一种碳纳米管增强聚苯硫醚材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种碳纳米管增强聚苯硫醚材料及其制备方法。碳纳米管增强聚苯硫醚材料按重量份数由以下组分组成：聚苯硫醚树脂100；润滑剂和碳纳米管混合物20-55；成核剂0.3-0.7；抗氧化剂0.3-0.7。本发明专利技术的碳纳米管增强聚苯硫醚材料，冲击韧性，弯折性和加工性能良好，使用的原材料来源广泛，成本合理，非常适于工业化生产。制备得到的碳纳米管增强聚苯硫醚材料可广泛应用于IC插座、IC和LSI封装、屏蔽罩等领域。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子材料领域，尤其涉及。碳纳米管是于1991年由Iijima发现，自发现以来，碳纳米管就因其独特的结构，良好的电性能和机械性能成为近年来的研究热点。碳纳米管具有纳米级直径、微米级长度，长径比高达100-1000，强度极高，具有理想的弹性模量，是一种绝好的纤维材料，其性能优于任何纤维。因此，作为超级纤维，可用于高级复合材料的增强体。将碳纳米管直接作为材料使用存在一定的困难，主要是其在其他材料中的分散性不好。聚苯硫醚树脂(PPQ也称聚亚苯基硫醚，其综合性能较好，具备耐高温、耐腐蚀、耐辐射、优良的机械性能和电性能，广泛应用于电子、电器领域。但聚苯硫醚树脂冲击强度低，耐弯折性差，加工性能也较差。这些也限制了聚苯硫醚树脂在某些领域的应用范围。如何解决碳纳米管的分散性问题和改善聚苯硫醚的缺点，已成为国内外研究的重点，但至今仍没有突破性的成果公布。本专利技术要解决的技术问题是提供一种冲击强度和耐弯折性能良好的碳纳米管增强聚苯硫醚材料及其制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是，一种碳纳米管增强聚苯硫醚材料，按重量份数由以下组分组成聚苯硫醚树脂100 ；润滑剂和碳纳米管混合物20-55 ；成核剂0. 3-0. 7 ；抗氧化剂0.3-0.7。以上所述的碳纳米管增强聚苯硫醚材料，所述的润滑剂和碳纳米管混合物按重量百分比，碳纳米管占83-94%，润滑剂占6-17% ；所述润滑剂和碳纳米管混合物按以下步骤制备而成将碳纳米管加入到润滑剂中，超声波振荡分散2-5h，在超声波振荡分散的同时进行搅拌，得到润滑剂和碳纳米管的均勻混合物。以上所述的碳纳米管增强聚苯硫醚材料，所述聚苯硫醚树脂为支链型结构聚苯硫醚树脂，相对密度为1. 3-1. 4g/cm3，相对分子量为40000-50000。以上所述的碳纳米管增强聚苯硫醚材料，所述润滑剂是硅烷偶联剂和/或白矿油。以上所述的碳纳米管增强聚苯硫醚材料，所述碳纳米管是催化裂解、电弧放电、模板法或激光蒸发方法制备的单壁或多壁碳纳米管的一种，或多种的混合物。以上所述的碳纳米管增强聚苯硫醚材料，所述碳纳米管的长度为1-1000微米。以上所述的碳纳米管增强聚苯硫醚材料，所述成核剂为活性滑石粉和/或纳米二氧化硅，细度在2000目以上。以上所述的碳纳米管增强聚苯硫醚材料，所述抗氧化剂选自三甘醇双-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲苯苯基)丙烯酸酯、四季戊四醇酯或三(2，4_ 二叔丁基酚)亚磷酸酯中的一种或一种以上。以上所述的碳纳米管增强聚苯硫醚材料，按重量份数由以下组分组成聚苯硫醚树脂100;润滑剂和碳纳米管混合物46-55 ；成核剂0.3-0.7;抗氧化剂0. 3-0. 7 ；所述的润滑剂和碳纳米管混合物按重量百分比，碳纳米管占83-86 %，润滑剂占14-17%。一种上述碳纳米管增强聚苯硫醚材料的制备方法的技术方案，包括以下步骤a)按上述组分按将聚苯硫醚树脂、润滑剂和碳纳米管混合物、成核剂、抗氧化剂的顺序先后加入混合设备，搅拌、混合均勻，得到碳纳米管增强聚苯硫醚材料前体；b)，将该碳纳米管增强聚苯硫醚材料前体于双螺杆挤出机在260-30(TC条件下挤出处理，得到碳纳米管增强聚苯硫醚材料；挤出处理的工艺条件为一区260-280°C、二区260_290°C、三区270-300°C、四区270-300°C、五区270-290°C、六区270-290°C、七区洸0_四0°C ；挤出处理的时间为1_3分钟。