專利名稱：長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)導(dǎo)電導(dǎo)熱聚苯硫醚復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于聚苯硫醚復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)導(dǎo)電導(dǎo)熱聚苯硫醚復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
碳纖維是一種新型的高性能纖維增強(qiáng)材料，它具有高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、耐磨、耐腐蝕、抗疲勞、抗蠕變、導(dǎo)電、導(dǎo)熱和遠(yuǎn)紅外輻射等諸多優(yōu)異性能。它可以依復(fù)合材料形式減輕構(gòu)件重量，從而提高構(gòu)件的技術(shù)性能?，F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于航天航空、新型紡織機(jī)械、石油化工、醫(yī)藥器械、汽車、機(jī)械制造、建筑行業(yè)、文體用品、電信、電加熱等高新技術(shù)領(lǐng)域。它的廣泛應(yīng)用將會(huì)極大的改變我們的生活方式和提高我們的生活質(zhì)量。用碳纖維復(fù)合的工程材料優(yōu)于金屬材料，其抗拉強(qiáng)度高于鋼材3-4倍、剛度高于2-3倍、耐疲勞性高于2倍，比鋼材輕3-4倍，熱膨脹小4-5倍。它的出現(xiàn)使纖維復(fù)合材料具有更廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景。隨著各種纖維材料增強(qiáng)技術(shù)逐漸變的與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)同樣重要，碳纖維材料的發(fā)展過(guò)程先后引起 了諸多發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家的關(guān)注。聚苯硫醚(PPS)是一種綜合性能優(yōu)異的熱塑性特種工程塑料，熔點(diǎn)286°C左右，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為110°c，結(jié)晶度55-65%，空氣中熱分解起始溫度高達(dá)450°C，具有優(yōu)異的性能。PPS樹(shù)脂改性后短期熱變形溫度高達(dá)260°C，長(zhǎng)期連續(xù)使用溫度為200-240°C，是熱塑性塑料中熱穩(wěn)定程度最高的樹(shù)脂之一 ；PPS在200°C以下不溶于任何已知的溶劑，被認(rèn)為是一種僅次于聚四氟乙烯的良好的耐化學(xué)腐蝕材料；PPS樹(shù)脂具有高強(qiáng)度、高剛性，并且在高溫條件下剛性降低很小，具有出色的耐疲勞性能和抗蠕變性能；能與許多金屬和非金屬材料很好地粘結(jié)，還能與許多高分子材料共混；可用一般熱塑性塑料加工方法加工，如注射、擠出和壓制等方法成型加工。目前，它是耐高溫塑料中價(jià)格最低，綜合性能優(yōu)異的熱塑性材料，是具有良好發(fā)展?jié)摿εc競(jìng)爭(zhēng)能力的新品種。但是PPS和其他塑料一樣，與金屬的主要區(qū)別在于它的絕緣性及節(jié)電性能，這限制了它不能在某些領(lǐng)域代替金屬。隨著工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一些對(duì)材料導(dǎo)電性能要求較高的領(lǐng)域如電器工程、電磁屏蔽、電子信息等領(lǐng)域，對(duì)導(dǎo)電材料提出了更高大的要求，希望材料具有優(yōu)良的綜合性能。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種既有良好的力學(xué)性能，又有優(yōu)異的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能的長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)導(dǎo)電導(dǎo)熱聚苯硫醚復(fù)合材料。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種上述長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)導(dǎo)電導(dǎo)熱聚苯硫醚復(fù)合材料的制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明提供了一種長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)導(dǎo)電導(dǎo)熱聚苯硫醚復(fù)合材料，該復(fù)合材料包括以下組分和重量份長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)PPS母粒30-80份，
導(dǎo)電導(dǎo)熱母粒20-70份。所述的長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)PPS母粒包括以下組分和重量份
