專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高效傳導(dǎo)材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種高效傳導(dǎo)材料。
背景技術(shù)：
玻璃纖維增強(qiáng)塑料由于密度小，具有高的比強(qiáng)度、比剛度，優(yōu)良的耐腐蝕性、耐燒蝕性、電絕緣性、阻燃性以及良好的成型エ藝性，廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、鐵路運(yùn)輸、航空航天、軍 エ、造船、冶金、石化、建筑、機(jī)械等エ業(yè)領(lǐng)域，并且，隨著現(xiàn)代聚合物理論和成型技術(shù)的發(fā)展，其用量和應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大。在玻璃纖維增強(qiáng)塑料材料的應(yīng)用過(guò)程中，有時(shí)其良好的隔熱、電絕緣性和良好的電磁波透過(guò)性卻又是阻礙其應(yīng)用的障礙，例如，當(dāng)用作各種導(dǎo)電的器件，用作要求具有良好導(dǎo)熱性能的器件以及用作各種電磁干擾屏蔽元件，特定雷達(dá)的吸波材料等吋，就一般要另選材料。當(dāng)由于エ藝原因，必須選用塑料吋，就需要對(duì)這種材料進(jìn)行特殊處理，如對(duì)塑料表面進(jìn)行金屬?lài)婂兲幚淼?，這不僅大大增加了制造成本，而且增加了エ藝的復(fù)雜性。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的就是要解決上述問(wèn)題，發(fā)明ー種能高效傳導(dǎo)電、熱、電磁的塑料。本發(fā)明的目是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的高效傳導(dǎo)材料，包括基體，基體中至少含有ー層能高速傳導(dǎo)電、熱、電磁的金屬纖維無(wú)紡氈層，基體為各種塑料。所述金屬纖維無(wú)紡氈，可以是采用氣流成網(wǎng)法或在梳理機(jī)上成型的無(wú)紡薄氈，也可以是ー種金屬纖維無(wú)紡表面氈。金屬纖維無(wú)紡表面氈是由短切纖維采用濕法制成的，由金屬纖維無(wú)規(guī)律地定位排列在有機(jī)基材上組合而成。由于鋁纖維重量輕，成本低廉，所以?xún)?yōu)選鋁纖維無(wú)紡氈。在用于屏蔽電磁干擾和反射雷達(dá)器件時(shí)也可以采用鎳?yán)w維無(wú)紡氈和銅纖維無(wú)紡氈。所述金屬纖維無(wú)紡氈的面密度依用途不同而不同，用于導(dǎo)電、導(dǎo)熱用途時(shí)面密度可以小一些，用于電磁屏蔽用途時(shí)可適當(dāng)大些。這是由于屏蔽體對(duì)屏蔽效能的貢獻(xiàn)分為3 部分(1)屏蔽體表面因阻抗失配引起的反射損耗；O)電磁波在屏蔽材料內(nèi)部傳輸吋，電磁能量被吸收引起傳輸損耗或吸收損耗；(3)電磁波在屏蔽材料內(nèi)壁面之間多次反射引起的多次反射損耗.對(duì)于金屬纖維無(wú)紡氈這種電的良導(dǎo)體材料，對(duì)屏蔽效能的貢獻(xiàn)主要為 (1)和(3)，氈的面密度越大，(1)和(3)的貢獻(xiàn)越大。所述鋁纖維無(wú)紡氈的面密度選25 g/ m2-300g/m2，所述鎳?yán)w維無(wú)紡氈和銅纖維無(wú)紡氈的面密度選80 g/m2-900g/m2。所述基體為各種塑料，優(yōu)選玻璃纖維增強(qiáng)塑料。所述金屬纖維無(wú)紡氈，可以設(shè)計(jì)在材料表面，也可以設(shè)計(jì)在材料內(nèi)部。為了防止金屬纖維無(wú)紡氈在表面吋，使用過(guò)程中由于表面碰撞、刮擦而引起的氈脫落，使使用性能降低，優(yōu)選將金屬纖維無(wú)紡表面氈設(shè)計(jì)在材料內(nèi)部。