本专利技术的碳纳米管增强聚苯硫醚材料，冲击韧性，弯折性和加工性能良好，使用的原材料来源广泛，成本合理，在保证产品的高性能要求的前提下也适合用于中端市场，具有极大的市场竞争力，制备过程简单，生产工艺流畅、可控，生产效益高，非常适于工业化生产。制备得到的碳纳米管增强聚苯硫醚材料可广泛应用于IC插座、IC和LSI封装、屏蔽罩等领域。为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供一种碳纳米管增强聚苯硫醚材料制备方法，包括如下重量份数的组分聚苯较ι醚树脂65-80润滑剂和碳纳米管混合物 17-35成核剂0. 2-0. 5抗氧化剂0.2-0.5。在以下实施例中，聚苯硫醚树脂的相对密度是1.3-1.4g/cm3，相对分子量为40000-50000的支链型结构聚苯硫醚树脂。生产厂家为美国菲利普，型号P-4。润滑剂选自硅烷偶联剂、白矿油中的一种或以上。硅烷偶联剂的生产厂家为北京博利得化工产品有限公司，牌号为KH-560 ；白油的生产厂家为新疆克拉玛依石化公司，牌号 KN4006。碳纳米管包括催化裂解、电弧放电、模板法以及激光蒸发方法制备的单壁、多壁碳纳米管的一种，或多种的混合物。碳纳米管的长度为1-1000微米。生产厂家为南京先丰纳米材料科技有限公司，型号S-MWNT-4060。成核剂为2000目活性滑石粉或纳米二氧化硅中的一种或两种。活性滑石粉的生产厂家为大连海城精细化工，型号RB-510H ；纳米二氧化硅的生产厂家为上海上惠纳米科技有限公司，型号SHS-202。抗氧剂选自三甘醇双-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲苯苯基)丙烯酸酯、四季戊四醇酯、三(2，4_ 二叔丁基酚)亚磷酸酯中的一种或以上。生产厂家分别为汽巴精化、金海雅宝，牌号分别为245、ΑΤ-10，ΑΤ-168。润滑剂和碳纳米管混合物按以下步骤制备而成将固定量的碳纳米管加入到润滑剂中，使用超声波清洗机在常温下超声波振荡分散2- ，超声波振荡分散的同时高速搅拌，得到润滑剂和碳纳米管的均勻混合物。本专利技术碳纳米管增强聚苯硫醚材料的制备方法，包括如下步骤第一步，将如上重量份数的组分按聚苯硫醚树脂、润滑剂和碳纳米管混合物、成核剂、抗氧化剂的顺序先后加入，并搅拌、混合均勻，得到碳纳米管增强聚苯硫醚材料前体；第二步，将碳纳米管增强聚苯硫醚材料前体于^0-300°C条件下挤出处理，得到碳纳米管增强聚苯硫醚材料。步骤第一步中，使用混合设备没有限制，例如，搅拌桶、高混机等，优选搅拌桶，本步骤中，混合时间为5-10分钟，搅拌桶的转速为500-1200转/分钟。步骤第二步中，将步骤一中得到的碳纳米管增强聚苯硫醚材料前体进行挤出处理；本步骤二中使用的挤出设备没有限制，优选为双螺杆挤出机，使碳纳米管增强聚苯硫醚材料前体处于熔融状态下挤出造粒。进一步，在步骤二中挤出处理温度为一区260_280°C、二区260_290°C、三区270-300°C、四区 270-300°C、五区 270_290°C、六区 270_290°C、七区 ^0_290°C ；挤出处理的时间为1-3分钟。以下结合具体实施例对本专利技术作进一步详细阐述。实施例一将PPS树脂在120°C下干燥2-3小时，控制水分含量在0. 05%以下；将46份碳纳米管加入到7. 7份润滑剂中，常温下超声波振荡分散2-5h，超声波振荡分散的同时高速搅拌，得到53. 7润滑剂和碳纳米管的均勻混合物。将干燥后的100份PPS树脂、53. 7份润滑剂和碳纳米管混合物、0. 3份成核剂、0. 3份抗氧化剂按先后顺序置于搅拌桶中搅拌10分钟，再经双螺杆挤出机挤出造粒。其加工工艺温度为一区^048本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐东，徐永，胡玉洁，
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：