[发明专利]长碳纤维增强导电导热聚苯硫醚复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于聚苯硫醚复合材料技术领域，涉及一种长碳纤维增强导电导热聚苯硫醚复合材料及其制备方法。

背景技术

碳纤维是一种新型的高性能纤维增强材料，它具有高强度、高模量、耐高温、耐磨、耐腐蚀、抗疲劳、抗蠕变、导电、导热和远红外辐射等诸多优异性能。它可以依复合材料形式减轻构件重量，从而提高构件的技术性能。现已广泛应用于航天航空、新型纺织机械、石油化工、医药器械、汽车、机械制造、建筑行业、文体用品、电信、电加热等高新技术领域。它的广泛应用将会极大的改变我们的生活方式和提高我们的生活质量。用碳纤维复合的工程材料优于金属材料，其抗拉强度高于钢材3-4倍、刚度高于2-3倍、耐疲劳性高于2倍，比钢材轻3-4倍，热膨胀小4-5倍。它的出现使纤维复合材料具有更广阔的发展和应用前景。随着各种纤维材料增强技术逐渐变的与结构设计同样重要，碳纤维材料的发展过程先后引起了诸多发达国家和发展中国家的关注。

聚苯硫醚(PPS)是一种综合性能优异的热塑性特种工程塑料，熔点286℃左右，玻璃化转变温度为110℃，结晶度55-65％，空气中热分解起始温度高达450℃，具有优异的性能。PPS树脂改性后短期热变形温度高达260℃，长期连续使用温度为200-240℃，是热塑性塑料中热稳定程度最高的树脂之一；PPS在200℃以下不溶于任何已知的溶剂，被认为是一种仅次于聚四氟乙烯的良好的耐化学腐蚀材料；PPS树脂具有高强度、高刚性，并且在高温条件下刚性降低很小，具有出色的耐疲劳性能和抗蠕变性能；能与许多金属和非金属材料很好地粘结，还能与许多高分子材料共混；可用一般热塑性塑料加工方法加工，如注射、挤出和压制等方法成型加工。目前，它是耐高温塑料中价格最低，综合性能优异的热塑性材料，是具有良好发展潜力与竞争能力的新品种。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节电性能，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大的要求，希望材料具有优良的综合性能。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种既有良好的力学性能，又有优异的导电、导热性能的长碳纤维增强导电导热聚苯硫醚复合材料。

本发明的另一个目的是提供一种上述长碳纤维增强导电导热聚苯硫醚复合材料的制备方法。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种长碳纤维增强导电导热聚苯硫醚复合材料，该复合材料包括以下组分和重量份：

长碳纤维增强PPS母粒        30-80份，

导电导热母粒               20-70份。

所述的长碳纤维增强PPS母粒包括以下组分和重量份：

所述的PPS为交联聚苯硫醚，重均分子量大于3.0*10⁵。

所述的连续长碳纤维为沥青基碳纤维长丝。

所述的第一偶联剂为硅烷偶联剂N-苯基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷(KH590)。

所述的第一抗氧剂包括主抗氧剂和辅助抗氧剂，其中：主抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，辅助抗氧剂为亚磷酸酯类辅助抗氧剂；受阻酚类抗氧剂选自四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、β-(4’-羟基-3’，5’-二叔丁基苯基丙酸十八基酯(抗氧剂1076)或N，N’-双[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基]乙二胺(抗氧剂1098)中的一种或几种；亚磷酸酯类辅助抗氧剂为三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)。

所述的第一加工助剂选自季戊四醇硬脂酸酯、硅酮粉或氧化聚乙烯蜡中的一种或几种。

一种长碳纤维增强PPS母粒的制备方法，该方法包括以下步骤：

将40-80份PPS、20-60份连续长碳纤维、0.5-2份第一偶联剂、0.3-0.5份第一抗氧剂和0.5-1份第一加工助剂，采用拉挤方法制成长碳纤维增强PPS母粒。