類(lèi)抗氧劑優(yōu)選為四[β-(3’，5’-二叔丁基-4’-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，硫代酯類(lèi)抗氧劑優(yōu)選為硫代二丙酸二月桂酯。
為了使所述金屬類(lèi)纖維和金屬導(dǎo)電粉在聚乙烯樹(shù)脂中更好地分散，本發(fā)明所述的聚乙烯復(fù)合膜，其基體膜中以聚乙烯樹(shù)脂100重量份數(shù)計(jì)，還可包含有0.5～1重量份數(shù)的液體石蠟。
本發(fā)明所述的聚乙烯復(fù)合膜，其中所述基體膜中還可以包含有聚乙烯膜中常用的添加劑，如增塑劑、增容劑、偶聯(lián)劑等，使用量為通常用量。
本發(fā)明所述的屏蔽寬頻電磁波的聚乙烯復(fù)合膜的制備方法如下所述包括將所述各組分按所述量充分混合，經(jīng)過(guò)通常的聚乙烯樹(shù)脂的熔融共混方法制得填充型聚乙烯基體膜的粒料，將此粒料加入到吹膜機(jī)中吹膜，再將制的薄膜上鍍一層鋁層，從而得到所述的屏蔽寬頻電磁波的聚乙烯復(fù)合膜。
具體可為將上述各組分按所述用量通過(guò)高速混合機(jī)，使其混合均勻，其中共混機(jī)共混轉(zhuǎn)速為800～1000轉(zhuǎn)/min。將所述混合物經(jīng)雙螺桿熔融共混，共混溫度為聚乙烯通常熔融共混工藝的通常溫度，優(yōu)選可為150～170℃。之后冷卻、切粒、制成電磁波屏蔽料粒。粒料在吹膜機(jī)上吹膜，吹膜溫度采用聚乙烯吹膜的通常溫度，優(yōu)選可為158～166℃。然后在制好的薄膜上鍍一層金屬膜，金屬膜優(yōu)選鋁膜或鎳膜。鍍層平均厚度為1～20μm，優(yōu)選為5～20μm，更優(yōu)選為10～20μm。鍍鋁或鍍鎳過(guò)程中鐘罩的真空度20-8Pa，轟擊電流100mA。鍍鋁層選用的鋁粉為粉狀，含量≥99.5％，市售的鋁粉一般平均粒徑≤200目(≤100μm)，相對(duì)電導(dǎo)率0.61，相對(duì)磁導(dǎo)率1。鍍鎳層選用的鎳粉為粉狀，市售的鎳粉一般平均粒徑為1.50～3μm。
當(dāng)本發(fā)明聚乙烯復(fù)合膜的電磁波屏蔽劑中含有不銹鋼纖維時(shí)，在制備過(guò)程中不銹鋼纖維較易團(tuán)聚，影響添加量，且在材料內(nèi)容易分散不均勻，為了改善不銹鋼纖維的分散性以得到更好的混合效果，可將不銹鋼纖維進(jìn)行預(yù)處理后，再將各組分進(jìn)行充分混合，即優(yōu)選包括以下步驟的制備方法①用所述聚乙烯樹(shù)脂中的適量熔融后對(duì)長(zhǎng)不銹鋼纖維進(jìn)行表面凝固處理，即將長(zhǎng)不銹鋼纖維束表面上均勻涂敷一薄層熔融的聚乙烯；此處的適量是指所用聚乙烯熔融后可將長(zhǎng)不銹鋼纖維包裹住即可，一般為所要處理的不銹鋼纖維重量的1/2～1倍。
②待不銹鋼纖維上的聚乙烯凝固后，將長(zhǎng)的不銹鋼纖維切成所述長(zhǎng)度的短纖維；
③將上述經(jīng)處理后的不銹鋼纖維同包括剩余聚乙烯樹(shù)脂在內(nèi)的各組分按所述量充分混合；④將上述混合料經(jīng)過(guò)熔融共混制得所述聚乙烯基體膜的粒料；⑤再將此粒料經(jīng)吹膜成型得到所述聚乙烯基體膜；⑥之后將金屬粉鍍?cè)谏鲜鼍垡蚁┗w膜上形成金屬鍍層，鍍層平均厚度為1～20μm，優(yōu)選為5～20μm，更優(yōu)選為10～20μm。真空鍍過(guò)程中鐘罩的真空度20-8Pa，轟擊電流100mA。所述金屬鍍層優(yōu)選鍍鋁層或鍍鎳層。從而得到所述屏蔽寬頻電磁波的聚乙烯復(fù)合膜。
