聚苯硫醚复合材料及其制备方法和注塑制件技术

本发明专利技术公开了一种聚苯硫醚复合材料及其制备方法和注塑制件。所述聚苯硫醚复合材料以重量百分比计，包括如下原料组分：聚苯硫醚树脂42.5％～90％、纳米层状硅酸盐填料0.1％～20％、碳纤维5％～50％、相容剂0.5％～5％、偶联剂0.1％～0.8％、润滑剂0.1％～2％，以及抗氧剂0.1％～1％，通过各组分协同作用获得了良好力学性能和韧性的聚苯硫醚树脂材料，可应用于需求高强度和高机械性能要求的机械、汽车、电子电器以及航空等领域的注塑制件制造。电子电器以及航空等领域的注塑制件制造。

【技术实现步骤摘要】
聚苯硫醚复合材料及其制备方法和注塑制件


[0001]本专利技术涉及高分子复合材料领域，特别是涉及一种聚苯硫醚复合材料及其制备方法和注塑制件。

技术介绍

[0002]聚苯硫醚(PPS)是一种高性能热塑性聚合物，主要应用于制成特种工程塑料和精密部件，用于电子电气领域、汽车工业、航空以及化工机械行业等多个领域。聚苯硫醚由于苯环和硫原子交替排列形成的刚性分子链，具有良好的阻燃性、绝缘性和耐化学腐蚀性，但是也具有延展性低，韧性差等缺点。非增强PPS力学强度和韧性不能满足大多数应用中机械性能的要求。
[0003]有研究涉及利用硼酚醛树脂作为上浆液，对碳纤维进行浸渍改性，有效改善了碳纤维与PPS之间的界面结合强度，从而制备得到了拉伸性能优良的碳纤维/聚苯硫醚复合材料。但是由于碳纤维与基体树脂界面结合较差，在上浆液浓度较高的情况下，碳纤维增强聚苯硫醚复合材料性能不理想。
[0004]另有研究以聚苯硫醚无纺布作为原料，利用碳纤维增强聚苯硫醚复合材料，通过热压方法制备得到碳纤维增强聚苯硫醚复合材料，极大地提高碳纤维增强聚苯硫醚复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度，但是由于制备方法导致聚苯硫醚复合材料的尺寸和应用受到限制。

