一种碳纤维复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种材料，特别涉及一种碳纤维复合材料及其制备方法。包含以下组分：聚苯硫醚40‑60%；碳纤维粉末纤维10‑30%；聚苯硫醚‑聚有机硅氧烷嵌段共聚物10‑15%；导电填充物0.3‑5%；阻燃剂2‑5%；增韧剂1‑4%；弹性体2‑5%；所述的导电填充物为碳纳米管。所述的导电填充物还包括有碳黑，碳黑的重量百化比为0‑10%。所述的阻燃剂为无卤阻燃剂，具本为复合三聚氰胺氰尿酸盐。所述的所述的增韧剂为氢化苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯(SEBS)接枝MAH共聚物(SEBS‑g‑MAH)和/或三元乙丙橡胶(EPDM)和/或带环氧基团的活性增韧剂6350，其中共聚物中MAH的接枝率为0.5％本发明专利技术的目的在于提供了一种以聚苯硫醚为基料成型的机械强度高、导电性能好的碳纤维复合材料及其制备方法。

A kind of carbon fiber composite and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维复合材料及其制备方法
本专利技术涉及一种材料，特别涉及一种碳纤维复合材料及其制备方法。
技术介绍
聚苯硫醚是聚合物分子主链中带有苯硫基的热塑性树脂，是一种综合性能优异的热塑性特种工程塑料，聚苯硫醚材料具有突出的耐热性，优异的耐化学药品、耐溶剂性和耐腐蚀性，本身固有的阻燃性、优良的力学性能、出色的尺寸稳定性和良好的成型加工性能、相对较低的价格，可用多种成型加工方法进行成型加工，并且可以精密成型。但目前用聚苯硫醚成型的板材还是具有机械强度差、导电性能差的缺陷，针对该缺陷，本专利技术作出了改进。
技术实现思路
为了克服
技术介绍
的不足，本专利技术的目的在于提供了一种以聚苯硫醚为基料成型的机械强度高、导电性能好的碳纤维复合材料及其制备方法。本专利技术所采用的技术方案是：一种碳纤维复合材料，包含以下组分：聚苯硫醚40-60%；碳纤维粉末纤维10-30%；聚苯硫醚-聚有机硅氧烷嵌段共聚物10-15%；导电填充物0.3-5%；阻燃剂2-5%；增韧剂1-4%；弹性体2-5%。优选的，所述的导电填充物为碳纳米管。优选的，所述的导电填充物还包括有碳黑，碳黑的重量百化比为0-10%。优选的，所述的阻燃剂为无卤阻燃剂，具本为复合三聚氰胺氰尿酸盐。优选的，所述的所述的增韧剂为氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SEBS)接枝MAH共聚物(SEBS-g-MAH)和/或三元乙丙橡胶(EPDM)和/或带环氧基团的活性增韧剂6350，其中共聚物中MAH的接枝率为0.5％。优选的，所述的弹性体为热塑性弹性体G155D3-5。一种碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：将40-60%的聚苯硫醚、10-30%的碳纤维粉末纤维、10-15%的聚苯硫醚-聚有机硅氧烷嵌段共聚物、0.3-5%的导电填充物、2-5%的阻燃剂、1-4%的增韧剂及2-5%的弹性体搅拌混合并通过反应釜反应20-60分钟，得到混合物；步骤2：向步骤1得到的混合物中进一步加入碳黑；步骤3：将步骤2中的混合物轩于挤出机中熔融连续挤出、定型并冷却成型，得到碳纤维复合材料。优选的，熔融温度为270℃-300℃，冷却时间为30-50分钟。本专利技术的有益效果是：由于采用上述技术方案，在传统的聚苯硫醚中加入了碳纤维粉，使材料具有更好的界面结合力，能有效传递载荷，增加了机械强度，且由于导电填充物的增加，提高了材料的导电能力，在原有的基础之上导电性能提高了20-30%，且阻燃剂的增加，使该材料具有更好的阻燃性，且该阻燃剂为无卤阻燃剂，具有环保无毒的特点。具体实施方式本专利技术提供一种碳纤维复合材料，包含以下组分：聚苯硫醚40-60%；碳纤维粉末纤维10-30%；聚苯硫醚-聚有机硅氧烷嵌段共聚物10-15%；导电填充物0.3-5%；阻燃剂2-5%；增韧剂1-4%；弹性体2-5%。所述的导电填充物为碳纳米管。所述的导电填充物还包括有碳黑，碳黑的重量百化比为0-10%。所述的阻燃剂为无卤阻燃剂，具本为复合三聚氰胺氰尿酸盐。所述的所述的增韧剂为氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SEBS)接枝MAH共聚物(SEBS-g-MAH)和/或三元乙丙橡胶(EPDM)和/或带环氧基团的活性增韧剂6350，其中共聚物中MAH的接枝率为0.5％。所述的弹性体为热塑性弹性体G155D3-5。