本發(fā)明所述的聚乙烯復(fù)合膜的基體膜為含有電磁屏蔽添加劑的聚乙烯膜，其中電磁屏蔽添加劑為復(fù)合型，因?yàn)槎喾N屏蔽劑復(fù)合添加的協(xié)同作用能提高材料的屏蔽效能，拓寬電磁波屏蔽范圍。由此基體膜主要反射和吸收低頻段的電磁波。本發(fā)明聚乙烯復(fù)合膜上的鍍層是金屬鍍層，可很好的用于反射高頻電磁波。由此，本發(fā)明的屏蔽寬頻電磁波的聚乙烯復(fù)合膜在50MHz-20GHz范圍內(nèi)的電磁波屏蔽性能均較好，其電磁波屏蔽效果可高達(dá)45dB左右。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例，進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
原料聚乙烯低密度聚乙烯(LDPE)，北京燕山石化公司化工廠提供，牌號(hào)AC-100，密度0.9225g/cm3，熔體流動(dòng)速率2.0g/10min，粒狀。
抗氧劑四[β-(3’，5’-二叔丁基-4’-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和硫代二丙酸二月桂酯的重量比為1∶1的混合物，北京奧賽凌科貿(mào)有限公司出售。
不銹鋼長(zhǎng)纖維纖維直徑約為6.5μm，相對(duì)電導(dǎo)率0.1，相對(duì)磁導(dǎo)率≥1000，湖南匯通新材料有限公司提供。
多晶鐵纖維江油核寶納米材料有限公司提供，黑色短纖維，直徑范圍為6.5～9μm，長(zhǎng)度范圍為0.5～2mm，相對(duì)電導(dǎo)率0.17，相對(duì)磁導(dǎo)率≥1000。
鎳粉無(wú)錫順達(dá)金屬粉末有限公司提供，深灰黑色珠鏈狀粉末，粒徑范圍為1.5～3μm，電阻1～3Ω/cm，相對(duì)磁導(dǎo)率1。
鋁粉北京化學(xué)試劑公司提供，含量≥99.5％，粒徑≤200目，相對(duì)電導(dǎo)率0.61，相對(duì)磁導(dǎo)率1。
鍍鎳碳纖維纖維直徑約為20μm，長(zhǎng)度約為3mm。上海卡吉特化工科技公司提供；電磁性能及力學(xué)性能測(cè)試按照《SJ20524-95材料屏蔽效能的測(cè)量方法》標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試電磁屏蔽效能；按《GB1401-89固體絕緣材料體積電阻率和表面電阻率試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試表面電阻率；按照《GB 13022-91塑料薄膜拉伸性能試驗(yàn)方法》測(cè)試?yán)煨阅堋?br> 一、電磁屏蔽添加劑為不銹鋼纖維、多晶鐵纖維和導(dǎo)電鎳粉的混合物實(shí)施例1-1～實(shí)施例1-4中導(dǎo)電鎳粉、多晶鐵纖維和不銹鋼纖維的重量比為1∶1∶1；實(shí)施例1-5～1-8中導(dǎo)電鎳粉、多晶鐵纖維和不銹鋼纖維的重量比為1∶1∶2。實(shí)施例1-9中導(dǎo)電鎳粉、多晶鐵纖維和不銹鋼纖維的重量比為1∶1∶4。