PPS40-80份，
連續(xù)長(zhǎng)碳纖維20-60份，
第一偶聯(lián)劑0.5-2份，
第一抗氧劑0.3-0.5份，
第一加工助劑0.5-1份。 所述的PPS為交聯(lián)聚苯硫醚，重均分子量大于3. 0*105。所述的連續(xù)長(zhǎng)碳纖維為浙青基碳纖維長(zhǎng)絲。所述的第一偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑N-苯基-Y -氨丙基三甲氧基硅烷(KH590)。所述的第一抗氧劑包括主抗氧劑和輔助抗氧劑，其中主抗氧劑為受阻酚類抗氧齊U，輔助抗氧劑為亞磷酸酯類輔助抗氧劑；受阻酚類抗氧劑選自四[甲基-β_(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯(抗氧劑1010)、β_(4’ -羥基_3’，5’ - 二叔丁基苯基丙酸十八基酯(抗氧劑1076)或Ν，Ν’ -雙[3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙?；鵠乙二胺(抗氧劑1098)中的一種或幾種；亞磷酸酯類輔助抗氧劑為三[2，4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯(抗氧劑168)。所述的第一加工助劑選自季戊四醇硬脂酸酯、硅酮粉或氧化聚乙烯蠟中的一種或幾種。一種長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)PPS母粒的制備方法，該方法包括以下步驟將40-80份PPS、20-60份連續(xù)長(zhǎng)碳纖維、O. 5-2份第一偶聯(lián)劑、O. 3-0. 5份第一抗氧劑和O. 5-1份第一加工助劑，采用拉擠方法制成長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)PPS母粒。所述的拉擠方法包括以下步驟將一束連續(xù)長(zhǎng)碳纖維通過(guò)連續(xù)長(zhǎng)纖維入口通道引入到浸潰模的獨(dú)立流道中；該束連續(xù)長(zhǎng)碳纖維交替繞過(guò)成組的張力輥后沿折線前進(jìn)，沿縱向開(kāi)有圓弧形凹槽的張力輥旋轉(zhuǎn)，引起由狹縫式流道流入到獨(dú)立流道中的PPS樹(shù)脂熔體形成足夠的紊流而有效地浸潰被張力輥均勻分散開(kāi)來(lái)的連續(xù)長(zhǎng)碳纖維；浸潰后的連續(xù)長(zhǎng)碳纖維通過(guò)出口的中心，形成預(yù)定形狀的長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂；最后，將長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂經(jīng)冷卻、牽引、切粒成長(zhǎng)度為6-18mm的長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)PPS母粒。所述的長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)PPS母粒中，長(zhǎng)碳纖維沿母粒顆粒長(zhǎng)度方向彼此平行排列，且長(zhǎng)度與母粒顆粒相同。所述的導(dǎo)電導(dǎo)熱母粒包括以下組分和重量份
PPS50-80份，
導(dǎo)電導(dǎo)熱劑20-50份，
第二偶聯(lián)劑0.5-2份，
第二抗氧劑0.3-0.5份，
第二加工助劑0.5-1份。所述的PPS為交聯(lián)聚苯硫醚，重均分子量大于3. 0*105。
所述的導(dǎo)電導(dǎo)熱劑選自高導(dǎo)熱石墨、高導(dǎo)熱炭黑或碳納米管中的一種或幾種。所述的第二偶聯(lián)劑為娃燒偶聯(lián)劑N-苯基-氨丙基二甲氧基娃燒(KH590)。所述的第二抗氧劑包括主抗氧劑和輔助抗氧劑，其中主抗氧劑為受阻酚類抗氧齊U，輔助抗氧劑為亞磷酸酯類輔助抗氧劑；受阻酚類抗氧劑選自四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯(抗氧劑1010)、β_(4’ -羥基_3’，5’ - 二叔丁基苯基丙酸十八基酯(抗氧劑1076)或Ν，Ν’ -雙[3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙?；鵠乙二胺(抗氧劑1098)中的一種或幾種；亞磷酸酯類輔助抗氧劑為三[2，4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯(抗氧劑168)。所述的第二加工助劑選自季戊四醇硬脂酸酯、硅酮粉或氧化聚乙烯蠟中的一種或幾種。一種導(dǎo)電導(dǎo)熱母粒的制備方法，該方法包括以下步驟
