高导电聚苯硫醚复合材料及其制备方法技术

一种高导电聚苯硫醚复合材料，其特征在于：其组成按重量配比为（％）：　　　　聚苯硫醚ＰＰＳ　　４０～７０％；　　　　导电纤维　　５～３０％；　　　　导电粉末　　５～３０％；　　　　其它助剂　　０～５％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高分子材料
，尤其涉及一种高导电聚苯碌u醚复合材料 及其制备方法。
技术介绍
PPS是一种综合性能优异的热塑性特种工程塑料，其突出特点是耐高温、耐腐蚀、耐辐射、不燃、机械性能和电性能优异。主要用于汽车制造、电子电器、机械行业、化工仪器仪表和航天工业等。但是PPS和其他塑料一样，与金属的主要区别在于它的绝缘性及介电性能，这限制了它不能在某些领域代替 金属。随着工业生产和科学技术的发展， 一些对材料导电性能要求较高的领域 如电器工程、电磁屏蔽、电子信息等领域，对导电材料提出了更高的要求，希 望材料具有优良的综合性能。目前，制备导电材料常用的手段分别为机械复合、化学掺杂和离子注入等， 而最常用是机械复合的工艺方法。机械复合导电材料是指将导电剂以机械共混 的方式填充到塑料中形成的导电体。目前主要研究和应用的导电剂有碳系包括碳黑、石墨和碳纤维；金属包括铁、铜、银等金属氧化物的粉末、薄片、纤维、 晶须、纳米材料等。碳纳米管(CNTs)是一种新型的材料，由石墨中一层或多层 石灰原子巻曲而成的管状纤维，具有优异的力学、电学、光学等性能。CNTs本 身具有独特的高电导率(1000 2000 S/cm ),能够通过大的电流密度(106 A/cm2 ),同时又拥有较大的长径比，与聚合物复合可极大地改善聚合物复合 材料的导电性能，因而很适合作导电填料。碳纳米管相对于其他导电填料，用 量很少就能形成导电网链，且其密度很小，不容易因重力的作用而聚沉。为改 善和提高碳纳米管的相容性和*性，需对碳纳米管进行化学修饰，使其在端 头部位带上羟基或氣基，从而使碳纳米管表面活化。现有的关于CNTs填充聚 合物的研究主要局限于制备方法，如溶液法、原位聚合方法、熔融共混法等，用其制备高导电塑料的报道尚不多见。国内有部分专利报道了高导电塑料的制备和应用，如专利CN1528817A 报道了一种聚烯烃/碳黑PTC导电复合材料及其制备方法、专利CN1990535A 介绍了一种综合性能优异的导电聚丙烯材料的制备方法、专利CN1583867公 开了 一种抗静电和导电聚丙烯共混物的制备方法，但是基于聚烯烃的本身性 能，无法作为结构性材料来使用，同时导电碳黑的添加量过多，影响了复合材 料的性能；此外，还有利用工程塑料为基体制备导电塑料，如专利CN1906249 详细地描述了聚酰胺和聚苯醚熔融捏合制备导电塑料的方法，但是上述处理的 方法具有工序复杂、导电塑料本身不阻燃、热变形温度不够理想等缺点，从而 限制了此类导电工程塑料在高热、高湿、高强度等苛刻条件下的应用。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术中的导电塑料在导电填料的 选择和组成上的明显不足和缺点，提出 一种具有由导电纤维和导电粉末包括碳 纳米管构成的三维网络状排列结构的热塑性导电塑料，具有生产过程简单、导 电纤维分敎均匀、导电可控、可塑性强、可反复循环使用的特点。本专利技术要解决的另 一个技术问题在于，针对现有技术中的导电塑料在基体 树脂的选择和加工工艺上的明显不足和缺点，提出选择聚笨琉醚这种特种工程 塑料作为基体树脂，使得制得的材料具有突出的导电性和优异的物理机械性 能，满足了此类导电工程塑料可作为结构性材料在高热、高湿、高强度等苛刻 条件下的应用。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种高导电聚苯疏醚复合材料，其组 成按重量配比为(％):聚苯硫醚40~70%,导电纤维5~30%，导电粉末5~ 30%,其他助剂0~5%，其中所述的导电填料在PPS中务敉均匀、搭接点多、 导电性强，材料的力学性能优越。同时，所述的高导电PPS复合材料满足反 复注塑、挤塑或模压等塑料成型工艺的要求，所述加工工艺筒单，满足工业化 大生产的要求。所述聚苯辟u醚为第二代高分子量线性树脂，分子量大于50000。所述的导电纤维为碳纤维、镀镍碳纤维、镀铜碳纤维中的一种或几种复合。所述的导电纤维的直径为10~200jxm，长径比为20~ 10000;所述的导电 纤维包括长纤维或短切纤维，其中长纤维的长度为10~150mm，短切纤维的 长度为1-10mm，；当导电纤维包括长纤维和短纤维时，所述长纤维与短纤维 的混合体积比为5:1 ~ 8:1。所述的导电粉末为超导石墨、超导碳黑、碳纳米管中的两种或几种复合。