實(shí)驗(yàn)具體步驟如下從聚乙烯中取出重量為所用長(zhǎng)不銹鋼纖維重量1/2的聚乙烯加熱到熔融狀態(tài)，將其涂敷到不銹鋼纖維的表面上。待不銹鋼纖維上的聚乙烯凝固后，將其切成長(zhǎng)度范圍在1～10mm的短纖維。將上述處理過(guò)不銹鋼纖維與多晶鐵纖維和導(dǎo)電鎳粉，及余下的聚乙烯、以聚乙烯樹(shù)脂100重量份數(shù)計(jì)，1重量份的所述抗氧劑(四[β-(3’，5’-二叔丁基-4’-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和硫代二丙酸二月桂酯的重量比為1∶1的混合物)，加入到高速混合機(jī)中。將混合好的粒料加入到雙螺桿的主喂料口中，加料速度為400r/min，其中擠出機(jī)一區(qū)至七區(qū)的溫度為165℃、170℃、170℃、170℃、170℃、170℃、165℃(機(jī)頭)，壓強(qiáng)為1.0～1.2Mpa，熔融擠出，造粒。制得粒料在吹膜機(jī)中吹塑，1-6區(qū)的吹膜溫度為158℃，158℃，160℃，162℃，164℃，166℃。在吹出的薄膜上鍍鋁，鍍鋁過(guò)程中，鐘罩的真空度20-8Pa，轟擊電流100mA左右，鋁層厚度15μm。將聚乙烯鍍鋁復(fù)合膜按各標(biāo)準(zhǔn)制成樣條，進(jìn)行各項(xiàng)性能測(cè)試，其主要組分配方及結(jié)果見(jiàn)表1。所用原料用量均以聚乙烯為100重量份數(shù)計(jì)。
二、電磁屏蔽添加劑為鍍鎳碳纖維和多晶鐵纖維的混合物，或者為鍍鎳碳纖維與不銹鋼纖維的混合物，或者為鍍鎳碳纖維、多晶鐵纖維和不銹鋼纖維的混合物(1)、實(shí)施例2-1～實(shí)施例2-13中電磁屏蔽添加劑為鍍鎳碳纖維和多晶鐵纖維的混合物。實(shí)驗(yàn)具體步驟如下將鍍鎳碳纖維和多晶鐵纖維加入聚乙烯中，并加入以聚乙烯樹(shù)脂100重量份數(shù)計(jì)，1重量份所述抗氧劑，一起加到高速混合機(jī)中。將混合好的粒料加入到雙螺桿的主喂料口中，加料速度為400r/min，其中擠出機(jī)一區(qū)至七區(qū)的溫度為165℃、170℃、170℃、170℃、170℃、170℃、165℃(機(jī)頭)，壓強(qiáng)為1.0～1.2Mpa，熔融擠出，造粒。制得粒料在吹膜機(jī)中吹塑，1-6區(qū)的吹膜溫度為158℃，158℃，160℃，162℃，164℃，166℃。在吹出的薄膜上鍍鋁，鍍鋁過(guò)程中，鐘罩的真空度20-8Pa，轟擊電流100mA左右，鋁層厚度15μm。將聚乙烯鍍鋁復(fù)合膜按各標(biāo)準(zhǔn)制成樣條，進(jìn)行各項(xiàng)性能測(cè)試，其主要組分配方及結(jié)果見(jiàn)表2。所用原料用量均以聚乙烯為100重量份數(shù)計(jì)。
(2)、實(shí)施例3-1～實(shí)施例3-13中電磁屏蔽添加劑為鍍鎳碳纖維和不銹鋼纖維的混合物。實(shí)驗(yàn)具體步驟如下從聚乙烯中取出重量為所用長(zhǎng)不銹鋼纖維重量1/2的聚乙烯加熱到熔融狀態(tài)，將其涂敷到不銹鋼纖維的表面上。待不銹鋼纖維上的聚乙烯凝固后，將其切成長(zhǎng)度范圍在1～10mm的短纖維。將上述處理過(guò)的不銹鋼纖維與鍍鎳碳纖維，和余下的聚乙烯、以聚乙烯樹(shù)脂100重量份數(shù)計(jì)，1重量份的所述抗氧劑，一起加到高速混合機(jī)中。將混合好的粒料加入到雙螺桿的主喂料口中，加料速度為400r/min，其中擠出機(jī)一區(qū)至七區(qū)的溫度為165℃、170℃、170℃、170℃、170℃、170℃、165℃(機(jī)頭)，壓強(qiáng)為1.0～1.2Mpa，熔融擠出，造粒。