將20-50份導(dǎo)電導(dǎo)熱劑、O. 5-2份第二偶聯(lián)劑，加入到高速混合機(jī)中混合均勻，然后加入50-80份PPS、0. 3-0. 5份第二抗氧劑和O. 5-1份第二加工助劑，混合均勻，通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)擠出、造粒，制成導(dǎo)電導(dǎo)熱母粒。本發(fā)明還提供了一種上述長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)導(dǎo)電導(dǎo)熱聚苯硫醚復(fù)合材料的制備方法，該方法包括以下步驟將30-80份長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)PPS母粒和20-70份導(dǎo)電導(dǎo)熱母粒摻混，制成長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)導(dǎo)電導(dǎo)熱聚苯硫醚復(fù)合材料。本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果(I)本發(fā)明相對(duì)于普通碳纖增強(qiáng)樹(shù)脂，采用拉擠方法制備長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)PPS母粒中碳纖長(zhǎng)徑比大，排列一致，對(duì)材料的增強(qiáng)作用更好；同時(shí)，長(zhǎng)碳纖維的引入，可有效提高導(dǎo)電、導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)性；(2)本發(fā)明制備的長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)導(dǎo)電導(dǎo)熱聚苯硫醚復(fù)合材料具有優(yōu)異導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能的同時(shí)具有優(yōu)良的力學(xué)性能；(3)本發(fā)明采用拉擠方法生產(chǎn)長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)PPS母粒的配方簡(jiǎn)單，另外，采用拉擠方法工藝控制容易，可以實(shí)現(xiàn)高速連續(xù)生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。實(shí)施例I采用拉擠方法將40份(重量份，下同)PPS樹(shù)脂，PPS為交聯(lián)聚苯硫醚，重均分子量大于3. 0*105、60份連續(xù)長(zhǎng)碳纖維(浙青基碳纖維長(zhǎng)絲)、0. 5份硅烷偶聯(lián)劑KH590、0. 3份抗氧劑(由O. 15份抗氧劑1010、0. 15份抗氧劑168組成)、0. 5份硅酮粉制成長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)PPS樹(shù)脂母粒；將50份PPS樹(shù)脂，PPS為交聯(lián)聚苯硫醚，重均分子量大于3. 0*105、50份高導(dǎo)熱石墨、O. 5份硅烷偶聯(lián)劑KH590、0. 3份抗氧劑(由O. 15份抗氧劑1010,0. 15份抗氧劑168組成)、0. 5份硅酮粉、O. 5份氧化聚乙烯蠟混合均勻，通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)擠出、造粒，制成導(dǎo)電導(dǎo)熱母粒。然后將30份長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)PPS樹(shù)脂母粒與70份導(dǎo)電導(dǎo)熱母粒摻混，并注塑成標(biāo)準(zhǔn)樣條，測(cè)試其力學(xué)性能和導(dǎo)熱性能。性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表I。在最終長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)導(dǎo)電導(dǎo)熱PPS復(fù)合材料中，含有47份PPS樹(shù)脂、18份長(zhǎng)碳纖維、35份高導(dǎo)熱石墨、O. 5份硅烷偶聯(lián)劑KH590、0. 3份抗氧劑、O. 5份硅酮粉、O. 35份氧化聚乙烯臘。實(shí)施例I中涉及的拉擠方法包括以下步驟將一束連續(xù)長(zhǎng)碳纖維通過(guò)連續(xù)長(zhǎng)纖維入口通道引入到浸潰模的獨(dú)立流道中；該束連續(xù)長(zhǎng)碳纖維交替繞過(guò)成組的張力輥后沿折線前進(jìn)，沿縱向開(kāi)有圓弧形凹槽的張力輥旋轉(zhuǎn)，引起由狹縫式流道流入到獨(dú)立流道中的PPS樹(shù)脂熔體形成足夠的紊流而有效地浸潰被張力輥均勻分散開(kāi)來(lái)的連續(xù)長(zhǎng)碳纖維；浸潰后的連續(xù)長(zhǎng)碳纖維通過(guò)出口的中心，形成預(yù)定形狀的長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂；最后，將長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂經(jīng)冷卻、牽引、切粒成長(zhǎng)度為6-18mm的長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)PPS母粒。實(shí)施例2采用拉擠方法將60份(重量份，下同)PPS樹(shù)脂，PPS為交聯(lián)聚苯硫醚，重均分子 量大于3. 0*105、40份連續(xù)長(zhǎng)碳纖維(浙青基碳纖維長(zhǎng)絲)、0. 5份硅烷偶聯(lián)劑KH590、0. 4份抗氧劑(由O. 2份抗氧劑1098、0. 2份抗氧劑168組成)、0. 5份季戊四醇硬脂酸酯制成長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)PPS樹(shù)脂母粒；將65份PPS樹(shù)脂，PPS為交聯(lián)聚苯硫醚，重均分子量大于3. 0*105、35份高導(dǎo)熱炭黑、O. 5份硅烷偶聯(lián)劑KH590、0. 4份抗氧劑(由O. 2份抗氧劑1098,0. 2份抗氧劑168組成)、0. 5份季戊四醇硬脂酸酯、O. 5份氧化聚乙烯蠟，混合均勻，通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)擠出、造粒，制成導(dǎo)電導(dǎo)熱母粒。然后將55份長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)PPS樹(shù)脂母粒與45份導(dǎo)電導(dǎo)熱母粒摻混，并注塑成標(biāo)準(zhǔn)樣條，測(cè)試其力學(xué)性能和導(dǎo)熱性能。性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表I。在最終長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)導(dǎo)電導(dǎo)熱PPS復(fù)合材料中，含有62. 25份PPS樹(shù)脂、22份長(zhǎng)碳纖維、15. 75份高導(dǎo)熱炭黑、O. 5份硅烷偶聯(lián)劑KH590、0. 4份抗氧劑、O. 5份季戊四醇硬脂酸月旨、O. 225份氧化聚乙烯蠟。實(shí)施例2中涉及的拉擠方法包括以下步驟將一束連續(xù)長(zhǎng)碳纖維通過(guò)連續(xù)長(zhǎng)纖維入口通道引入到浸潰模的獨(dú)立流道中；該束連續(xù)長(zhǎng)碳纖維交替繞過(guò)成組的張力輥后沿折線前進(jìn)，沿縱向開(kāi)有圓弧形凹槽的張力輥旋轉(zhuǎn)，引起由狹縫式流道流入到獨(dú)立流道中的PPS樹(shù)脂熔體形成足夠的紊流而有效地浸潰被張力輥均勻分散開(kāi)來(lái)的連續(xù)長(zhǎng)碳纖維；浸潰后的連續(xù)長(zhǎng)碳纖維通過(guò)出口的中心，形成預(yù)定形狀的長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂；最后，將長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂經(jīng)冷卻、牽引、切粒成長(zhǎng)度為6-18mm的長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)PPS母粒。實(shí)施例3采用拉擠方法將80份(重量份，下同)PPS樹(shù)脂，PPS為交聯(lián)聚苯硫醚，重均分子量大于3. 0*105、20份連續(xù)長(zhǎng)碳纖維(浙青基碳纖維長(zhǎng)絲)、0. 5份硅烷偶聯(lián)劑KH590、0. 3份抗氧劑(由O. 15份抗氧劑1076、0. 15份抗氧劑168組成)、0. 5份季戊四醇硬脂酸酯制成長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)PPS樹(shù)脂母粒；將80份PPS樹(shù)脂，PPS為交聯(lián)聚苯硫醚，重均分子量大于3. 0*105、20份高導(dǎo)熱炭黑、O. 5份硅烷偶聯(lián)劑KH590、0. 3份抗氧劑(由O. 15份抗氧劑1076,0. 15份抗氧劑168組成)、0. 5份季戊四醇硬脂酸酯、O. 3份氧化聚乙烯蠟，混合均勻，通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)擠出、造粒，制成導(dǎo)電導(dǎo)熱母粒。
然后將80份長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)PPS樹(shù)脂母粒與20份導(dǎo)電導(dǎo)熱母粒摻混，并注塑成標(biāo)準(zhǔn)樣條，測(cè)試其力學(xué)性能和導(dǎo)熱性能。性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表I。在最終長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)導(dǎo)電導(dǎo)熱PPS復(fù)合材料中，含有80份PPS樹(shù)脂、16份長(zhǎng)碳纖維、4份高導(dǎo)熱炭黑、O. 5份硅烷偶聯(lián)劑KH590、0. 3份抗氧劑、O. 5份季戊四醇硬脂酸脂、O. 06份氧化聚乙烯蠟。實(shí)施例3中涉及的拉擠方法包括以下步驟將一束連續(xù)長(zhǎng)碳纖維通過(guò)連續(xù)長(zhǎng)纖維入口通道引入到浸潰模的獨(dú)立流道中；該束連續(xù)長(zhǎng)碳纖維交替繞過(guò)成組的張力輥后沿折線前進(jìn)，沿縱向開(kāi)有圓弧形凹槽的張力輥旋轉(zhuǎn)，引起由狹縫式流道流入到獨(dú)立流道中的PPS樹(shù)脂熔體形成足夠的紊流而有效地浸潰被張力輥均勻分散開(kāi)來(lái)的連續(xù)長(zhǎng)碳纖維；浸潰后的連續(xù)長(zhǎng)碳纖維通過(guò)出口的中心，形成預(yù)定形狀的長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂；最后，將長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂經(jīng)冷卻、牽引、切粒成長(zhǎng)度為6-18mm的長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)PPS母粒。實(shí)施例4
