本发明涉及聚碳酸酯材料制备技术领域，具体涉及一种具有电磁屏蔽作用的聚碳酸酯材料及其制备方法。
背景技术：
聚碳酸酯(简称pc)是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，其广泛应用于电子、电器以及通信设备等工业领域。当聚碳酸酯塑料用于电子、电气以及通信设备领域时，由于电子元件对外界的干扰，电磁波会与电子元件作用，产生被干扰现象。为了减少电磁干扰现象，相应的设备通常采用导电材料制成的部件对电场磁场进行屏蔽。因此开发一种具有电磁屏蔽作用的聚碳酸酯，尤其是具有高性能电磁屏蔽作用的聚碳酸酯具有广阔的应用前景。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是，提供一种具有电磁屏蔽作用的聚碳酸酯材料的制备方法，由该方法制备得到的聚碳酸酯材料具有优异的电磁屏蔽效果。
本发明所要解决的上述技术问题，通过以下技术方案予以实现：
一种具有电磁屏蔽作用的聚碳酸酯材料的制备方法，其包含如下步骤：
(1)将碳纳米管和尼龙6t加入有机溶剂中，超声，待分散均匀以后置入容器中浇注成膜，在55～65℃下真空干燥1～2h，得pa6t/mwnt复合膜；
(2)将pa6t/mwnt复合膜置于含有镍盐的电镀液中进行电镀，得pa6t/mwnt/ni复合膜；
(3)取pa6t/mwnt/ni复合膜与聚碳酸酯在230～250℃下熔融共混，通过挤出装置挤出即得具有电磁屏蔽作用的聚碳酸酯材料。
优选地，步骤(1)所述的碳纳米管和尼龙6t的用量比为1：3～5。
优选地，步骤(1)所述的碳纳米管为多壁碳纳米管；所述的有机溶剂为氯仿。
优选地，步骤(2)中所述的含有镍盐的电镀液包含如下成分：硫酸镍100～120g/l；硫酸钠30～40g/l；柠檬酸钠30～40g/l；醋酸钠10～20g/l；次磷酸钠10～20g/l。
最优选地，步骤(2)中所述的含有镍盐的电镀液包含如下成分：硫酸镍110g/l；硫酸钠35g/l；柠檬酸钠34g/l；醋酸钠15g/l；次磷酸钠15g/l。
进一步优选地，所述的含有镍盐的电镀液含包含辅助剂20～30g/l，所述的辅助剂通过如下方法制备得到：
将十二烷基二甲基叔胺与1，3-二氯-2-丙醇按摩尔比为2:1溶于有机溶剂，然后加入催化剂，在110～140℃下反应12～24h，浓缩干燥即得所述的辅助剂。
更进一步优选地，辅助剂制备过程中所述的有机溶剂为甲醇，所述的催化剂为碘化钾；所述的十二烷基二甲基叔胺与1，3-二氯-2-丙醇总重量与有机溶剂的用量比为1g：2～5ml；所述的十二烷基二甲基叔胺与1，3-二氯-2-丙醇总重量与催化剂的重量比为100:1～2。
优选地，步骤(2)中的电镀条件为：控制电流密度为3～4asd，电镀时间为20～40min。
最优选地，步骤(2)中的电镀条件为：控制电流密度为3.5asd，电镀时间为30min。
优选地，步骤(3)中pa6t/mwnt/ni复合膜与聚碳酸酯的用量比为1～5:100。
优选地，步骤(3)所述的挤出装置为双螺杆挤出机。
本发明还提供一种由上述制备方法制备得到的具有电磁屏蔽作用的聚碳酸酯材料。