制得粒料在吹膜機(jī)中吹塑，1-6區(qū)的吹膜溫度為158℃，158℃，160℃，162℃，164℃，166℃。在吹出的薄膜上鍍鋁，鍍鋁過(guò)程中，鐘罩的真空度20-8Pa，轟擊電流100mA左右，鋁層厚度15μm。將聚乙烯鍍鋁復(fù)合膜按各標(biāo)準(zhǔn)制成樣條，進(jìn)行各項(xiàng)性能測(cè)試，其主要組分配方及結(jié)果見(jiàn)表3。所用原料用量均以聚乙烯為100重量份數(shù)計(jì)。
(3)、實(shí)施例4-1中電磁屏蔽添加劑為鍍鎳碳纖維和不銹鋼纖維及多晶鐵纖維的混合物，三者重量比為1∶1∶1。電磁屏蔽添加劑總重以聚乙烯樹(shù)脂100重量份數(shù)計(jì)為100份。實(shí)驗(yàn)其他條件及步驟均同實(shí)施例3-1。將所得聚乙烯鍍鋁復(fù)合膜按各標(biāo)準(zhǔn)制成樣條，進(jìn)行各項(xiàng)性能測(cè)試，其主要組分配方及結(jié)果見(jiàn)表4。所用原料用量均以聚乙烯為100重量份數(shù)計(jì)。
三、比較例(1)、比較例1-1～比較例1-10中電磁屏蔽添加劑為不銹鋼纖維，或者為不銹鋼纖維與和多晶鐵纖維的混合物，或者為不銹鋼纖維與導(dǎo)電鎳粉的混合物。實(shí)驗(yàn)具體步驟如下從聚乙烯中取出重量為所用長(zhǎng)不銹鋼纖維重量1/2的聚乙烯加熱到熔融狀態(tài)，將其涂敷到不銹鋼纖維的表面上。待不銹鋼纖維上的聚乙烯凝固后，將其切成長(zhǎng)度范圍在1～10mm的短纖維。將不銹鋼纖維，或者不銹鋼纖維與和多晶鐵纖維的混合物，或者不銹鋼纖維與導(dǎo)電鎳粉的混合物和余下的聚乙烯，及以聚乙烯樹(shù)脂100重量份數(shù)計(jì)，1重量份的所述抗氧劑一同加入高速混合機(jī)中。其余條件同實(shí)施例1-1。將聚乙烯鍍鋁復(fù)合膜按各標(biāo)準(zhǔn)制成樣條，進(jìn)行各項(xiàng)性能測(cè)試，其主要組分配方及結(jié)果見(jiàn)表5。所用原料用量均以聚乙烯為100重量份數(shù)計(jì)。
(2)、比較例2-1～比較例2-6中電磁屏蔽添加劑為多晶鐵纖維，或者為多晶鐵纖維與導(dǎo)電鎳粉的混合物。實(shí)驗(yàn)具體步驟如下將多晶鐵纖維，或者多晶鐵纖維和導(dǎo)電鎳粉的混合物，和聚乙烯，及以聚乙烯樹(shù)脂100重量份數(shù)計(jì)，1重量份的所述抗氧劑一同加入高速混合機(jī)中。其余條件同實(shí)施例1-1。將聚乙烯鍍鋁復(fù)合膜按各標(biāo)準(zhǔn)制成樣條，進(jìn)行各項(xiàng)性能測(cè)試，其主要組分配方及結(jié)果見(jiàn)表6。所用原料用量均以聚乙烯為100重量份數(shù)。
(3)、比較例3-1～比較例3-4中電磁屏蔽添加劑為鍍鎳碳纖維。實(shí)驗(yàn)具體步驟如下將鍍鎳碳纖維和聚乙烯，及以聚乙烯樹(shù)脂100重量份數(shù)計(jì)，1重量份的所述抗氧劑一同加入高速混合機(jī)中。其余條件同實(shí)施例1-1。將聚乙烯鍍鋁復(fù)合膜按各標(biāo)準(zhǔn)制成樣條，進(jìn)行各項(xiàng)性能測(cè)試，其主要組分配方及結(jié)果見(jiàn)表6。所用原料用量均以聚乙烯為100重量份數(shù)。