所述金屬纖維無(wú)紡氈，在制備塑料吋，與玻璃纖維在同一エ序加入塑料基體中，無(wú)需增加新エ序，エ藝簡(jiǎn)単，不增加生產(chǎn)成本。當(dāng)基體為無(wú)玻璃纖維增強(qiáng)的塑料吋，所述金屬纖維無(wú)紡氈加入塑料基體的方法與玻璃纖維布增強(qiáng)塑料的成型方法相同。所述的成型方法有手糊法，模壓法，離心成型法，樹(shù)脂壓鑄法(注塑成型或注射成型)、袋壓法，擠出成型以及波紋板、平板的連續(xù)成型。本發(fā)明中所述的金屬纖維無(wú)紡氈層可以購(gòu)于市售，其中所述的鋁纖維表面氈可以采用下述制備方法制備，所述方法包括以下步驟
(a)纖維短切；
(b)漿料制備；
(c)氈成型；
(d)浸漬有機(jī)物；
(e)干燥固化。纖維短切用切絲機(jī)將鋁纖維短切成6_24mm長(zhǎng)的短切絲，所用鋁纖維可以是采用拉拔法制備的連續(xù)纖維，也可以是采用切削法和快速凝固法制備的中短纖維，纖維直徑一般為20-100μ m。短切纖維的長(zhǎng)度與其直徑、用途有關(guān)，一般長(zhǎng)度為20mm。為了提高氈的密度和均勻性，可以添加長(zhǎng)度小于 12mm的纖維絲，為了増加氈的強(qiáng)度，可以添加長(zhǎng)度為M_36mm的纖維絲。漿料制備稱(chēng)量短切絲，然后加入攪拌罐中與水和化學(xué)助劑一起攪拌分散，制成均勻分散的特定濃度漿料。短切絲在漿料中的濃度為0.1-0. 5 (質(zhì)量)％，漿料的粘度為 10-15CP，PH值為6-8，含氣量為4-8%
所述化學(xué)助劑包括增稠劑和消泡劑。增稠劑的加入量以使料漿的粘度達(dá)到12-15CP 為準(zhǔn)，消泡劑的加入量以使料漿中的含氣量控制在4-8%為準(zhǔn)。所述增稠劑為羥乙基纖維素，所述消泡劑為Agitar^95，均為市售產(chǎn)品。氈成型將漿料通過(guò)計(jì)量泵連續(xù)送入到上漿循環(huán)系統(tǒng)，漿料被進(jìn)ー步稀釋并由網(wǎng)前箱泵送到流漿箱，纖維漿料在斜長(zhǎng)網(wǎng)成型機(jī)上形成薄氈。漿料中的大部分水，經(jīng)脫水箱自然脫水后進(jìn)入白水池中循環(huán)使用，薄氈中多余水分經(jīng)抽風(fēng)機(jī)強(qiáng)制脫水后被送到浸漬機(jī)。浸漬有機(jī)物成型好的薄氈被引入到浸漬機(jī)，配制好的專(zhuān)用粘結(jié)劑由施膠網(wǎng)帶上方的溢流施膠器流出，飽和地浸漬在鋁纖維薄氈上，多余的粘結(jié)劑由抽吸箱除去，經(jīng)分離罐分離后，重新回到粘結(jié)劑循環(huán)系統(tǒng)中。所述粘結(jié)劑根據(jù)用途不同為脲醛樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、丙烯酸乳液、丙烯酸酯中的任ー種與偶聯(lián)劑KH650的混合液，偶聯(lián)劑KH650的質(zhì)量百分比含量為 1%-30%。干燥固化采用熱風(fēng)穿透對(duì)流烘干法，在熱風(fēng)循環(huán)的烘干固化爐內(nèi)完成。烘干后的氈經(jīng)檢測(cè)后，經(jīng)繞卷機(jī)卷成筒狀。本發(fā)明采用在基體材料塑料中増加至少ー層能高速傳導(dǎo)電、熱、電磁的金屬纖維無(wú)紡氈層，所述金屬纖維無(wú)紡氈，能與普通樹(shù)脂相溶，不易受電磁信號(hào)極化的影響，它與玻璃纖維在制備塑料的同一ェ序中加入，無(wú)需增加新ェ序，ェ藝簡(jiǎn)単，不增加生產(chǎn)成本。本發(fā)明的材料可以用做衛(wèi)星、地面雷達(dá)的天線，廣播通訊的定向天線，電纜，航空和汽車(chē)的電磁干擾屏蔽元件以及特定雷達(dá)的吸波材料等。


圖1是實(shí)施例1的傳導(dǎo)材料的電磁屏蔽效能測(cè)試結(jié)果。圖2是實(shí)施例2的傳導(dǎo)材料的電磁屏蔽效能測(cè)試結(jié)果。
具體實(shí)施方案下面通過(guò)實(shí)施例做進(jìn)ー步說(shuō)明 實(shí)施例1
選用1601環(huán)氧樹(shù)脂做基體材料，聚酰胺樹(shù)脂650做固化劑。將環(huán)氧樹(shù)脂和固化劑按 1:1 (重量百分比)混合，然后倒入在涂刷了ニ甲基硅油的模具中，在混合液上水平鋪放ー 層面密度為150 g/m2的鋁纖維無(wú)紡氈層，將剰余環(huán)氧樹(shù)脂和固化劑的混合液繼續(xù)倒入模具中，然后閉摸，在一定壓カ下保持4小吋，使材料固化，最后脫摸。所制得材料具有良好的電磁屏蔽效能，在300MHz-3198 MHz,電磁屏蔽效能為70_90dB，電磁屏蔽效應(yīng)達(dá)99. 99%。測(cè)試結(jié)果如圖1。實(shí)施例2