有益效果：(1)本发明先通过用尼龙6t(pa6t)包裹多壁碳纳米管(mwnt)，用溶液共混的方式制备出pa6t/mwnt复合膜，再通过电镀的方式在pa6t/mwnt复合膜镀上一层镍材料制备出pa6t/mwnt/ni复合膜，在将pa6t/mwnt/ni复合膜与聚碳酸酯(pc)熔融共混制备具有电磁屏蔽作用的聚碳酸酯材料；由上可知本发明提供了一种全新的聚碳酸酯材料的制备方法；其制备得到的聚碳酸酯材料也具有全新的原料组成。(2)因本发明使用的尼龙6t的加工温度比pc高，因此使用pa6t作为负载金属ni的增强相，以pc为连续相，通过先成膜再电镀的方式，改善填料在聚合物的分散性，实现填料在聚合物的高分散性，大大减少因分散不均匀而导致的导电性能衰减现象，使最终料条表面高导电性能。(3)以mwnt和金属ni作为共同导电填料，通过溶液共混和电镀工艺，以pa6t为桥梁形成二元复配填料，共同搭建导电网络体系，实现在聚合物中低填料高导电性能，形成高电磁屏蔽网络体系。(4)此外，在电镀过程中，在电镀液中加入了全新方法合成的辅助剂，其使得制备得到的聚碳酸酯材料的电磁屏蔽作用进一步提高。
具体实施方式
以下结合具体实施例来进一步解释本发明，但实施例对本发明不做任何形式的限定。
实施例1聚碳酸酯材料的制备
(1)将多壁碳纳米管和尼龙6t(购自日本三井公司牌号为ra230nk的pa6t)加入氯仿中，超声，待分散均匀以后置入容器中浇注成膜，在60℃下真空干燥1h，得pa6t/mwnt复合膜；
该步骤中所述的多壁碳纳米管和尼龙6t以及氯仿的用量比为1g：4g：30ml；
(2)将pa6t/mwnt复合膜置于含有镍盐的电镀液中进行电镀，得pa6t/mwnt/ni复合膜；
该步骤中所述的含有镍盐的电镀液包含如下成分：硫酸镍110g/l；硫酸钠35g/l；柠檬酸钠34g/l；醋酸钠15g/l；次磷酸钠15g/l；电镀条件为：控制电流密度为3.5asd，电镀时间为30min；
(3)取pa6t/mwnt/ni复合膜与聚碳酸酯(购自韩国lg公司牌号为1302hp-09的聚碳酸酯)在240℃下熔融共混，通过双螺杆挤出机挤出即得具有电磁屏蔽作用的聚碳酸酯材料；
该步骤中pa6t/mwnt/ni复合膜与聚碳酸酯的用量比为3:100。
实施例2聚碳酸酯材料的制备
(1)将多壁碳纳米管和尼龙6t(购自日本三井公司牌号为ra230nk的pa6t)加入氯仿中，超声，待分散均匀以后置入容器中浇注成膜，在55℃下真空干燥1.5h，得pa6t/mwnt复合膜；
该步骤中所述的多壁碳纳米管和尼龙6t以及氯仿的用量比为1g：3g：40ml；；
(2)将pa6t/mwnt复合膜置于含有镍盐的电镀液中进行电镀，得pa6t/mwnt/ni复合膜；
该步骤中所述的含有镍盐的电镀液包含如下成分：硫酸镍100g/l；硫酸钠40g/l；柠檬酸钠40g/l；醋酸钠10g/l；次磷酸钠10g/l；电镀条件为：控制电流密度为4asd，电镀时间为40min；
(3)取pa6t/mwnt/ni复合膜与聚碳酸酯(购自韩国lg公司牌号为1302hp-09的聚碳酸酯)在240℃下熔融共混，通过双螺杆挤出机挤出即得具有电磁屏蔽作用的聚碳酸酯材料；
该步骤中pa6t/mwnt/ni复合膜与聚碳酸酯的用量比为2:100。
实施例3聚碳酸酯材料的制备