(4)、比較例4-1～比較例4-4中電磁屏蔽添加劑為導(dǎo)電鎳粉。實(shí)驗(yàn)具體步驟如下將導(dǎo)電鎳粉和聚乙烯，及以聚乙烯樹(shù)脂100重量份數(shù)計(jì)，1重量份的所述抗氧劑一同加入高速混合機(jī)中。其余條件同實(shí)施例1-1。將聚乙烯鍍鋁復(fù)合膜按各標(biāo)準(zhǔn)制成樣條，進(jìn)行各項(xiàng)性能測(cè)試，其主要組分配方及結(jié)果見(jiàn)表7。所用原料用量均以聚乙烯為100重量份數(shù)。
表1

表2

表3

表4

表5

表6

表7

權(quán)利要求
1.一種屏蔽寬頻電磁波的聚乙烯復(fù)合膜，其包括基體膜和基體膜表面鍍層，其中基體膜表面鍍層為金屬鍍層，鍍層平均厚度為1～20μm；所述基體膜為含有電磁波屏蔽添加劑的聚乙烯樹(shù)脂膜；以聚乙烯樹(shù)脂100重量份數(shù)計(jì)，含有電磁波屏蔽添加劑為10～100重量份數(shù)；所述電磁波屏蔽添加劑為金屬類(lèi)導(dǎo)電纖維與金屬導(dǎo)電粉的混合物，其中金屬類(lèi)導(dǎo)電纖維為多晶鐵纖維和不銹鋼纖維的混合物；其中金屬導(dǎo)電粉為以下物質(zhì)之一鎳粉、銅粉、鐵粉、鋁粉，粒徑范圍為1～3μm；所述金屬導(dǎo)電粉、多晶鐵纖維及不銹鋼纖維的重量比為1∶1∶1～1∶1∶4；或者所述電磁波屏蔽添加劑為金屬類(lèi)導(dǎo)電纖維與碳素類(lèi)纖維的混合物，其中金屬類(lèi)導(dǎo)電纖維為多晶鐵纖維和不銹鋼纖維中的任一種或其混合物；其中碳素類(lèi)纖維為以下物質(zhì)之一鍍鎳碳纖維、鍍鎳石墨纖維；所述金屬類(lèi)導(dǎo)電纖維與碳素類(lèi)纖維的重量比為1∶4～4∶1；以上所述金屬類(lèi)導(dǎo)電纖維和碳素類(lèi)纖維的纖維直徑范圍為1～30μm，纖維長(zhǎng)度范圍為0.5～50mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乙烯復(fù)合膜，其中所述電磁波屏蔽添加劑為金屬類(lèi)導(dǎo)電纖維與碳素類(lèi)纖維的混合物，金屬類(lèi)導(dǎo)電纖維和碳素類(lèi)導(dǎo)電纖維的重量比為1∶2～2∶1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乙烯復(fù)合膜，其中所述金屬類(lèi)導(dǎo)電纖維和碳素類(lèi)纖維的纖維直徑范圍為1～20μm，纖維長(zhǎng)度范圍為1～30mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乙烯復(fù)合膜，其中所述基體膜中以聚乙烯樹(shù)脂100重量份數(shù)計(jì)，含有所述電磁波屏蔽添加劑為30～70重量份數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乙烯復(fù)合膜，其中所述基體膜中以聚乙烯樹(shù)脂100重量份數(shù)計(jì)，含有0.5～1重量份數(shù)的抗氧化劑，所述抗氧化劑為酚類(lèi)抗氧劑和/或硫代酯類(lèi)抗氧劑，當(dāng)抗氧化劑為酚類(lèi)抗氧劑和硫代酯類(lèi)抗氧劑的混合物時(shí)，酚類(lèi)抗氧劑與硫代酯類(lèi)抗氧劑的重量比為0.8∶1.2～1.2∶0.8。