技术实现思路

[0005]基于此，为了满足聚苯硫醚复合材料在多尺寸和多领域的应用，有必要提供一种适用于挤出加工方式且具有良好力学性能和韧性的聚苯硫醚复合材料。
[0006]具体技术方案如下：
[0007]一种聚苯硫醚复合材料，以重量百分比计，包括如下原料组分：
[0008][0009]在其中一个实施例中，一种聚苯硫醚复合材料以重量百分比计，包括如下原料组分：
[0010][0011]在其中一个实施例中，所述聚苯硫醚树脂在316℃，5kg下的熔体流动速率为200g～600g/10min。
[0012]在其中一个实施例中，所述碳纤维为聚丙烯腈基短切碳纤维，直径为5μm～15μm，长度为3mm～7mm。
[0013]在其中一个实施例中，所述纳米层状硅酸盐填料为纳米云母，直径/厚度比的平均值20～80。
[0014]在其中一个实施例中，所述相容剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物。
[0015]在其中一个实施例中，所述偶联剂选自γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙基硅烷和3-巯丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
[0016]在其中一个实施例中，所述润滑剂选自硅酮和季戊四醇硬脂酸酯中的至少一种。
[0017]在其中一个实施例中，所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂和含磷抗氧剂中的至少一种。
[0018]本专利技术还提供如上所述聚苯硫醚复合材料的制备方法，包括以下步骤：混合聚苯硫醚、纳米层状硅酸盐填料、相容剂、偶联剂、抗氧剂、润滑剂和碳纤维，熔融挤出。
[0019]本专利技术还提供一种注塑制件，其含有如上所述聚苯硫醚复合材料。
[0020]本专利技术采用纳米层状硅酸盐填料与碳纤维复合增强改性聚苯硫醚，并加入相容剂等助剂，通过纳米填料和碳纤维的协同作用，改善了碳纤维的分散，使复合材料力学性能提升同时具有较好的韧性，可应用于需求高强度和高机械性能要求的机械、汽车、电子电器以及航空等领域的注塑制件制造。
具体实施方式
[0021]本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本专利技术的公开内容理解的更加透彻全面。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本专利技术。此外，本专利技术可以在不同例子中重复参考数字和/或
字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。
[0022]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0023]本专利技术提供了一种聚苯硫醚复合材料，以重量百分比计，包括如下原料组分：
[0024][0025]优选地，一种聚苯硫醚复合材料，以重量百分比计，包括如下原料组分：
[0026][0027]在一个具体示例中，聚苯硫醚树脂在316℃，5kg下的熔体流动速率为200g～600g/10min。
[0028]在一个具体示例中，碳纤维为聚丙烯腈基短切碳纤维，可选地，碳纤维的直径为5μm～15μm，长度为3mm～7mm。
[0029]碳纤维虽然具有较高的比模量，较高的导热性但是由于表面光滑、化学惰性大、表面能低，难以与PPS产生有效的界面结合，以聚丙烯腈对其进行表面处理后可以改善碳纤维与PPS基体间的化学键合作用以及碳纤维与聚苯硫醚树脂间的浸润性，进而提高复合材料
的界面黏结性能，利于对聚苯硫醚树脂复合材料整体性能的提高。
[0030]在一个具体示例中，纳米层状硅酸盐填料为纳米云母，直径/厚度比的平均值为20～80。
[0031]纳米云母由于具有层状结构因此比表面积大、表面吸附能力强，与分散的碳纤维结合，利于提高聚苯硫醚树脂复合材料强度保持率。
[0032]在一个具体示例中，相容剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物。
[0033]在一个具体示例中，偶联剂为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)、γ-巯丙基三乙基硅烷(KH-580)和3-巯丙基三甲氧基硅烷(KH-590)中的至少一种。
[0034]在一个具体示例中，润滑剂选自硅酮和季戊四醇硬脂酸酯中的至少一种。
[0035]在一个具体示例中，抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂和含磷抗氧剂中的至少一种。
[0036]本专利技术提供了一种聚苯硫醚复合材料的制备方法，其具体步骤如下：
[0037]混合聚苯硫醚、纳米层状硅酸盐填料、相容剂、偶联剂、抗氧剂、润滑剂和碳纤维，熔融挤出。
[0038]在一个具体示例中，将聚苯硫醚、纳米层状硅酸盐填料、相容剂、偶联剂、抗氧剂、润滑剂和碳纤维搅拌均匀，经熔融挤出、冷却、干燥、切粒即得聚苯硫醚复合材料。
[0039]在一个具体示例中，将聚苯硫醚、纳米层状硅酸盐填料、相容剂、偶联剂、抗氧剂和润滑剂搅拌均匀，加入双螺杆挤出机主加料口，碳纤维通过侧喂料装置加入，进行加工，加工温度为250℃～300℃，挤出后冷却、干燥、切粒即得聚苯硫醚复合材料。
[0040]具体地，加工温度各温区设置如下：一区温度260℃～280℃，二区温度280℃～295℃，三区温度280℃～295℃，四区温度280℃～295℃，五区温度280℃～295℃，六区温度270℃～285℃，七区温度270℃～285℃，八区温度270℃～285℃，九区温度280℃～295℃。
[0041]在一个具体示例中，挤出机主机转速240转～400转/分钟，产量100kg/h。
[0042]经过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚苯硫醚复合材料，其特征在于，以重量百分比计，包括如下原料组分：2.如权利要求1所述的聚苯硫醚复合材料，其特征在于，以重量百分比计，包括如下原料组分：3.如权利要求1所述的聚苯硫醚复合材料，其特征在于，所述聚苯硫醚树脂在316℃，5kg下的熔体流动速率为200g～600g/10min。4.如权利要求1所述的聚苯硫醚复合材料，其特征在于，所述碳纤维为聚丙烯腈基短切碳纤维，直径为5μm～15μm，长度为3mm～7mm。5.如权利要求1所述的聚苯硫醚复合材料，其特征在于，所述纳米层状硅酸盐填料为纳米云母，直径/厚度比的平均值20～80。6.如权利要求1所述的聚苯硫醚复合材料，其特征在于，所述相容剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物...

【专利技术属性】
技术研发人员：冉进成，官炳荣，官炳桂，
申请(专利权)人：惠州市华聚塑化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：