(1)将多壁碳纳米管和尼龙6t(购自日本三井公司牌号为ra230nk的pa6t)加入氯仿中，超声，待分散均匀以后置入容器中浇注成膜，在65℃下真空干燥1h，得pa6t/mwnt复合膜；
该步骤中所述的多壁碳纳米管和尼龙6t以及氯仿的用量比为1g：5g：40ml；
(2)将pa6t/mwnt复合膜置于含有镍盐的电镀液中进行电镀，得pa6t/mwnt/ni复合膜；
该步骤中所述的含有镍盐的电镀液包含如下成分：硫酸镍120g/l；硫酸钠30g/l；柠檬酸钠30g/l；醋酸钠20g/l；次磷酸钠20g/l；电镀条件为：控制电流密度为3asd，电镀时间为40min；
(3)取pa6t/mwnt/ni复合膜与聚碳酸酯(购自韩国lg公司牌号为1302hp-09的聚碳酸酯)在240℃下熔融共混，通过双螺杆挤出机挤出即得具有电磁屏蔽作用的聚碳酸酯材料；
该步骤中pa6t/mwnt/ni复合膜与聚碳酸酯的用量比为4:100。
实施例4聚碳酸酯材料的制备
(1)将多壁碳纳米管和尼龙6t(购自日本三井公司牌号为ra230nk的pa6t)加入氯仿中，超声，待分散均匀以后置入容器中浇注成膜，在60℃下真空干燥1h，得pa6t/mwnt复合膜；
该步骤中所述的多壁碳纳米管和尼龙6t以及氯仿的用量比为1：4：25ml；
(2)将pa6t/mwnt复合膜置于含有镍盐的电镀液中进行电镀，得pa6t/mwnt/ni复合膜；
该步骤中所述的含有镍盐的电镀液包含如下成分：硫酸镍110g/l；硫酸钠35g/l；柠檬酸钠34g/l；醋酸钠15g/l；次磷酸钠15g/l；辅助剂15g/l；电镀条件为：控制电流密度为3.5asd，电镀时间为30min；
所述的辅助剂通过如下方法制备得到：将十二烷基二甲基叔胺与1，3-二氯-2-丙醇按摩尔比为2:1溶于甲醇，然后加入催化剂碘化钾，在130℃下反应16h，浓缩干燥即得所述的辅助剂；所述的十二烷基二甲基叔胺与1，3-二氯-2-丙醇总重量与甲醇的用量比为1g：4ml；所述的十二烷基二甲基叔胺与1，3-二氯-2-丙醇总重量与催化剂碘化钾的重量比为100:1.5；
(3)取pa6t/mwnt/ni复合膜与聚碳酸酯(购自韩国lg公司牌号为1302hp-09的聚碳酸酯)在240℃下熔融共混，通过双螺杆挤出机挤出即得具有电磁屏蔽作用的聚碳酸酯材料；
该步骤中pa6t/mwnt/ni复合膜与聚碳酸酯的用量比为3:100。
实施例4与实施例1的区别在于，实施例1中的电镀液不加入辅助剂，而实施例4的电镀液中加入辅助剂。
实验例1
将实施例1～4制备得到的聚碳酸酯材料参照如下标准制成测试样条并进行相关性能测试。
参照标准astmd638测试拉伸强度(23℃)；参照astmd790测试弯曲模量；参照astmd256悬臂梁缺口冲击强度(23℃)；采用表面电阻测试仪测试其表面电阻；参照astmd4935标准测试电磁屏蔽作用；具体测试效果见表1。
表1.聚碳酸酯材料的性能测试结果
从表1性能测试数据可以看出，实施例1～4制备得到的聚碳酸酯材料具有优异的力学性能、导电性能以及电磁屏蔽效能。尤其是实施例4制备得到的聚碳酸酯材料，其电磁屏蔽效能远远高于实施例1～3制备得到的聚碳酸酯材料，其可以应用于对电磁屏蔽要求高的应用领域；这也说明在电镀步骤中的电镀液中加入本发明制备得到的辅助剂，能够进一步大幅提升制备得到的聚碳酸酯材料的电磁屏蔽效能。