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的聚乙烯復(fù)合膜，其中所述酚類(lèi)抗氧劑為四[β-(3’，5’-二叔丁基-4’-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，硫代酯類(lèi)抗氧劑為硫代二丙酸二月桂酯。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～6之任一項(xiàng)所述的聚乙烯復(fù)合膜，其中所述基體膜表面鍍層為鋁鍍層，或鎳鍍層；鍍層平均厚度為5～20μm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1～7之任一項(xiàng)所述屏蔽寬頻電磁波的聚乙烯復(fù)合膜的制備方法，包括以下步驟①將所述包括聚乙烯樹(shù)脂和電磁波屏蔽劑在內(nèi)的各組分按所述量充分混合；②將上述混合料經(jīng)過(guò)熔融共混制得所述聚乙烯基體膜的粒料；③再將此粒料經(jīng)吹膜成型得到所述聚乙烯基體膜；④之后將金屬粉鍍?cè)谏鲜鼍垡蚁┗w膜上形成所述厚度的金屬鍍層，從而得到所述屏蔽寬頻電磁波的聚乙烯復(fù)合膜。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的聚乙烯復(fù)合膜的制備方法，其中所述電磁波屏蔽劑中含有不銹鋼纖維時(shí)，制備方法包括以下步驟①用所述聚乙烯樹(shù)脂中的適量，熔融后對(duì)長(zhǎng)不銹鋼纖維進(jìn)行表面凝固處理，之后切成所述長(zhǎng)度的不銹鋼纖維；②將上述經(jīng)處理后的不銹鋼纖維同包括剩余聚乙烯樹(shù)脂在內(nèi)的各組分按所述量充分混合；③將上述混合料經(jīng)過(guò)熔融共混制得所述聚乙烯基體膜的粒料；④再將此粒料經(jīng)吹膜成型得到所述聚乙烯基體膜；⑤之后將金屬粉鍍?cè)谏鲜鼍垡蚁┗w膜上形成所述厚度的金屬鍍層，從而得到所述屏蔽寬頻電磁波的聚乙烯復(fù)合膜。
全文摘要
本發(fā)明提供一種屏蔽寬頻電磁波聚乙烯薄膜及其制備方法。本發(fā)明所述聚乙烯復(fù)合膜，包括基體膜和基體膜表面鍍層，其中基體膜為含有電磁波屏蔽添加劑的聚乙烯樹(shù)脂膜，以聚乙烯樹(shù)脂100重量份數(shù)計(jì)，電磁波屏蔽添加劑為10～100重量份數(shù)。電磁波屏蔽添加劑主要為兩種，一種為金屬類(lèi)纖維和金屬導(dǎo)電粉的混合物，所述金屬類(lèi)纖維為多晶鐵纖維和不銹鋼纖維的混合物，金屬導(dǎo)電粉包括鎳粉、銅粉、鐵粉或鋁粉；一種為金屬類(lèi)纖維和碳素類(lèi)纖維的混合物，所述金屬類(lèi)纖維為多晶鐵纖維和/或不銹鋼纖維，碳素類(lèi)纖維為鎳碳纖維或鍍鎳石墨纖維?；w膜表面鍍層為金屬鍍層，鍍層平均厚度為1～20μm。所述聚乙烯復(fù)合膜在50MHz－20GHz范圍內(nèi)電磁波屏蔽效果可高達(dá)45dB左右。
文檔編號(hào)C08K7/00GK101072493SQ20071009946
公開(kāi)日2007年11月14日 申請(qǐng)日期2007年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月22日
發(fā)明者焦清介, 臧充光, 解娜, 劉帥, 高宏, 梁禮孩 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)