[发明专利]一种PPS复合材料、铝合金塑胶制品及其制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及复合材料的制备方法，特别是涉及一种PPS复合材料、铝合金塑胶制品及其制备方法。

【背景技术】

PPS(聚苯硫醚)具有优异的耐热性，兼顾它的摩擦自润滑性，化学稳定性、尺寸稳定性，阻燃性和电绝缘性，在工业领域应用很广泛。随着世界科技的发展，PPS塑料的使用量日益增加。但是，PPS自身性的抗拉强度、抗弯强度等性能在工程塑料中属中等水平，伸长率和冲击强度也很低。目前在电子产品，例如手机上应用的PPS复合材料，通常是PPS中加入玻璃纤维和填料改性来增强其力学性能，但是在受力构件中相对来说还有些不足。特别是在铝合金纳米微孔注塑应用中，目前的PPS复合材料注塑后常出现PPS与铝合金结合力较低的问题。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题是：弥补上述现有技术的不足，提出一种PPS复合材料、铝合金塑胶制品及其制备方法，制得的PPS复合材料的力学性能较好，制得的铝合金塑胶制品中PPS与铝合金的结合强度较好。

本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：

一种PPS复合材料的制备方法，包括以下步骤：1)将碳纤维放入质量分数为30％～50％的硝酸溶液和质量分数为25％～35％的硝酸钠的混合溶液中，浸润30～50分钟，进行表面刻蚀处理，然后取出用清水清洗至中性，烘干；2)将PPS塑胶与抗氧化剂、硅烷偶联剂和钙锌稳定剂按质量比98％：0.1％～0.5％：0.5～0.8％：1.0～1.2％混合均匀，再将混合成分加入双螺杆挤出机，同时加入步骤1)处理后的碳纤维，所述碳纤维与所述混合成分的质量比为25％～35％：65％～75％，抽粒，制得碳纤维改性的PPS复合材料。

优选的技术方案中，

所述步骤2)中，所述碳纤维与所述混合成分混合时，按照如下阶段混合熔融：第一阶段温度为160～180℃，第二阶段温度为250～270℃，第三阶段温度为270～280℃，第四阶段温度为280～290℃。

所述步骤2)中，所述PPS塑胶与抗氧化剂、硅烷偶联剂和钙锌稳定剂按质量比98％：0.4％：0.6％：1.0％混合均匀。

所述步骤2)中，所述碳纤维与所述混合成分的质量比为30％：70％。

所述步骤2)中，将PPS塑胶放入烤箱在90℃下烘4～6小时后再与抗氧化剂、硅烷偶联剂和钙锌稳定剂进行混合。

本发明的技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决：

一种PPS复合材料，由以下组分组成：质量分数比为25％～35％：65％～75％的碳纤维与混合成分；其中，碳纤维为放入质量分数为30％～50％的硝酸溶液和质量分数为25％～35％的硝酸钠的混合溶液中，浸润30～50分钟，进行表面刻蚀处理，然后取出用清水清洗至中性，烘干后得到的碳纤维；混合成分中，PPS塑胶与抗氧化剂、硅烷偶联剂和钙锌稳定剂的质量比98％：0.1％～0.5％：0.5～0.8％：1.0～1.2％。

一种铝合金塑胶制品的制备方法，按照如上所述的PPS复合材料的制备方法制备PPS复合材料，将制得的PPS复合材料加入注塑机；将经过阳极氧化的铝合金结构件置于注塑模具中；调节注塑机进行注塑，制得铝合金与塑胶相结合的制品。

一种根据如上所述的制备方法制得的铝合金塑胶制品。

本发明与现有技术对比的有益效果是：

本发明的PPS复合材料、铝合金塑胶制品及其制备方法，将碳纤维放入浓硝酸和硝酸钠的溶液中刻蚀表面，经表面处理后，与PPS、抗氧化剂、硅烷偶联剂和钙锌稳定剂按照一定比例混合均匀，挤出抽粒后得到碳纤维改性的PPS塑胶粒。经测试，该改性的PPS塑胶的主要力学性能，如抗拉性能、抗弯性能、压缩和冲击强度均有大幅度提高。当其应用于铝合金纳米微孔注塑中制备铝合金与塑胶的复合制品时，该改性的PPS能在注塑过程中长期负荷和热负荷的作用下保持高的力学性能和尺寸稳定性，使制得的复合制品中铝合金和PPS之间的结合强度较好。

【具体实施方式】

本发明的构思在于针对现有玻璃纤维改性的PPS在铝合金纳米微孔注塑应用中导致的PPS与铝合金结合力不够的问题，经研究发现PPS材料的刚性和强度不足是原因之一，可通过提高PPS的刚性和强度来解决PPS与铝合金结合力不够的问题。在研发具有较好力学强度的PPS复合材料的过程中，发现采用碳纤维对PPS进行改性，可增强PPS塑胶的力学性能，进而在铝合金纳米微孔注塑中保持高的力学性能和尺寸稳定性。

本具体实施方式提供一种PPS复合材料的制备方法，包括以下步骤：