采用拉擠方法將40份(重量份，下同)PPS樹(shù)脂，PPS為交聯(lián)聚苯硫醚，重均分子量大于3. 0*105、60份連續(xù)長(zhǎng)碳纖維(浙青基碳纖維長(zhǎng)絲)、0. 5份硅烷偶聯(lián)劑KH590、0. 3份抗氧劑(由O. 15份抗氧劑1076、0. 15份抗氧劑168組成)、0. 5份硅酮粉制成長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)PPS樹(shù)脂母粒；將50份PPS樹(shù)脂，PPS為交聯(lián)聚苯硫醚，重均分子量大于3. 0*105、45份高導(dǎo)熱石墨、5份碳納米管、O. 5份硅烷偶聯(lián)劑KH590、0. 3份抗氧劑(由O. 15份抗氧劑1076、0. 15份抗氧劑168組成)、0. 5份硅酮粉、O. 5份氧化聚乙烯蠟，混合均勻，通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)擠出、造粒，制成導(dǎo)電導(dǎo)熱母粒。然后將30份長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)PPS樹(shù)脂母粒與70份導(dǎo)電導(dǎo)熱母粒摻混，并注塑成標(biāo)準(zhǔn)樣條，測(cè)試其力學(xué)性能和導(dǎo)熱性能。性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表I。在最終長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)導(dǎo)電導(dǎo)熱PPS復(fù)合材料中，含有47份PPS樹(shù)脂、18份長(zhǎng)碳纖維、31. 5份高導(dǎo)熱石墨、3. 5份碳納米管、O. 5份硅烷偶聯(lián)劑KH590、0. 3份抗氧劑、O. 5份硅酮粉、O. 35份氧化聚乙烯蠟。實(shí)施例4中涉及的拉擠方法包括以下步驟將一束連續(xù)長(zhǎng)碳纖維通過(guò)連續(xù)長(zhǎng)纖維入口通道引入到浸潰模的獨(dú)立流道中；該束連續(xù)長(zhǎng)碳纖維交替繞過(guò)成組的張力輥后沿折線前進(jìn)，沿縱向開(kāi)有圓弧形凹槽的張力輥旋轉(zhuǎn)，引起由狹縫式流道流入到獨(dú)立流道中的PPS樹(shù)脂熔體形成足夠的紊流而有效地浸潰被張力輥均勻分散開(kāi)來(lái)的連續(xù)長(zhǎng)碳纖維；浸潰后的連續(xù)長(zhǎng)碳纖維通過(guò)出口的中心，形成預(yù)定形狀的長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂；最后，將長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂經(jīng)冷卻、牽引、切粒成長(zhǎng)度為6-18mm的長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)PPS母粒。對(duì)比例I將47份PPS樹(shù)脂，PPS為交聯(lián)聚苯硫醚，重均分子量大于3. 0*105、18份長(zhǎng)碳纖維(浙青基碳纖維長(zhǎng)絲)、35份高導(dǎo)熱石墨、O. 5份硅烷偶聯(lián)劑ΚΗ590、0· 3份抗氧劑(由O. 15份抗氧劑1098、0. 15份抗氧劑168組成)、0. 5份硅酮粉、O. 7份氧化聚乙烯蠟采用傳統(tǒng)擠出工藝方法制備碳纖增強(qiáng)導(dǎo)電導(dǎo)熱PPS，并注塑成標(biāo)準(zhǔn)樣條測(cè)試其力學(xué)性能和導(dǎo)熱性能。其中，連續(xù)長(zhǎng)碳纖維通過(guò)擠出機(jī)連續(xù)纖維入口加入。性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表I。對(duì)比例2將80份PPS樹(shù)脂，PPS為交聯(lián)聚苯硫醚，重均分子量大于3. 0*105、16份長(zhǎng)碳纖維(浙青基碳纖維長(zhǎng)絲)、4份高導(dǎo)熱炭黑、O. 5份硅烷偶聯(lián)劑ΚΗ590、0· 3份抗氧劑(由O. 15份抗氧劑1076、0. 15份抗氧劑168組成)、0. 5份季戊四醇硬脂酸脂、O. 06份氧化聚乙烯蠟采用傳統(tǒng)擠出工藝方法制備碳纖增強(qiáng)導(dǎo)電導(dǎo)熱PPS，并注塑成標(biāo)準(zhǔn)樣條測(cè)試其力學(xué)性能和導(dǎo)熱性能。