一种高金属填充的制造技术

本发明专利技术属于高分子改性技术领域，具体是一种高金属填充的

【技术实现步骤摘要】
一种高金属填充的PPS复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料改性领域，具体讲是一种高金属填充的
PPS
复合材料及其制备方法
。

技术介绍

[0002]PPS
树脂为结晶性聚合物，结构为刚性苯环与柔顺性的硫醚键交替连接而成，分子链有很大的刚性和规整性，因而
PPS
具有优异的耐热
、
阻燃和耐化学药品性
。
同时，硫原子上的孤对电子使得
PPS
树脂与玻璃纤维
、
无机填料等具有良好的亲和性，这样就易于制成各类增强
PPS
复合材料及合金
。
[0003]基于
PPS
优异的耐热
、
耐油和尺寸稳定性，其常被用于制造动力制动装置部件
、
动力导向系统的旋转式叶片
、
气阀
、
进气管
、
汽油泵
、
引擎盖
、
控制阀
、
车灯反射器
、
交流发电机零件
、
点火零件
、
散热器零件及各种位置传感器上的零部件等
。
[0004]近年来，热塑性复合材料由于具有良好的可回收性
、
可二次加工性
、
高韧性
、
高比强度和比模量等优势，受到广泛关注
。
在各种热塑性复合材料中， PPS
具有高刚度
、
高热稳定性
、
耐化学腐蚀性等优异性能，有望作为结构材料，代替工艺成熟的金属或热固性复合材料，广泛应用于航空航天
、
机械
、
汽车和轨道交通
、
石油运输等领域
。
[0005]然而，
PPS
热塑性复合材料的实际应用情况不容乐观
。
主要问题两方面：第一是
PPS
非常脆，和其他热塑性基体相比抗冲韧性较差；第二是碳纤维与
PPS 基体的界面相互作用较弱
、
浸润性很差，在复合材料成型加工过程中容易产生孔隙
。
界面弱的根本原因是
PPS
呈较稳定的六元环结构，表面由非极性的且由高度有序的石墨基面构成，使得纤维表面含有较少的活性官能团，而
PPS
熔体粘度高，因此碳纤维与
PPS
树脂间浸润性较差，界面粘结强度较弱
。
作为纤维与树脂基体间载荷传递的纽带，界面层的结合强度很大程度上影响整体复合材料的力学性能，低界面强度的复合材料在受到破坏时，裂纹沿界面扩展，纤维的增强作用得不到良好发挥，从而使复合材料强度远低于理论值
。
[0006]针对第一个
PPS
脆性的问题，已知技术为共混或共聚其它韧性强的高分子，但这通常带来副作用，如降低材料的强度和模量
。
[0007]针对第二个界面弱的问题，通常采用对
PPS
进行表面改性处理的方法来解决，提高复合材料中纤维与基体之间的界面粘结强度
。
然而，界面增强往往带来一个负面作用，即降低复合材料的抗冲击韧性，如使抗冲击韧性
(CAI
值
) 降低
。
[0008]已知技术有两类，一是“活化
(
有时也称氧化
)”，二是“上浆”。
可以单一使用，也可组合叠加使用
。
活化改性的原理是在纤维表面引入活性官能团，增加纤维与聚合物基体间化学键或氢键的数量，通过强大的化学作用提高复合材料的界面粘结强度
。
上浆改性的原理是通过溶液或乳液涂层，使聚合物
(
可不同于基体
)
薄层附着到纤维表面，通过其同时与纤维和与基体间的强相互作用，在原本相互作用弱的纤维和基体间架起一座桥梁，增强两者关联性
。
[0009]现有活化技术包括等离子体处理
、
阳极电解或电沉积处理
、
强酸处理
、
臭氧处理
、
微波超声共处理等
。
活化的过程可能会降低
PPS
单丝强度，需要寻找活性基团数量和
PPS
单丝强度的平衡，让
PPS
表面产生尽量多的羟基和羧基等基团，产生尽量多的沟槽以便增加与基体间的接触面积，但同时要尽量低程度损失单丝强度
。
[0010]具有以下问题：
[0011]尽管
PPS
材料用途广泛，但由于各组分分子结构原因，高含量金属粉填充的
PPS
材料流动性较差，很难加工；现有技术虽然在某些方面取得效果，但存在各种缺陷或不足，导致在针对
PPS
这种需要～
400℃
高温成型加工的基体时，难以实现工业化生产
。

