[发明专利]一种高模量低翘曲LCP增强复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高模量低翘曲LCP增强复合材料及其制备方法，该所述高模量低翘曲LCP增强复合材料按质量百分比计，包括：39.5%～84.9%的LCP，10%～50%的短切碳纤维或短切碳纤维与玻璃纤维的复配物，以及5%～10%的纳米或微纳米级矿物填充，和0.1%～0.5%的高温滑剂，以上原料总和为100%。该高模量低翘曲LCP增强复合材料具有良好的耐热和流动性能，弯曲模量在20000MPa以上，翘曲度低于0.5%，能够很好地平抑材料因玻璃纤维的收缩导致的翘曲问题，使用复合材料能够更好地应用于薄壁产品的应用以及各种5G应用场景的接插件。

技术领域

本发明涉及新材料技术领域，尤其涉及一种高模量低翘曲LCP增强复合材料及其制备方法。

背景技术

液晶聚合物（liquid crystal polymer，以下简称LCP）是介于固体结晶和液体之间的中间状态聚合物，在熔融态时一般呈现液晶性。LCP是一种新型的高分子材料，它具有优良的热稳定性、耐热性及耐化学药品性，以及优异的阻燃性、耐腐蚀性能和自增强性而被广泛应用于电子电器等领域。但是，LCP复合材料在注塑成型中由于玻璃纤维的收缩通常导致成型后的产品存在翘曲现象。并且，随着5G网络应用的兴起，对配套产品部件的耐热性能要求进一步提高，由于LCP的强度仍小于高温尼龙，且高温尼龙加工成型性能更加优异，所以导致目前LCP应用市场被各种规格的高温尼龙复材料所替代。因此，为了避免LCP的制品产生翘曲，LCP的模量强度和翘曲度亟需提高。

发明内容

为解决上述的问题，本发明的目的在于提供一种高模量低翘曲LCP增强复合材料及其制备方法，通过将LCP与碳素纤维或碳素纤维与玻璃纤维的复配物进行复合以显著提高材料的模量强度，再通过添加填充矿物改善材料的翘曲度，使得制备的复合材料主要的性能指标均大幅高于现有的高温尼龙复合材料。

本发明的目的采用如下技术方案实现:

一种高模量低翘曲LCP增强复合材料，所述高模量低翘曲LCP增强复合材料按质量百分比计，包括:液晶聚合物39.5%～84.9%、碳纤维10%～50%、填充矿物5%～10%和高温润滑剂0.1%～0.5%，以上原料总和为100%。

进一步地，所述液晶聚合物为热致性液晶聚合物，所述液晶聚合物的熔点≥280℃。

进一步地，所述碳纤维为短切碳纤维或短切碳纤维与玻璃纤维的复配物，所述短切碳纤维长度为6mm，单丝直径为7μm，所述玻璃纤维则为短切玻璃纤维或玻璃长纤维。

进一步地，所述填充矿物为蒙脱土或滑石粉其中一种或两种混合，所述填充矿物的粒径为微米级至纳米级。

进一步地，所述高温润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯类。

本发明还提供上述高模量低翘曲LCP增强复合材料的制备方法，包括以下步骤:

（1）按上述重量配比称取各原料组分；

（2）将所述液晶聚合物、所述填充矿物以及所述高温润滑剂置于高速混料机中高速均化。

（3）将步骤（2）中均化混合所得的物料送入到挤出机中熔融挤出，所述碳纤维使用挤出机配备的失重称装置进行侧喂添加，所挤出的条料经冷却后即得高模量低翘曲LCP增强复合材料。

进一步地，步骤（2）中的高速均化时间为5分钟。

进一步地，步骤（3）中所述的挤出机的各区温度为:一区温度:300℃；二区温度:320℃；三区温度:320℃；四区温度:315℃；五区温度:315℃；六区温度:320℃；模头温度:330℃。

相比现有技术，本发明的有益效果在于: