一种天线振子用高韧性玻纤增强聚苯硫醚复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种天线振子用高韧性玻纤增强聚苯硫醚复合材料，包括以下重量份数的组分：聚苯硫醚40‑60份，酚酞基聚醚酮5‑15份，玻璃纤维20‑40份，晶须5‑15份，硅烷偶联剂0.1‑0.5份，高温润滑剂0.1‑0.3份，分散剂0.2‑1份。本发明专利技术的高韧性玻纤增强聚苯硫醚复合材料介电常数低（3.3‑3.8），具有优异的缺口冲击性能和阻燃性能，电镀效率高，镀层均匀结合力强，可广泛应用于5G天线振子及相关有电镀要求的产品。

【技术实现步骤摘要】
一种天线振子用高韧性玻纤增强聚苯硫醚复合材料及其制备方法
本专利技术涉及一种玻纤增强聚苯硫醚复合材料及其制备方法，具体地说，是一种天线振子用高韧性玻纤增强聚苯硫醚复合材料的制备方法。
技术介绍
随着近年来5G网络迅速铺开，5G网络相关的硬件设备需求也随之暴增。为满足5G网络容量的要求，传统的MIMO技术将升级为MassiveMIMO，助力提升频谱利用率和降低干扰。在5GMassiveMIMO技术下的天线数量将呈几何级数增加，达到64/128/256个，驱动单基站天线数量剧增。高精度、低重量和低成本的塑胶天线振子有望逐渐成为市场主流，通常塑胶天线振子是在塑胶基材表面通过电镀金属层实现，常规的电镀基材为PC、ABS等，由于这类材料表面光滑，电镀效果较好，但是天线振子由于强度需要，需要添加玻纤进行增强，如何在玻纤增强塑胶表面电镀得到良好结合力的金属层，是天线振子电路可靠性乃至天线振子能否大规模使用的难点所在。在5G高频时代，塑胶材料的介电常数在天线振子应用中成为一个不可忽略的关键要素，常规的高介电常数材料因此无法在天线振子中使用。聚苯硫醚（PPS）材料因其分子结构中存在大量刚性苯环，它天然具有优异的阻燃性能，极限氧指数高大50%以上，即使不外加阻燃剂也能达到UL94V0等级。同时，其介电常数3左右，吸水率极低（0.03%左右），玻纤增强后尺寸稳定性高，但是玻纤加入后会带来介电常数上升以及缺口冲击性能降低，如果有效规避以上问题成为目前研究的热点。专利“CN111518391A”一种聚苯硫醚树脂组合物及其制备方法和应用公开了引入聚酰胺PA作为第二相和聚苯硫醚做合金，同耐老化剂一起协同耐候，同时添加低介电常数玻纤增强，制备了低介电常数耐候聚苯硫醚材料，但是聚酰胺阻燃效果差，添加后会很大程度影响聚苯硫醚本身的阻燃效果；专利“CN111718581A”一种5G天线振子专用低介电常数低介电损耗增强聚苯硫醚复合材料及其制备方法和应用公开了使用空心二氧化硅和玻璃纤维对聚苯硫醚进行增强，制备了低介电常数低介电损耗增强聚苯硫醚复合材料，但由于相容剂组分存在，复合材料整体力学性能偏低。
技术实现思路
本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种天线振子用高韧性玻纤增强聚苯硫醚复合材料，包括以下重量份数的组分：聚苯硫醚40-60份，酚酞基聚醚酮5-15份，玻璃纤维20-40份，晶须5-15份，硅烷偶联剂0.1-0.5份，高温润滑剂0.1-0.3份，分散剂0.2-1份。进一步的技术方案，所述酚酞基聚醚酮为低分子量酚酞基聚醚酮。进一步的技术方案，所述酚酞基聚醚酮比浓黏度为0.3-0.6；酚酞基聚醚酮目数为100-300目，优选200目。进一步的技术方案，所述玻璃纤维为短切玻璃纤维；所述晶须为硫酸钙晶须，优选直径1-4μm的硫酸钙晶须；所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种；优选γ-氨丙基三乙氧基硅烷，更为优选地，选用KH550；所述高温润滑剂为PETS和/或硅酮，优选硅酮；所述分散剂为超低分子量聚乙烯蜡或超低分子量聚丙烯蜡，优选超低分子量聚乙烯蜡。进一步的技术方案，所述聚苯硫醚树脂为线型聚苯硫醚，更为优选地，聚苯硫醚熔指为316℃/5kg测试下100-500g/10min。进一步的技术方案，所述玻璃纤维单丝直径10μm，纤维长度4mm，介电常数4.2-4.5，选用该类玻纤保证良好的机械性能和较低的介电常数。一种线振子用高韧性玻纤增强聚苯硫醚复合材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按照如下重量份数准备原料：聚苯硫醚40-60份，酚酞基聚醚酮5-15份，玻璃纤维20-40份，晶须5-15份，硅烷偶联剂0.1-0.5份，高温润滑剂0.1-0.3份，分散剂0.2-1份；（2）将硅烷偶联剂和乙醇按照质量比1:1稀释，然后将稀释液同玻璃纤维混合均匀，最后将硅烷偶联剂处理后的玻璃纤维放入120℃烘箱去除水分备用；（3）先将10重量份的聚苯硫醚和酚酞基聚醚酮、晶须、高温润滑剂和分散剂一起在高混机中混合，然后再加入剩余重量份聚苯硫醚后继续混合，得到混合物料；（4）将上述混合物料加入双螺杆挤出机进行熔融挤出，玻璃纤维采用侧喂料方式，经水冷、风冷和切粒后制得所述天线振子用高韧性玻纤增强聚苯硫醚复合材料。进一步的技术方案，所述两次高混机混合时间均为3-5min，双螺杆挤出机转速为200-500r/min，挤出温度为280-320℃。有益效果与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术使用酚酞基聚醚酮一方面可以起到很好的增韧效果，不影响复合材料阻燃性能，另一方面酚酞基聚醚酮由于其分子链酚酞侧基存在，分子结构中自由体积增大，相比常规聚芳醚酮类材料介电常数更低（介电常数3.0-3.2），因此复合材料基材能获得更低的介电常数；2、本专利技术的硫酸钙晶须本身具有长径比，有很好的增强作用，其介电常数为3.5-3.7，即使与低介电常数玻纤（介电常数4.2-4.5）相比也具有更低的介电常数，晶须的添加，在保证同等强度情况下可以替代部分玻纤含量，从而进一步降低复合材料介电常数。另外，晶须的添加能够有效改善高玻纤含量带来的翘曲和表面浮纤问题，进而很大程度上提高制品电镀良率；3、本专利技术使用硅烷偶联剂处理玻璃纤维，一方面可以提高玻纤同聚苯硫醚基体树脂之间的相容性，提高结合力，有利于维持较高机械性能；另一方面硅烷偶联剂中含有极性基团氨丙基，可以提高电镀层结合力；4、本专利技术使用超细分子量聚乙烯蜡作为分散剂，使用所有粉体先和部分聚苯硫醚粉体进行混合，可有效改善分散效果，同时，超低分子量聚乙烯蜡、酚酞基聚苯硫醚和玻璃纤维在双螺杆剪切挤出过程中可以形成三元包覆结构，一方面提高与基体树脂聚苯硫醚的粘结力，另一方面，在外来应力作用下三元包覆结构可以自发形成空洞，吸收大量能量从而大幅度提升复合材料的缺口冲击强度，因此超低分子量聚乙烯蜡在提高分散性的同时可以和酚酞基聚醚酮起到协同增韧作用，大幅度提升复合材料的缺口冲击强度。5、本专利技术的高韧性玻纤增强聚苯硫醚复合材料介电常数低（3.3-3.8），具有优异的缺口冲击性能和阻燃性能，电镀效率高，镀层均匀结合力强，可广泛应用于5G天线振子及相关有电镀要求的产品。具体实施方式下面结合实施例对于本专利技术的制备方法、效果和用途进一步进行描述，实施例仅为典型方案代表，本专利技术的不限于实施例的方法。实施例及对比例中所用原材料：PPS树脂，新和成1350C；玻璃纤维，CPICHL-glass；硅酮，道康宁MB50-001；酚酞基聚醚酮，浙江帕尔科NM系列；分散剂，日本三井化工聚乙烯蜡Hi-wax1105A；硫酸钙晶须，深圳超邦DL-40H；PA树脂，平顶山神马ERP27。一种天线振子用高韧性玻纤增强聚苯硫醚复合材料，包括以下重量份数的组分：聚苯硫醚40-60份，酚酞基聚醚酮5-15份，玻璃纤维20本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天线振子用高韧性玻纤增强聚苯硫醚复合材料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：/n聚苯硫醚40-60份，酚酞基聚醚酮5-15份，玻璃纤维20-40份，晶须5-15份，硅烷偶联剂0.1-0.5份，高温润滑剂0.1-0.3份，分散剂0.2-1份。/n