其中，連續(xù)長(zhǎng)碳纖維通過(guò)擠出機(jī)連續(xù)纖維入口加入。性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表I。性能測(cè)試?yán)鞆?qiáng)度按ISO 527標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)；彎曲強(qiáng)度和彎曲模量按ISO 178標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)；Charpy缺口沖擊強(qiáng)度按ISO 179標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)；表面電阻率和體積電阻率按GB/T1410標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)；導(dǎo)熱系數(shù)按ASTM E1461標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。實(shí)施例1_4和對(duì)比例1_2的材料性能見(jiàn)表I。表I
權(quán)利要求
1.一種聚苯硫醚復(fù)合材料，其特征在于該復(fù)合材料包括以下組分和重量份 長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)PPS母粒 30-80份， 導(dǎo)電導(dǎo)熱母粒20-70份。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚苯硫醚復(fù)合材料，其特征在于所述的長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)PPS母粒包括以下組分和重量份PPS40-80份，連續(xù)長(zhǎng)碳纖維20-60份，第一偶聯(lián)劑0.5-2份，第一抗氧劑0.3-0.5份，第一加工助劑0.5-1份。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚苯硫醚復(fù)合材料，其特征在于所述的PPS為交聯(lián)聚苯硫醚，重均分子量大于3. 0*105 ;所述的連續(xù)長(zhǎng)碳纖維為浙青基碳纖維長(zhǎng)絲；所述的第一偶聯(lián)劑為娃燒偶聯(lián)劑N-苯基-、-氨丙基二甲氧基娃燒。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚苯硫醚復(fù)合材料，其特征在于所述的第一抗氧劑包括主抗氧劑和輔助抗氧劑，其中主抗氧劑為受阻酚類抗氧劑，輔助抗氧劑為亞磷酸酯類輔助抗氧劑；受阻酚類抗氧劑選自四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯、β_(4’ -羥基_3’，5’ - 二叔丁基苯基丙酸十八基酯或N，N’ -雙[3-(3，5_ 二叔丁基-4-羥基苯基)丙?；鵠乙二胺中的一種或幾種；亞磷酸酯類輔助抗氧劑為三[2，4_ 二叔丁基苯基]亞磷酸酯；所述的第一加工助劑選自季戊四醇硬脂酸酯、硅酮粉或氧化聚乙烯蠟中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚苯硫醚復(fù)合材料，其特征在于所述的導(dǎo)電導(dǎo)熱母粒包括以下組分和重量份PPS50-80份，導(dǎo)電導(dǎo)熱劑20-50份，第二偶聯(lián)劑0.5-2份，第二抗氧劑0.3-0.5份，第二加工助劑0.5-1份。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的聚苯硫醚復(fù)合材料，其特征在于所述的PPS為交聯(lián)聚苯硫醚，重均分子量大于3. 0*105;所述的導(dǎo)電導(dǎo)熱劑選自高導(dǎo)熱石墨、高導(dǎo)熱炭黑或碳納米管中的一種或幾種；所述的第二偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑N-苯基-Y -氨丙基三甲氧基硅烷；所述的第二抗氧劑包括主抗氧劑和輔助抗氧劑，其中主抗氧劑為受阻酚類抗氧劑，輔助抗氧劑為亞磷酸酯類輔助抗氧劑；受阻酚類抗氧劑選自四[甲基_(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯、β _(4’_羥基-3’，5’_ 二叔丁基苯基丙酸十八基酯或Ν，Ν’_雙[3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙?；鵠乙二胺中的一種或幾種；亞磷酸酯類輔助抗氧劑為三[2，4_二叔丁基苯基]亞磷酸酯；所述的第二加工助劑選自季戊四醇硬脂酸酯、硅酮粉或氧化聚乙烯蠟中的一種或幾種。
7.權(quán)利要求I至6任一所述的聚苯硫醚復(fù)合材料的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟將30-80份長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)PPS母粒和20-70份導(dǎo)電導(dǎo)熱母粒摻混，制成長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)導(dǎo)電導(dǎo)熱聚苯硫醚復(fù)合材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的聚苯硫醚復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述的長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)PPS母粒的制備方法包括以下步驟將40-80份PPS、20-60份連續(xù)長(zhǎng)碳纖維、O. 5-2份第一偶聯(lián)劑、O. 3-0. 5份第一抗氧劑和O. 5-1份第一加工助劑，采用拉擠方法制成長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)PPS母粒。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的聚苯硫醚復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述的拉擠方法包括以下步驟將一束連續(xù)長(zhǎng)碳纖維通過(guò)連續(xù)長(zhǎng)纖維入口通道引入到浸潰模的獨(dú)立流道中；該束連續(xù)長(zhǎng)碳纖維交替繞過(guò)成組的張力輥后沿折線前進(jìn)，沿縱向開(kāi)有圓弧形凹槽的張力輥旋轉(zhuǎn)，引起由狹縫式流道流入到獨(dú)立流道中的PPS樹(shù)脂熔體形成足夠的紊流而有效地浸潰被張力輥均勻分散開(kāi)來(lái)的連續(xù)長(zhǎng)碳纖維；浸潰后的連續(xù)長(zhǎng)碳纖維通過(guò)出口的中心，形成預(yù)定形狀的長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂；最后，將長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂經(jīng)冷卻、牽引、切粒成長(zhǎng)度為6-18mm的長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)PPS母粒；所述的長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)PPS母粒中，長(zhǎng)碳纖維沿母粒顆粒長(zhǎng)度方向彼此平行排列，且長(zhǎng)度與母粒顆粒相同。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的聚苯硫醚復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述的導(dǎo)電導(dǎo)熱母粒的制備方法包括以下步驟 將20-50份導(dǎo)電導(dǎo)熱劑、O. 5-2份第二偶聯(lián)劑，加入到高速混合機(jī)中混合均勻，然后加入50-80份PPS、0. 3-0. 5份第二抗氧劑和O. 5-1份第二加工助劑，混合均勻，通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)擠出、造粒，制成導(dǎo)電導(dǎo)熱母粒。
全文摘要
本發(fā)明屬于聚苯硫醚復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)導(dǎo)電導(dǎo)熱聚苯硫醚復(fù)合材料及其制備方法。本發(fā)明的聚苯硫醚復(fù)合材料包括以下組分和重量份30-80份長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)PPS母粒，20-70份導(dǎo)電導(dǎo)熱母粒；其中長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)PPS母粒包括以下組分和重量份40-80份PPS，20-60份連續(xù)長(zhǎng)碳纖維，0.5-2份第一偶聯(lián)劑，0.3-0.5份第一抗氧劑，0.5-1份第一加工助劑；導(dǎo)電導(dǎo)熱母粒包括以下組分和重量份50-80份PPS，20-50份導(dǎo)電導(dǎo)熱劑，0.5-2份第二偶聯(lián)劑，0.3-0.5份第二抗氧劑，0.5-1份第二加工助劑。本發(fā)明的聚苯硫醚復(fù)合材料的制備方法包括以下步驟將30-80份長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)PPS母粒和20-70份導(dǎo)電導(dǎo)熱母粒摻混，制成長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)導(dǎo)電導(dǎo)熱聚苯硫醚復(fù)合材料。該復(fù)合材料具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性能和力學(xué)性能。
文檔編號(hào)B29B15/14GK102898834SQ20111021348
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2011年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月28日
發(fā)明者章園紅 申請(qǐng)人:合肥杰事杰新材料股份有限公司