選用面密度為100 g/m2的鋁纖維無(wú)紡表面薄氈層做為傳導(dǎo)層，在常規(guī)手糊法制備玻璃絲布增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂的過(guò)程中，在糊制制品內(nèi)層時(shí)(不要太靠近外層，以免鋁纖維無(wú)紡氈露出)，以鋁纖維無(wú)紡表面氈層替代ー層玻璃絲布。糊制完成后，固化、脫摸。所制得的材料具有良好的電磁屏蔽效能，400MHZ-3198 MHz,電磁屏蔽效能為70_90dB，電磁屏蔽效應(yīng)達(dá) 99.99%。測(cè)試結(jié)果如圖2。實(shí)施例3
在常規(guī)的樹(shù)脂壓鑄法(即注塑成型)制備塑料的過(guò)程中，在模具內(nèi)事先鋪好特定形狀的玻璃纖維增強(qiáng)層和鋁纖維無(wú)紡氈層，熱融化的塑料由高壓射入模腔，經(jīng)冷卻固化后，脫模得到成形品。
權(quán)利要求
1.ー種高效傳導(dǎo)材料，包括基體，其特征在干基體中至少含有ー層能高速傳導(dǎo)電、 熱、電磁的金屬纖維無(wú)紡氈層，基體為塑料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效傳導(dǎo)材料，其特征在于所述金屬纖維無(wú)紡氈為鋁纖維無(wú)紡氈、鎳?yán)w維無(wú)紡氈或銅纖維無(wú)紡氈；是采用氣流成網(wǎng)法或在梳理機(jī)上成型的無(wú)紡薄氈， 或是ー種金屬纖維無(wú)紡表面氈；述的金屬纖維無(wú)紡表面氈是由短切纖維采用濕法制成的， 由金屬纖維無(wú)規(guī)律地定位排列在有機(jī)基材上組合而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高效傳導(dǎo)材料，其特征在于所述鋁纖維無(wú)紡氈的面密度為 25 g/m2-300g/m2，鎳?yán)w維無(wú)紡氈和銅纖維無(wú)紡氈的面密度為80 g/m2-900g/m2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效傳導(dǎo)材料，其特征在干，所述基體為塑料，優(yōu)選玻璃纖維增強(qiáng)塑料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效傳導(dǎo)材料，其特征在干，所述金屬纖維無(wú)紡氈層在材料表面或在材料內(nèi)部，優(yōu)選設(shè)計(jì)在材料內(nèi)部。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高效傳導(dǎo)材料，其特征在干，所述金屬纖維無(wú)紡氈，在制備塑料吋，與玻璃纖維在同一エ序中加入塑料基體中，所述基體為無(wú)玻璃纖維增強(qiáng)的塑料吋，所述金屬纖維無(wú)紡氈加入塑料基體的成型方法為手糊法，模壓法，離心成型法，樹(shù)脂壓鑄法、 袋壓法，擠出成型以及波紋板、平板的連續(xù)成型。
全文摘要
一種高效傳導(dǎo)材料，結(jié)構(gòu)中至少含有一層能高速傳導(dǎo)電、熱、電磁的金屬纖維無(wú)紡氈層，優(yōu)選鋁纖維無(wú)紡氈；基體為各種塑料，優(yōu)選玻璃纖維增強(qiáng)塑料。所述金屬纖維無(wú)紡氈，能與普通樹(shù)脂相溶，不易受電磁信號(hào)極化的影響，它與玻璃纖維在制備塑料的同一工序中加入，無(wú)需增加新工序，工藝簡(jiǎn)單，不增加生產(chǎn)成本。本發(fā)明的材料可以用做衛(wèi)星、地面雷達(dá)的天線，廣播通訊的定向天線，電纜，航空和汽車(chē)的電磁干擾屏蔽元件以及特定雷達(dá)的吸波材料等。
文檔編號(hào)C08K7/06GK102585538SQ201110448918
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者張俊紅, 曹朝暉, 曹欽存, 趙躍智 申請(qǐng)人:洛陽(yáng)理工學(xué)院