[发明专利]具有梯度结构的聚合物基电磁屏蔽复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有梯度结构的聚合物基电磁屏蔽复合材料及其制备方法，属于电磁屏蔽材料制备技术领域。本发明解决了现有技术中缺少以含铁尘泥、钢渣、废塑料及钢纤维制备具有梯度结构的聚合物基电磁屏蔽复合材料方法的问题。本发明的技术方案包括以下步骤：S1：备料；S2：制备：按比例分别称取含铁尘泥、废塑料、钢渣和钢纤维，并将各组分放入螺杆挤出机加热混炼至熔融状态；S3：成型：将熔融状态的钢渣－废塑料－钢纤维聚合物基复合材料置于模具型腔下半部，将熔融状态的含铁尘泥－废塑料聚合物基复合材料置于模具型腔上半部，然后加压成型，卸载，脱模，得到具有梯度结构的聚合物基电磁屏蔽复合材料。本发明适用于电磁屏蔽复合材料的制备。

技术领域

本发明属于电磁屏蔽材料制备技术领域，具体涉及一种具有梯度结构的聚合物基电磁屏蔽复合材料及其制备方法。

背景技术

钢渣和含铁尘泥都是炼钢过程中排出的固体废弃物。据统计，2018年我国粗钢钢渣产生量约为1.1～1.9亿吨，含铁尘泥产生量约为9300万吨，钢渣和含铁尘泥的全国堆放总量已经超过10亿吨，亟待处理。钢渣骨料是一种坚硬、耐磨且表面粗糙的颗粒，置于熔融状态的热塑性废塑料基体中，在热压条件下无需偶联剂，依靠熔融塑料基体与钢渣骨料表面孔隙的嵌锁效应即可实现二者的紧密联接，提高复合材料的机械强度；同时钢渣及含铁尘泥化学组份中均含有大量金属铁及铁氧化物，在高长径比钢纤维辅助作用下可形成导电网络，赋予复合材料电磁波吸收能力。

经过文献检索发现，发明专利《在塑料制品生产中用废钢渣作为填充剂的方法》(申请号200610039377.3)中将钢渣经除铁、粉磨处理后，与废塑料混合经挤出机挤出成型制备复合材料，但是该专利只是将钢渣粉磨作为聚合物基复合材料中的填料使用。发明专利《用废弃物制备的导电性聚合物基复合材料及其制备方法》(申请号200610048853.8)中以导电金属机加工过程中产生的切屑与废塑料为原料制备导电性聚合物基复合材料，该专利存在以下不足①该专利使用的导电填料为导电金属机加工过程中产生的切屑，并未对含铁尘泥、钢渣进行利用；②该专利所使用的切屑需经粉碎筛分形成粒径在100～200目的颗粒待用，能耗较高；③该专利需要使用偶联剂改善增强导电填料与废塑料基体之间的联接，增强复合材料的机械强度；④该专利制备的材料为导电性复合材料，具有电磁屏蔽特性，但是不具有梯度结构，无法同时起到阻抗的匹配和改善电磁屏蔽复合材料机械强度的作用。发明专利《一种导电塑料》(申请号201811136792.X)、《一种导电塑料》(申请号201510518060.7)、《一种导电塑料》(申请号201711292465.9)等专利分别以聚氯乙烯、氯化丁二烯等为基体，以炭黑、石墨纤维或导电母粒为导电填料制备导电塑料，均与本发明不同。论文《掺钢渣钢屑复合砂浆电磁屏蔽性能研究》、《钢渣混凝土导电及力学性能的试验研究》、《掺钢渣水泥基复合材料的吸波性能》中以钢渣、钢屑作为导电材料分别加入砂浆、混凝土及水泥中制备水泥基电磁屏蔽材料，这与本发明所制备的聚合物基电磁屏蔽复合材料完全不同。

通过对以上文献资料的阅读可以发现，以含铁尘泥、钢渣、废塑料及钢纤维制备具有梯度结构的聚合物基电磁屏蔽复合材料方法尚未见到文献报道。

发明内容

针对现有技术中缺少以含铁尘泥、钢渣、废塑料及钢纤维制备具有梯度结构的聚合物基电磁屏蔽复合材料方法的问题，本发明提供一种具有梯度结构的聚合物基电磁屏蔽复合材料及其制备方法，其目的在于：对钢渣和含铁尘泥以及废塑料进行利用，同时满足电磁屏蔽材料的机械强度和电磁屏蔽性能。

本发明采用的技术方案如下：

一种具有梯度结构的聚合物基电磁屏蔽复合材料，所述电磁屏蔽复合材料具有上下两层梯度结构，上层为含铁尘泥－废塑料聚合物基复合材料，下层为钢渣－废塑料－钢纤维聚合物基复合材料。