一种高性能聚苯硫醚/聚酰胺电磁屏蔽复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高性能聚苯硫醚/聚酰胺电磁屏蔽复合材料及其制备方法，该复合材料由以下重量份数的原料制备而成：聚苯硫醚母粒50～70份，聚酰胺母粒30～50份，相容剂1～4份，抗氧剂0.1～1份。本发明专利技术提供的高性能聚苯硫醚/聚酰胺电磁屏蔽复合材料具备良好力学性能的同时，还具有优良的导电性能和屏蔽效能，抗拉强度达91～121MPa，弯曲强度达138～182MPa，冲击强度达22～32KJ/m

【技术实现步骤摘要】
一种高性能聚苯硫醚/聚酰胺电磁屏蔽复合材料及其制备方法
本专利技术涉及材料
，具体为一种高性能聚苯硫醚/聚酰胺电磁屏蔽复合材料及其制备方法。
技术介绍
随着互联网设备和天线数量的成倍增加，环境中的电磁波能量密度逐年增长，而电磁辐射不仅干扰和侵害其他电子设备的正常运行，降低设备的可靠性和稳定性，也会影响到人类的日常生活和身体健康。因此，电磁屏蔽材料的研究和应用已经成为业界日益重视的研究课题。热塑性电磁屏蔽复合材料与传统的金属电磁屏蔽材料相比，具有加工性能好、轻质高强、耐腐蚀、可回收再利用且屏蔽效能可调控等优势，被认为是具有广泛应用前景的新型电磁屏蔽材料。聚苯硫醚是一种性价比很高的特种工程塑料，其强度和硬度均较高，还具有优异的耐热性、耐磨性、阻燃性、绝缘性和耐腐蚀性，但由于聚苯硫醚分子主链上存在大量刚性苯环，分子链运动困难，因而韧性较差，需要对其进行填充增韧或者合金化增韧。通常向聚苯硫醚中添加某些填料或者纤维可以起到增强增韧的效果，但这往往使得熔融状态下的聚苯硫醚粘度变高，在同时含有填料和纤维的填充体体系下，树脂对纤维的浸渍效果不够理想，填料也很难在树脂中均匀分布。而选择合适的聚合物合金化增韧聚苯硫醚不但能使各组分性能互补，还可降低聚苯硫醚的成型温度，然后根据实际需要对其进行设计，以得到某一项性能突出的新材料。传统的在纤维增强聚苯硫醚复合材料中加入各种添加剂进行改性的方法，一种是将粉状或粒状的添加剂直接与纤维增强聚苯硫醚粒料进行混合。由于二者形状、密度、相容性等方面的差异，使得这些添加剂很难在复合材料中实现良好地分散。另一种是直接将这些添加剂加入到聚苯硫醚树脂当中，由于某些添加剂会提高聚苯硫醚树脂的熔体黏度，从而使树脂对纤维的包覆变得更加困难，这种方法也不可取。专利CN201810236859.0公开了一种三相双逾渗电磁屏蔽材料及其制备方法，该专利设计制备出双逾渗结构的电磁屏蔽材料，但所需的原料复杂，需要添加增塑剂、增溶剂等助剂，且镀银碳纤维的成本较高，此外该材料的力学性能比较差。专利CN201910995828.8公开了一种具有高韧性的电磁屏蔽聚苯硫醚复合材料的制备方法，该专利采用了镀镍碳纤维，虽然提高导电性，但价格昂贵，且镍层与碳纤维的结合性不好，影响材料的强度。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的缺点，本专利技术采用二阶熔体包覆法，通过原料之间的合理配伍，加入比现有方法更高含量的填料，并使得填料与聚苯硫醚分散良好，得到具有高韧性、高导电性和优良电磁屏蔽性能的聚苯硫醚/聚酰胺电磁屏蔽复合材料。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种高性能聚苯硫醚/聚酰胺电磁屏蔽复合材料，其由以下重量份数的原料制备而成：聚苯硫醚(PPS)母粒50～70份，聚酰胺(PA)母粒30～50份，相容剂1～4份，抗氧剂0.1～1份；所述聚苯硫醚(PPS)母粒由以下重量份的原料制备而成：聚苯硫醚(PPS)树脂65～85份，碳纤维15～40份，抗氧剂0.1～1份；所述聚酰胺(PA)母粒由以下重量份的原料制备而成：聚酰胺(PA)70～95份，导电填料5～40份，抗氧剂0.1～1份。按上述方案，所述聚苯硫醚树脂为线性聚苯硫醚，数均相对分子质量为3～5万。按上述方案，所述碳纤维为短切碳纤维，纤维长度为3～9mm，纤维直径为7～15μm。