專利名稱：用廢棄物制備的導(dǎo)電型聚合物基復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電型聚合物基復(fù)合材料及其制備方法，具體是用廢棄物制備的導(dǎo)電型聚合物基復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
導(dǎo)電復(fù)合材料具有防靜電，抗靜電作用，可作為面狀發(fā)熱體，用于家畜用保溫板、發(fā)酵用加熱器、暖房用護墻板、管路的保溫等，還可作為電磁場和電磁輻射的屏蔽材料用于機房內(nèi)壁、計算機殼體、家用電器的殼體等。中國專利文獻報導(dǎo)的導(dǎo)電材料有多種，《塑料材料及導(dǎo)電塑料制品》(98812783)，是一種屏蔽型材，具有液態(tài)或粘稠狀、可交聯(lián)或高粘性合成樹脂基材的塑料材料，以及在合成樹脂基材中分散的氣體充填的、具有壓縮彈性、特別是可壓縮性的微小中空體?！兑环N導(dǎo)電塑料的制備方法》(94107150)，涉及一種導(dǎo)電塑料的制備方法，由溶劑、氧化劑和摻雜劑配制成反應(yīng)溶液，再使其與粉末態(tài)熱塑性塑料和反應(yīng)單體組成三元反應(yīng)體系，投料后充分攪拌，經(jīng)反應(yīng)后，將產(chǎn)物洗凈干燥后，采用典型的塑料加工方法，加工成導(dǎo)電塑料制品?！秾?dǎo)磁導(dǎo)電塑料及制造方法》(90101503)，其制備方法是將粒度為100-1000目/英寸+[2金屬鐵、鎳、鋅、鉛、銀等或/和10-60mμ的非金屬石墨、炭黑等按100％(體積)的重量填加到樹脂中，用常規(guī)的塑料加工方法加工，制成所需要的各種具有導(dǎo)磁導(dǎo)電性能的塑料制品?！斗来艑?dǎo)電塑料》(87106134)，其制備方法是將粒度為100-1000目/＿+[2]的金屬銅、鋁、鋅、銀等或/和10-60mμ的非金屬石墨、炭黑等按10-50％(體積)的量填加到樹脂中，用常規(guī)的塑料加工方法加工，制成所需要的各種具有防磁導(dǎo)電性能的塑料制品?！秾?dǎo)電塑料》(86106869)，是采用我國獨創(chuàng)的尼龍1010材料與合金粉末復(fù)合，通過溫度法低溫聚乙烯預(yù)混合方法加工制成?！兑环N能發(fā)熱的導(dǎo)電塑料片的制備方法》(01145027)，其配方是以聚氯乙烯、氯化聚乙烯、增塑劑、乙炔黑為主，經(jīng)捏合、混煉、塑化、拉片等工藝成型。在塑料片兩端加一定電壓，即可導(dǎo)電，具有一定電阻的塑料片將電能轉(zhuǎn)換成熱能，產(chǎn)生輻射熱，溫度可達40-60℃。
在機械切削加工中將產(chǎn)生各種切屑，這些切屑雜質(zhì)多、易氧化，金屬磨屑因為粒徑小，并混有磨料，一般是作為垃圾被處理。廢棄塑料袋及廢棄農(nóng)膜的用量很大，但因難以降解而嚴重的污染著環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是充分利用廢棄的導(dǎo)電金屬廢棄物和熱塑性聚乙烯廢棄物制備的導(dǎo)電型復(fù)合材料及方法，具體的是提出一種用廢棄物制備的導(dǎo)電型聚合物基復(fù)合材料及其制備方法的技術(shù)方案。
本實用新型的技術(shù)方案為，用廢棄物制備的導(dǎo)電型聚合物基復(fù)合材料，其特征在于，各組份重量百分比為導(dǎo)電金屬廢棄物28％～80％，熱塑性聚乙烯廢棄物18％～70％的，偶聯(lián)劑1-2％，各原料之和為百分之百。
其中導(dǎo)電金屬為含鋼、鐵、銅、鋁的材料，導(dǎo)電金屬廢棄物為機械切削加工產(chǎn)生的切屑，熱塑性聚乙烯廢棄物為廢舊聚乙烯塑料袋和廢舊聚乙烯地膜，偶聯(lián)劑為硅烷。
用廢棄物制備的導(dǎo)電型聚合物基復(fù)合材料的制備方法1、導(dǎo)電金屬切屑經(jīng)篩分，粉碎，過100-200目篩，取篩下物為金屬屑；2、熱塑性聚乙烯廢棄物清洗，除去油污、進入破膜機，破碎為粒徑小于5mm表面有褶皺的熱塑性聚乙烯顆粒；3、按比例取(1)和(2)所制的金屬屑和熱塑性聚乙烯顆粒及偶聯(lián)劑，放入混料機混合均勻，使金屬屑嵌入熱塑性聚乙烯顆粒的褶皺中；4、由(3)制成的混合料進入合成機在150～200℃溫度下熔融后以稠粘不成型的狀態(tài)擠出；5、擠出的物料放入金屬模具中，用壓力機加壓成型，壓力為15～25MPa，保壓時間為1～5分鐘，同時冷卻模具，開模后得到導(dǎo)電型聚合物基廢棄物復(fù)合材料。
復(fù)合材料是由兩種或兩種以上的具有不同性能的材料通過一定的工藝復(fù)合而成，通常包括兩部分基體即連續(xù)相和填充材料即分散相。在本發(fā)明中廢農(nóng)用薄膜、廢塑料垃圾袋及各種塑料制品可用作基體材料，導(dǎo)電金屬切屑可用作填充材料即增強材料。本發(fā)明的復(fù)合材料既保持各組分原有的主要性能，又具有原組分中所沒有的新特性，在材料性能上能揚長避短。本發(fā)明的復(fù)合材料，其原料包括三類第一類為機械切削加工過程中產(chǎn)生的切屑，是本發(fā)明的增強材料。以磨床產(chǎn)生的磨屑和刨床刨下的灰鑄鐵刨屑為佳，也可將其它切削機床產(chǎn)生的切屑如車屑、銑屑磨碎后使用；第二類為廢棄的農(nóng)用塑料薄膜和廢塑料袋，是本發(fā)明的基體，這兩類材料占總重量的98％以上；第三類是硅烷偶聯(lián)劑，占總重量的1～2％，加入添加劑能進一步增強金屬顆粒與廢塑料之間的結(jié)合力，增加復(fù)合材料的機械性能、熱態(tài)流動性等，還能起表面活性、基團鰲合作用。
由于廢棄物表面上附有各種各樣的有機或無機雜質(zhì)、油污，在加工中將嚴重影響基體材料與填充材料之間的結(jié)合，進而影響了復(fù)合材料的性能。所以廢塑料袋需除去油污、除塵、破碎，金屬磨屑和灰鑄鐵刨屑要分級、干燥增強其表面活性。
本發(fā)明的導(dǎo)電型聚合物基復(fù)合材料是一種塑料導(dǎo)電型復(fù)合材料，除了用作防靜電，抗靜電材料以外，主要的用途是作面狀發(fā)熱體，如家畜用保溫板、發(fā)酵用加熱器、暖房用護墻板、管路的保溫等以及電磁波屏蔽材料，如機房內(nèi)壁、計算機殼體、家用電器的殼體等。具有導(dǎo)電功能的復(fù)合材料研究開發(fā)非常廣闊的前景。通常材料的體積電阻率值1010～107Ω·cm時為半導(dǎo)體材料，在107～104Ω·cm時，可作為防靜電材料，材料的體積電阻率值為104～102Ω·cm時，為導(dǎo)電材料，材料的體積電阻率值為102～10-2Ω·cm時，為高導(dǎo)電材料。本發(fā)明導(dǎo)電型聚合物基復(fù)合材料是介于半導(dǎo)體材料和防靜電材料之間，其中導(dǎo)電金屬廢棄物含量高則導(dǎo)電率高，導(dǎo)電金屬廢棄物含量低則導(dǎo)電率低?？筛鶕?jù)對導(dǎo)電率的不同需求，調(diào)整導(dǎo)電金屬廢棄物含量。本發(fā)明利用塑料再生能力強、易加工成型等優(yōu)點，利用現(xiàn)代制造技術(shù)、復(fù)合成型技術(shù)等手段，將廢舊塑料共混改性、金屬顆粒增強制造出有特殊用途的、性能優(yōu)良的導(dǎo)電型聚合物基復(fù)合材料。本發(fā)明是用嚴重污染環(huán)境的廢棄物制備導(dǎo)電型聚合物基復(fù)合材料，所用原料均為廢棄物，且來源廣泛，回收利用起來十分方便，是對資源的循環(huán)再利用，具有明顯的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益。
具體實施例方式
一、備料，按下表備料，各實施例中的各原料之和為百分之百。

二、工藝上述各實施例按以下工藝制備1、將廢舊塑料袋或廢農(nóng)膜用熱水清洗進行除油和除污處理，然后經(jīng)塑料破膜機破碎，廢舊塑料袋或廢農(nóng)膜在破膜機中被撕拉后自然卷縮成為粒徑小于5mm以下表面有褶皺的顆粒；2、將金屬磨屑和灰鑄鐵刨屑過150目篩，取篩下物，烘干，去除油脂為金屬屑；其它金屬切屑放入球磨機磨碎，過150目篩，取篩下物，烘干去除油脂為金屬屑；3、將破碎好的塑料袋與處理后金屬屑裂放入混料機中機械混合10分鐘，使金屬屑嵌入熱塑性聚乙烯顆粒的褶皺中，同時加入硅烷偶聯(lián)劑；4、將混合料放入擠出機中，在200℃溫度下熔融后以稠粘不成型的狀態(tài)擠出；5、將擠出料放入金屬模具中，加壓成型，壓力為22MPa，保壓時間為3分鐘，冷卻模具，取出得到導(dǎo)電型聚合物基復(fù)合材料制品。
三、材料性能_經(jīng)檢測制備的導(dǎo)電型聚合物基復(fù)合材料制品各項指標如下抗彎強度≥25MPa抗拉強度≥10MPa電阻率≤106Ω·cm密度5.5g/cm權(quán)利要求
1.用廢棄物制備的導(dǎo)電型聚合物基復(fù)合材料，其特征在于，各組份重量百分比為導(dǎo)電金屬廢棄物28％～80％，熱塑性聚乙烯廢棄物18％～70％的，偶聯(lián)劑1-2％，各原料之和為百分之百。
2.如權(quán)利要求1所述的用廢棄物制備的導(dǎo)電型聚合物基復(fù)合材料，其特征在于，導(dǎo)電金屬為含鋼、鐵、銅、鋁的材料。
3.如權(quán)利要求1所述的用廢棄物制備的導(dǎo)電型聚合物基復(fù)合材料，其特征在于，導(dǎo)電金屬廢棄物為機械切削加工產(chǎn)生的切屑。
4.如權(quán)利要求1所述的用廢棄物制備的導(dǎo)電型聚合物基復(fù)合材料，其特征在于，熱塑性聚乙烯廢棄物為廢舊聚乙烯塑料袋和廢舊聚乙烯地膜。
5.如權(quán)利要求1所述的用廢棄物制備的導(dǎo)電型聚合物基復(fù)合材料，其特征在于，偶聯(lián)劑為硅烷。
6.用廢棄物制備的導(dǎo)電型聚合物基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，具體的制備方法為(1)取導(dǎo)電金屬切屑經(jīng)篩分，粉碎，過100-200目篩，取篩下物為金屬屑；(2)熱塑性聚乙烯廢棄物清洗，除去油污、進入破膜機，破碎為粒徑小于5mm表面有褶皺的熱塑性聚乙烯顆粒；(3)按比例取(1)和(2)所制的金屬屑和熱塑性聚乙烯顆粒及偶聯(lián)劑，放入混料機混合均勻，使金屬屑嵌入熱塑性聚乙烯顆粒的褶皺中；(4)由(3)制成的混合料進入合成機在150～200℃溫度下熔融后以稠粘不成型的狀態(tài)擠出；(5)擠出的物料放入金屬模具中，用壓力機加壓成型，壓力為15～25MPa，保壓時間為1～5分鐘，同時冷卻模具，開模后得到導(dǎo)電型聚合物基廢棄物復(fù)合材料。
全文摘要
廢棄物制備的導(dǎo)電型聚合物基復(fù)合材料，由導(dǎo)電金屬廢棄物28％～80％，熱塑性聚乙烯廢棄物18％～70％的，偶聯(lián)劑1－2％組成。其制備方法為導(dǎo)電金屬切屑經(jīng)篩分，粉碎；熱塑性聚乙烯廢棄物清洗，除去油污、進入破膜機，破碎為表面有褶皺顆粒；取(1)和(2)放入混料機混合均勻，使金屬屑嵌入熱塑性聚乙烯顆粒的褶皺中；混合料進入合成機熔融后以稠粘不成型的狀態(tài)擠出；放入金屬模具中，用壓力機加壓成型。本發(fā)明的復(fù)合材料既保持各組分原有的主要性能，又具有原組分中所沒有的新特性，本發(fā)明是用嚴重污染環(huán)境的廢棄物制備導(dǎo)電型聚合物基復(fù)合材料，所用原料均為廢棄物，且來源廣泛，回收利用起來十分方便，是對資源的循環(huán)再利用，具有明顯的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益。
文檔編號C08K3/08GK1978513SQ20061004885
公開日2007年6月13日 申請日期2006年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月24日
發(fā)明者孫可偉, 李如燕, 吳勇生 申請人:云南華威廢棄物資源化有限公司