一种碳纤维复合材料的制备方法，包括如下步骤：步骤1：将40-60%的聚苯硫醚、10-30%的碳纤维粉末纤维、10-15%的聚苯硫醚-聚有机硅氧烷嵌段共聚物、0.3-5%的导电填充物、2-5%的阻燃剂、1-4%的增韧剂及2-5%的弹性体搅拌混合并通过反应釜反应20-60分钟，得到混合物；步骤2：向步骤1得到的混合物中进一步加入碳黑；步骤3：将步骤2中的混合物轩于挤出机中熔融连续挤出、定型并冷却成型，得到碳纤维复合材料。熔融温度为270℃-300℃，冷却时间为30-50分钟。下面通过四组实施例进行进一步说明：实施例一：一种碳纤维复合材料的制备方法，包括如下步骤：步骤1：将45%的聚苯硫醚、30%的碳纤维粉末纤维、15%的聚苯硫醚-聚有机硅氧烷嵌段共聚物、1%的导电填充物、2%的阻燃剂、2%的增韧剂及5%的弹性体搅拌混合并通过反应釜反应30分钟，得到混合物；步骤2：向步骤1得到的混合物中进一步加入碳黑；步骤3：将步骤2中的混合物轩于挤出机中熔融连续挤出、定型并冷却成型，得到碳纤维复合材料。实施例二：一种碳纤维复合材料的制备方法，包括如下步骤：步骤1：将50%的聚苯硫醚、30%的碳纤维粉末纤维、10%的聚苯硫醚-聚有机硅氧烷嵌段共聚物、2%的导电填充物、3%的阻燃剂、3%的增韧剂及2%的弹性体搅拌混合并通过反应釜反应40分钟，得到混合物；步骤2：向步骤1得到的混合物中进一步加入碳黑；步骤3：将步骤2中的混合物轩于挤出机中熔融连续挤出、定型并冷却成型，得到碳纤维复合材料。实施例三：一种碳纤维复合材料的制备方法，包括如下步骤：步骤1：将55%的聚苯硫醚、25%的碳纤维粉末纤维、12%的聚苯硫醚-聚有机硅氧烷嵌段共聚物、3%的导电填充物、2%的阻燃剂、1%的增韧剂及2%的弹性体搅拌混合并通过反应釜反应20-60分钟，得到混合物；步骤2：向步骤1得到的混合物中进一步加入碳黑；步骤3：将步骤2中的混合物轩于挤出机中熔融连续挤出、定型并冷却成型，得到碳纤维复合材料。实施例四：一种碳纤维复合材料的制备方法，包括如下步骤：步骤1：将60%的聚苯硫醚、20%的碳纤维粉末纤维、10%的聚苯硫醚-聚有机硅氧烷嵌段共聚物、3%的导电填充物、3%的阻燃剂、2%的增韧剂及2%的弹性体搅拌混合并通过反应釜反50分钟，得到混合物；步骤2：向步骤1得到的混合物中进一步加入碳黑；步骤3：将步骤2中的混合物轩于挤出机中熔融连续挤出、定型并冷却成型，得到碳纤维复合材料。为论证本专利技术的实际效果和性能，特对本专利技术进行了拉伸实验并对数据进行了测量，其主要数据统计如下：经过对比，碳纤维含量较多时力学性能上具有明显的优势，能更有效的传递载荷，充分发挥碳纤维的特性，提高整体的力学性能，机械强度更高，而导电性能的电阻率都能达1.5×10㎡ohm.cm，对阻燃性能进行了测试，阻燃等级达到5VB。到各位技术人员须知：虽然本专利技术已按照上述具体实施方式做了描述，但是本专利技术的专利技术思想并不仅限于此专利技术，任何运用本专利技术思想的改装，都将纳入本专利专利权保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳纤维复合材料，其特征在于，包含以下组分：/n聚苯硫醚 40-60%；/n碳纤维粉末纤维 10-30%；/n聚苯硫醚-聚有机硅氧烷嵌段共聚物 10-15%；/n导电填充物 0.3-5%；/n阻燃剂 2-5%；/n增韧剂 1-4%；/n弹性体 2-5%。/n

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维复合材料，其特征在于，包含以下组分：
聚苯硫醚40-60%；
碳纤维粉末纤维10-30%；
聚苯硫醚-聚有机硅氧烷嵌段共聚物10-15%；
导电填充物0.3-5%；
阻燃剂2-5%；
增韧剂1-4%；
弹性体2-5%。


2.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料，其特征在于，所述的导电填充物为碳纳米管。


3.根据权利要求2所述的一种碳纤维复合材料，其特征在于，所述的导电填充物还包括有碳黑，碳黑的重量百化比为0-10%。


4.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料，其特征在于：所述的阻燃剂为无卤阻燃剂，具本为复合三聚氰胺氰尿酸盐。


5.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料，其特征在于：所述的所述的增韧剂为氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SEBS)接枝MAH共聚物(SEBS-g-MAH)和/或三元乙丙橡胶(EPDM)...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡福泉，
申请(专利权)人：安徽旭升新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34