按上述方案，所述聚酰胺为尼龙6(PA6)，尼龙66(PA66)，尼龙46(PA46)，尼龙1010(PA1010)中的至少一种，并且所述聚酰胺的相对粘度为2.4～3.2，端氨基含量≤60mmol/kg。按上述方案，所述导电填料为导电炭黑，石墨烯，碳纳米管中的一种或几种。按上述方案，所述导电炭黑的粒径为10～200μm；所述石墨烯为单层或多层的石墨烯片，片径为0.5～6μm，厚度为1～10nm；所述碳纳米管为多壁碳纳米管，外径为7～10nm，壁厚为2～3nm，长度为1～2μm。按上述方案，所述相容剂为马来酸酐接枝SEBS(MAH-g-SEBS)，马来酸酐接枝聚苯醚(MAH-g-PPO)，乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物(E-MA-GMA)中的一种或几种。按上述方案，所述抗氧剂为抗氧剂168，抗氧剂264，抗氧剂565，抗氧剂1010，抗氧剂1098中的一种或几种。本专利技术还包括上述高性能聚苯硫醚/聚酰胺电磁屏蔽复合材料的制备方法，具体步骤如下：S01：按比例称取原料，备用；S02：将聚苯硫醚母粒的原料聚苯硫醚树脂、碳纤维、抗氧剂按比例加入高速混合机混合均匀后置于双螺杆挤出机中挤出，切粒，干燥得到聚苯硫醚母粒；S03：将聚酰胺母粒的原料聚酰胺、导电填料、抗氧剂按比例加入高速混合机混合均匀后置于双螺杆挤出机中挤出，切粒，干燥得到聚酰胺母粒；S04：将S02所得聚苯硫醚母粒、S03所得聚酰胺母粒与相容剂、抗氧剂按比例放入高速混合机混合均匀后置于双螺杆挤出机中挤出，干燥得到高性能聚苯硫醚/聚酰胺电磁屏蔽复合材料。按上述方案，S02所述高速混合机混合均匀的工艺条件为：转速150～200r/min，混合时间1～2min。按上述方案，S02所述双螺杆挤出机各段温度为：双螺杆一区温度215-235℃、二区温度280-300℃、三区温度290-310℃、四区温度300-320℃、五区温度300-320℃、六区温度290±310℃、七区温度290±310℃、八区温度290-310℃、九区温度295-315℃，双螺杆挤出机转速为280～300r/min。按上述方案，S03所述高速混合机混合均匀的工艺条件为：转速150～200r/min，混合时间2～3min。按上述方案，S03所述双螺杆挤出机各段温度为：双螺杆一区温度160-210℃、二区温度220-270℃、三区温度225-275℃、四区温度225-275℃、五区温度225-275℃、六区温度225-275℃、七区温度220-270℃、八区温度220-270℃、九区温度220-270℃，双螺杆挤出机转速为250～280r/min。按上述方案，S04所述高速混合机混合均匀的工艺条件为：转速150～200r/min，混合时间1～2min。按上述方案，S04所述双螺杆挤出机各段温度为：双螺杆一区温度185-205℃、二区温度250-270℃、三区温度260-280℃、四区温度270-290℃、五区温度270-290℃、六区温度260±280℃、七区温度260±280℃、八区温度260-280℃、九区温度265-285℃，双螺杆挤出机转速为280～300r/min。本专利技术优化聚苯硫醚/聚酰胺复合材料的配方体系及加工工艺，采用二阶熔体包覆法，可以根据需要调节复合材料的加工温度，比直接共混所需的能耗更少。先用碳纤维填充聚苯硫醚，用导电填料填充聚酰胺，然后采用相容剂改善聚苯硫醚和聚酰胺之间的界面相容性，添加含有导电填料且韧性较高的聚酰胺对聚苯硫醚进行合金化增韧制备复合材料。由于聚苯硫醚树脂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高性能聚苯硫醚/聚酰胺电磁屏蔽复合材料，其特征在于，其由以下重量份数的原料制备而成：聚苯硫醚母粒50～70份，聚酰胺母粒30～50份，相容剂1～4份，抗氧剂0.1～1份；/n所述聚苯硫醚母粒由以下重量份的原料制备而成：聚苯硫醚树脂65～85份，碳纤维15～40份，抗氧剂0.1～1份；/n所述聚酰胺母粒由以下重量份的原料制备而成：聚酰胺70～95份，导电填料5～40份，抗氧剂0.1～1份。/n