所述的超导石墨必须具有无晶体缺陷的晶体结构，以保证石墨粒子的导电 性，石墨粒子的平均粒晶应为1.5拜以下；所述的超导碳黑应为无定形的多 孔结构，它们的表面积约为45~ 1100 m2/g,粒径约为0.05 ~ 3.0 jam;所述的 碳纳米管应为化学气相沉积法制备的多壁结构，以羟基化的碳纳米管最为合 适，它们的比表面积应为50mVg以上，碳管外径约为8~50nm，碳管内径约 为5 15nm，碳管长度约为10~30拜。所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂、硅氧烷偶 联剂一种或几种复合，优先钛酸酯偶联剂。所述其它助剂为用于改善高导电聚苯硫醚复合材料的加工性能和最终使 用性能，为抗氧剂、增塑剂、表面处理剂、光稳定剂的一种或任意几种的组合 物。高导电聚苯硫醚复合材料的制备方法，包括步骤步骤l:将导电纤维或导电粉末在钛酸酯偶联剂、无水乙醇的混合水溶液 中充分浸润10 ~ 30 min，处理温度30 ~ 70 °C ，使得偶联剂充分与纤维或粉末 表面反应，其中三者的配比为70 ~ 90 %的导电纤维或导电粉末、0.5-2.5% 的偶联剂、10~20%的无水乙醇；步骤2:按重量配比称取聚苯硫醚树脂，与处理好的导电粉末、其它助剂 一起投入到高速混合器中干混3 ~ 5 min;步骤3:将步骤2中混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗，导电纤 维由侧喂料口加入，控制混搅速度为20- 1000 rpm/min、螺杆转速200 ~ 450 rpm/min、加工温度265 ~ 290 。C、停留时间2-3min、压力为12~18MPa， 经熔融挤出成线、冷却，然后切割造粒，形成导电塑料粒子。以上技术方案可以看出，本专利技术具有以下有益效果1:本专利技术采用超高导电填料对聚苯硫醚复合材料进行填充改性，导电塑 料中的导电纤维^t均匀、导电性高、电阻率稳定，并且具有质量轻、添加量 少、易复合、易加工、应用领域广泛等特点。2:本专利技术制得的高导电聚苯碌u醚复合材料具有高导电性能的同时，还具 有高刚性、高模量、耐高温等力学性能。3:本专利技术提出的高导电聚苯硫醚复合材料的制备工艺筒单，并且可以反 复满足注塑、挤塑或模压等塑料成型加工的工艺要求，可广泛应用于电子产品。 通讯器件、安全防护等领域。具体实施方式以下通过具体实施例对本专利技术进行详细地说明。本专利技术提供一种高导电聚苯疏醚复合材料，其组成按重量配比为(％): 聚苯硫醚40 ~ 70 %，导电纤维5 ~ 30 %，导电粉末5 ~ 30 %,其他助剂0 ~ 5 %。所述聚苯碌^醚为第二代高分子量线性树脂，分子量大于50000。 所述的导电纤维为碳纤维、镀镍碳纤维、镀铜碳纤维中的一种或几种复合。所述的导电纤维包括长纤维和短纤维时，所述长纤维与短纤维的混合体积 比为5:1 8:1。所述的导电粉末为超导石墨、超导碳黑、碳纳米管中的两种或几种复合。所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、锆酸酯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高导电聚苯硫醚复合材料，其特征在于：其组成按重量配比为（％）：聚苯硫醚ＰＰＳ４０～７０％；导电纤维５～３０％；导电粉末５～３０％；其它助剂０～５％。

【技术特征摘要】
1、一种高导电聚苯硫醚复合材料，其特征在于其组成按重量配比为(％)聚苯硫醚PPS 40～70％；导电纤维5～30％；导电粉末5～30％；其它助剂0～5％。2、 根据权利要求1所述的高导电聚苯疏醚复合材料，其特征在于所述 聚苯碌u醚为第二代线性树脂，且分子量大于50000。3、 根据权利要求1所述的高导电聚苯疏醚复合材料，其特征在于所述 的导电纤维为碳纤维、镀镍碳纤维、镀铜碳纤维中的一种或几种复合。4、 根据权利要求3所述的高导电聚苯辟b醚复合材料，其特征在于所述 的导电纤维的直径为10~200拜，长径比为20 ~ 10000 nm;所述的导电纤维 包括长纤维或短切纤维，其中长纤维的长度为10~150mm，短切纤维的长度 为1 ~ 10 mm。5、 根据权利要求4所述的高导电聚苯硫醚复合材料，其特征在于所述 导电纤维包括长纤维和短纤维时，所述长纤维与短纤维的混合体积比为5:1 ~ 8:1。6、 根据权利要求1所述的高导电聚苯疏醚复合材料，其特征在于所述 的导电粉末为超导石墨、超导碳黑、碳纳米管中的两种或几种复合。7、 根据权利要求6所述的高导电聚苯硫醚复合材料，其特征在于所述 的超导石墨为具有无晶体缺陷的晶体结构，石墨粒子的平均粒晶应为1.5拜 以下；所述的超导碳黑为无定形的多孔结构，其表面积为45- 1100 m2/g,粒 径约为0.05 ~ 3.0拜；所述的碳纳米管为化学气相沉积...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐东，贺永，黄义宏，
申请(专利权)人：深圳市科聚新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：94