技术实现思路

[0012]本专利技术的目的在于提供一种高金属填充的
PPS
复合材料及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题
。
[0013]本专利技术的技术方案是：一种高金属填充的
PPS
复合材料及其制备方法，包括有重量份数和制前步骤，所述制前步骤包括：
[0014](1)
将
PPS
复合材料表面原有的浆体进行高温分解，所述高温分解指将 PPS
复合材料在
280
‑
420
°
之间进行高温分解
10
‑
100
分钟；
[0015](2)
在饱和水蒸气环境中，对
PPS
同时进行微波辐射和紫外光辐照，饱和水蒸气的相对湿度大于
95
％；微波辐射的时间为5‑
30min
，微波频率为
300 MHz
‑
10GHz
；辐照紫外光波长为
290
‑
340nm
，紫外辐照度为
20
‑
50W/m2
；
[0016](3)
将
PPS
浸入二甲基甲酰胺溶液，取出后干燥，得到上浆改性碳纤维的
PPS
复合材料；
[0017]所述
PPS
复合材料为缎纹织物形式
。
[0018]所述二甲基甲酰胺溶液的浓度为
0.2
‑
3wt.
％，浸入时间为5‑
120min
；聚醚砜的重均分子量大于
55000
；干燥至含水量小于
0.5wt。
[0019]所述
PPS
复合材料的形态为薄膜
、<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种高金属填充的
PPS
复合材料及其制备方法，其特征在于：包括有重量份数和制前步骤，所述制前步骤包括：
(1)
将
PPS
复合材料表面原有的浆体进行高温分解，所述高温分解指将
PPS
复合材料在
280
‑
420
°
之间进行高温分解
10
‑
100
分钟；
(2)
在饱和水蒸气环境中，对
PPS
同时进行微波辐射和紫外光辐照，饱和水蒸气的相对湿度大于
95
％；微波辐射的时间为5‑
30min
，微波频率为
300MHz
‑
10GHz
；辐照紫外光波长为
290
‑
340nm
，紫外辐照度为
20
‑
50W/m2
；
(3)
将
PPS
浸入二甲基甲酰胺溶液，取出后干燥，得到上浆改性碳纤维的
PPS
复合材料
。2.
根据权利要求1所述的一种高金属填充的
PPS
复合材料及其制备方法，其特征在于：
PPS
复合材料为缎纹织物形式
。3.
根据权利要求1所述的一种高金属填充的
PPS
复合材料及其制备方法，其特征在于：二甲基甲酰胺溶液的浓度为
0.2
‑
3wt.
％，浸入时间为5‑
120min
；聚醚砜的重均分子量大于
55000
；干燥至含水量小于
0.5wt。4.
根据权利要求1所述的一种高金属填充的
PPS
复合材料及其制备方法，其特征在于：
PPS
复合材料的形态为薄膜
、
无纺布毡
、
粉末或纤维；
PPS
材料的重均分子量为
30000
‑
120000
；叠层热压的工艺参数：温度
300
‑
350℃
，压力
0.5
‑
5Mpa
，加载时间3‑
30min。5.
根据权利要求1所述的一种高金属填充的
PPS
复合材料及其制备方法，其特征在于：所述重量份数包括以下组成部分：聚苯硫醚树脂
(PPS)10
‑
30
重量份，金属粉
10
‑
60
重量份，高目数滑石粉1‑5重量份，硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：高文铭，朱以江，陈海波，叶建军，曾昔春，
申请(专利权)人：四川朗迪新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：