【技术特征摘要】
1.一种天线振子用高韧性玻纤增强聚苯硫醚复合材料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：
聚苯硫醚40-60份，酚酞基聚醚酮5-15份，玻璃纤维20-40份，晶须5-15份，硅烷偶联剂0.1-0.5份，高温润滑剂0.1-0.3份，分散剂0.2-1份。


2.根据权利要求1所述的一种天线振子用高韧性玻纤增强聚苯硫醚复合材料，其特征在于，所述酚酞基聚醚酮为低分子量酚酞基聚醚酮。


3.根据权利要求1或2所述的一种天线振子用高韧性玻纤增强聚苯硫醚复合材料，其特征在于，所述酚酞基聚醚酮比浓黏度为0.3-0.6；酚酞基聚醚酮目数为100-300目。


4.根据权利要求3所述的一种天线振子用高韧性玻纤增强聚苯硫醚复合材料，其特征在于，所述酚酞基聚醚酮目数为200目。


5.根据权利要求1所述的一种天线振子用高韧性玻纤增强聚苯硫醚复合材料，其特征在于，所述玻璃纤维为短切玻璃纤维；
所述晶须为硫酸钙晶须；
所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种；
所述高温润滑剂为PETS和/或硅酮；
所述分散剂为超低分子量聚乙烯蜡或超低分子量聚丙烯蜡。


6.根据权利要求5所述的一种天线振子用高韧性玻纤增强聚苯硫醚复合材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷；
所述晶须为直径1-4μm的硫酸钙晶须；
所述分散剂为超低分子量聚乙烯蜡；
所述高...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢军，邵禹通，沈晓洁，刘曙阳，
申请(专利权)人：南京聚隆科技股份有限公司，南京东聚碳纤维复合材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32