【技术特征摘要】
1.一种高性能聚苯硫醚/聚酰胺电磁屏蔽复合材料，其特征在于，其由以下重量份数的原料制备而成：聚苯硫醚母粒50～70份，聚酰胺母粒30～50份，相容剂1～4份，抗氧剂0.1～1份；
所述聚苯硫醚母粒由以下重量份的原料制备而成：聚苯硫醚树脂65～85份，碳纤维15～40份，抗氧剂0.1～1份；
所述聚酰胺母粒由以下重量份的原料制备而成：聚酰胺70～95份，导电填料5～40份，抗氧剂0.1～1份。


2.根据权利要求1所述的高性能聚苯硫醚/聚酰胺电磁屏蔽复合材料，其特征在于，所述聚苯硫醚树脂为线性聚苯硫醚，数均相对分子质量为3～5万；所述碳纤维为短切碳纤维，纤维长度为3～9mm，纤维直径为7～15μm。


3.根据权利要求1所述的高性能聚苯硫醚/聚酰胺电磁屏蔽复合材料，其特征在于，所述聚酰胺为尼龙6，尼龙66，尼龙46，尼龙1010中的至少一种，并且所述聚酰胺的相对粘度为2.4～3.2，端氨基含量≤60mmol/kg；所述导电填料为导电炭黑，石墨烯，碳纳米管中的一种或几种。


4.根据权利要求1所述的高性能聚苯硫醚/聚酰胺电磁屏蔽复合材料，其特征在于，所述相容剂为马来酸酐接枝SEBS，马来酸酐接枝聚苯醚，乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物中的一种或几种。


5.根据权利要求1所述的高性能聚苯硫醚/聚酰胺电磁屏蔽复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂168，抗氧剂264，抗氧剂565，抗氧剂1010，抗氧剂1098中的一种或几种。


6.一种权利要求1-5任一所述的高性能聚苯硫醚/聚酰胺电磁屏蔽复合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
S01：按比例称取原料，备用；
S02：将聚苯硫醚母粒的原料聚苯硫醚树脂、碳纤维、抗氧剂按比例加入高速混合机混合均匀后置于双螺杆挤出机中挤出，切粒，干燥得到聚苯硫醚母粒；
S03：将聚酰胺母粒的原料聚酰胺、导电填料、抗氧剂按比例加入高速混合机混合均匀后置于双螺杆挤出机中挤出，切粒，干燥得到聚酰胺母粒；
S04：将S02所得聚苯硫...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅启林，倪圣，罗成，巫炼，王宏华，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42